脑疲劳监测系统是一种能够实时检测人生理特征信号的重要监测设备,在司机长途疲劳驾驶、士兵作战值班等民用或军用领域具有广泛的应用。针对目前存在的脑疲劳监测系统体积庞大、移动性差、实时性和准确度低、监测手段单一、且无法提高作业人员警觉度的问题,提出一种可穿戴式脑疲劳监测与促醒干预系统。在对脑疲劳监测与促醒干预技术以及蓝牙技术的研究基础上,确定了由信号采集模块、促醒干预模块、蓝牙微控器及脑疲劳监测组成的脑疲劳监测与促醒干预系统总体方案,阐述了其工作原理。利用眼电信号测量技术设计了眼电信号采集模块,确定了以ADS1192为模拟前端、三个Ag/Agcl电极单导联方式采集人眼电信号;利用头部姿态信号测量技术设计了头动信号采集模块,确定了以MPU9250九轴传感器为模拟前端,采集人头动信号;利用促醒干预技术设计了以蓝光、声音、振动三种外部物理刺激,作为促醒干预方法;通过对无线通信技术的分析对比,采用低功耗蓝牙微控制n RF51822为主控单元,完成了对模拟前端的读写控制及促醒干预的功能控制,实现了上位机与下位机之间的无线通信。对眼电信号分析与处理,通过三点五次平滑滤波、快速傅里叶变换及功率谱得出平均功率比值l/hR;对头动信号分析与处理,将头动加速度、角速度及磁场强度利用卡尔曼滤波原理得出俯仰角、偏航角、横滚角三方向头部姿态角。为了实现信号的实时显示与处理,设计了以Android系统为基础的上位机手机终端软件,完成了数据的存储等功能。最后,通过对脑疲劳监测与促醒干预系统功能、性能及应用的测试与实验结果表明,系统连续工作时长大于5h,470nm蓝光、70d B声音与2500Hz振动的组合方式能有效提高疲劳人员的警觉度,采集与处理后的数据能实时显示,蓝牙连接距离20m范围之内,其传输速率不受影响且连接不间断,实时脑疲劳监测准确度为91.3%,所设计的系统达到了技术指标要求。设计的脑疲劳监测与促醒干预系统具有结构小巧、携带方便、操作简单、安全可靠等优点,解决了目前存在的脑疲劳监测系统便携性差、监测手段单一、数据处理过程复杂且无法提高疲劳人员警觉度的难题,对后续疲劳分析实验提供了准确的数据来源,在确保特定作业人员高效、可靠地完成工作方面,具有一定的实际意义。