人体精神疲劳作为一种普遍存在的精神状态却极易被人们忽略,从而对人们的日常生活、工作造成一定程度的负面影响。为了减少人体精神疲劳带来的危害,找到合适的疲劳检测方法已成为该领域研究的热门,基于人体生理参数的疲劳检测方法已被证明是可行的,但由于脑电图、心电图等信号的采集装置复杂,难以进行实时监测,因此,选取另外一种信号进行疲劳检测是很有必要的。为了满足人体精神疲劳实时监控的新需求,本文设计了一种基于脉搏波的精神疲劳检测系统,兼顾了便携性与实用性。本文主要研究工作和创新点如下:硬件设计以STM32微处理器为主控芯片,选择SFH7050为光电容积脉搏波采集模块,搭配535nm绿光源、660nm红光源和940nm红外光光源,配合使用设计的信号滤波、放大、电流/电压转换电路以及AFE4400集成模拟前端,完成脉搏波信号的采集、预处理,最后,选取蓝牙HC-05模块进行数据的无线传输。软件设计主要有两个部分,下位机和上位机软件。下位机软件嵌入在采集装置中,主要进行脉搏波信号采集、预处理和将处理信号上传上位机APP;上位机APP主要包括特征提取模块、滤波算法模块以及疲劳检测算法模块,对接收到的信号进行特征点识别、提取以及疲劳检测计算,并将最后的脉搏波波形和检测结果显示。对基于脉搏波信号的精神疲劳检测方法进行了研究。提取脉搏波信号峰值时间间期,代替心电信号RR波时间间期进行心率变异性频域指标和非线性指标研究。首先,使用阈值法识别一定间期内的脉搏波波峰值,将识别的脉搏波波峰值提取出来作为时间间期序列;然后,分析所得到的时间间期的频域指标LF/HF和非线性指标SD1/SD2;最后,对比正常状态下和疲劳状态下的频域指标和非线性指标进行疲劳检测的相关研究。通过相应实验验证,该方法能准确判断人体是否处于精神疲劳状态。