臺灣博碩士論文加值系統

　　隨著工作步調加快以及工時的加長，使得工作壓力與日俱增；因工作過度勞累而發生猝死的意外時有所聞。根據統計，過勞患者的年齡多在20至45歲之間，不但是社會的菁英份子，也是一家經濟之所繫，一旦倒下，將增加社會成本的負擔，因此，我們應該預防過勞的發生以避免後續的問題。
　　本研究提出一個疲勞的評量機制，初步是以長時間使用電腦者為研究對象；此評量機制是利用內嵌於滑鼠裡的感測元件，測量心跳與指尖的末梢血流波形，經過諧波分析的處理，並對照王唯工教授所提出的血流分析理論。從實驗結果發現，單位時間心跳數量會隨著電腦的使用時間加長而逐漸遞減；末梢血流波形的諧波之振幅也有隨著使用電腦時間加長而逐漸遞減的現象。

　　Working pressure is getting larger and larger due to higher pace and longer man-hour of the work. Overwork may leads to the possibility of sudden death. According to statistics, the age of overworked population falls between 20 to 45 years old. They are not only the men of great ability in society, but also the economic pillar of a family. Once the accident happens, it increases the burden of society. Consequently, we should prevent the emergence of overwork to avoid the follow-up problems.
　　A fatigue evaluation system is proposed in this thesis. The rudimentary research object is focused on subjects who use the computer for a long period of time. This evaluation system utilizes a sensor embedded in the mouse to measure heart rate and peripheral blood-flow waveform on fingertip. Then, the peripheral blood-flow waveform is analyzed in harmonic amplitudes after Fourier transformation. Moreover we compare the result to the blood-flow theory proposed by professor Wei-Kung Wang. According to experimental results, it is observed that the heart rate and the harmonic amplitudes of peripheral blood-flow waveform decrease gradually with time when using computers.

目錄
頁次
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 2
1-3 文獻回顧 2
1-3-1 肌電訊號的評估與分析 3
1-3-2 心率與心跳變異率的評估與分析 4
1-3-3 閃光融合閾值的評估與分析 5
1-3-4 腦波圖的評估與分析 5
1-3-5 末梢血流波形的評估與分析 6
1-4 系統設計構想 7
1-5 研究流程與步驟 9
1-6 內容架構 10
第二章 系統設計 11
2-1 系統架構 11
2-2 硬體部分 12
2-2-1 類比量測模組 13
2-2-2 類比至數位轉換模組 20
2-2-3 USB傳輸部分 24
2-2-4 電源部份 27
2-2 軟體部分 28
2-2-1 韌體部分 28
2-2-2 人機介面程式部分 31
2-2-3 驅動程式與INF檔 35
第三章 系統功能測試、整合與驗證 38
3-1 量測電路模組測試 38
3-2 類比至數位轉換電路及USB傳輸介面電路測試 38
3-3 系統電源模組測試 39
3-4 系統整合測試 39
3-5 系統驗正 40

第四章 實驗方法與結果 46
4-1 實驗規劃 46
4-2 實驗結果 49
4-2-1實驗一 49
4-2-2實驗二 55
4-2-3實驗三 61
第五章 討論 63
第六章 結論與未來展望 64
6-1 結論 64
6-2 未來展望 65
參考文獻 66
附錄 71
附錄A 系統電路圖 71
附錄B 描述元的格式 74
自述 77




表目錄
頁次
表1-1、諧波與中醫經絡對應關係 8
表2-1、USB傳輸速度對應表 24
表4-1、實驗一之DT–雙因子變異數分析：無重複試驗 49
表4-2、實驗一之心跳–雙因子變異數分析：無重複試驗 50
表4-3、實驗一之諧波二–雙因子變異數分析：無重複試驗 51
表4-4、實驗二之DT–雙因子變異數分析：無重複試驗 55
表4-5、實驗二之心跳–雙因子變異數分析：無重複試驗 56
表4-6、實驗二之諧波二–雙因子變異數分析：無重複試驗 57
表B-1裝置描述元 74
表B-2配置描述元 75
表B-3介面描述元 75
表B-4端點描述元 76





圖目錄
頁次
圖1-1、肌電訊號強度及頻譜變化 4
圖2-1、系統示意圖 11
圖2-2、系統電路方塊圖 12
圖2-3、類比量測模組電路方塊圖 13
圖2-4、CNY70動作原理示意圖 14
圖2-5、電流驅動法 14
圖2-6、儀表放大電路 15
圖2-7、用三個OP-AMP組成的IA與AD620的比較 16
圖2-8、AD620的腳位圖 17
圖2-9、非反向放大器電路圖 17
圖2-10、Sallen-Key 低通濾波器電路圖 18
圖2-11、60Hz Notch Filter電路圖 19
圖2-12、ADC0809內部結構方塊圖 20
圖2-13、ADC0809之選擇輸入通道真值表與外部接腳圖 21
圖2-14、ADC0809動作之時序圖 21
圖2-15、CY7C64613內部結構方塊圖 22
圖2-16、LVC4245的功能描述與外部接腳圖 23
圖2-17、類比至數位轉換模組電路圖 23
圖2-18、USB連接器與纜線規格圖 25
圖2-19、USB傳輸介面連接圖 26
圖2-20、電源模組電路圖 27
圖2-21、描述元的架構與類型 28
圖2-22、韌體架構流程圖 30
圖2-23、LabVIEW載入hhusb.dll連結程式檔 31
圖2-24、微分偵測法流程圖 32
圖2-25、資料處理流程圖 33
圖2-26、LabVIEW程式流程圖 34
圖2-27、人性化介面裝置顯示於裝置管理員視窗 36
圖2-28、人性化介面裝置內容 37
圖2-29、人性化介面裝置驅動程式詳細資料 37
圖3-1、量測使用方式示意圖 39
圖3-2、末梢血流量測人機介面 40
圖3-3、波形比較實驗系統示意圖 41
圖3-4、同時量到的末梢血流波形與橈動脈血壓波形 42
圖3-5、分別經過FFT處理後之頻譜圖 42
圖3-6、末梢血流波與橈動脈血壓波的coherence結果 43
圖3-7、分別由末梢血流波與橈動脈血壓波計算出
之心跳變化趨勢圖 44
圖3-8、分別由末梢血流波與橈動脈血壓波計算
之諧波二變化趨勢圖 45
圖4-1、數位式視疲勞閃爍值測定器TAKEI TK502 46
圖4-2、實驗步驟流程圖 48
圖4-3、實驗一之DT–三次實驗平均值趨勢圖 51
圖4-4、實驗一之心跳–三次實驗平均值趨勢圖 52
圖4-5、實驗一之諧波二–三次實驗平均值趨勢圖 52
圖4-6、實驗二之DT–五次實驗平均值趨勢圖 57
圖4-7、實驗二之心跳–五次實驗平均值趨勢圖 58
圖4-8、實驗二之諧波二–五次實驗平均值趨勢圖 58
圖4-9、實驗三之實驗前後DT值比較圖 61
圖4-10、實驗三之實驗前後心跳值比較圖 61
圖4-11、實驗三之實驗前後諧波二值比較圖 62
圖A-1、量測模組電路圖 71
圖A-2、AD轉換模組與USB傳輸部分電路圖 72
圖A-3、電源模組電路圖 73

參考文獻
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【28】高鶯玲，“以末梢血流及體溫為基礎之焦慮改善評估系統”，國立成功大學電機研究所，碩士論文，民國94年。
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【30】許永和，“8051微處理機程式設計(上）(下）”，長高科技圖書股份有限公司，台中市，2003。
【31】謝勝治，“圖控式程式語言 - LabVIEW”，全華科技圖書股份有限公司，台北市，2004。
【32】許永和，“介面設計與實習 – 使用LabVIEW”，全華科技圖書股份有限公司，台北市，2004。
【33】許永和，“微處理機與USB主從介面之設計與應用”，儒林圖書公司，台北市，2005。