Studio ed implementazione di un sistema per la misura di segnali PPG su scheda a microcontrollore per il monitoraggio di guidatori.

In recent years, the growing focus on road safety and driver health has spurred the development of sensorized steering wheels. Continuous monitoring of drivers' physiological conditions is crucial to prevent road accidents caused by drowsiness or distraction. This thesis presents the development and implementation of a microcontroller-based system for measuring photoplethysmographic (PPG) signals, used to monitor heart rate. The proposed system integrates PPG sensors with a microcontroller board, allowing real-time acquisition and processing of the driver's physiological data. Three optical heart rate sensors were examined: the Grove-Finger-Clip, the Pulse Sensor, and the MAX30102 sensor. Tests evaluated the accuracy and responsiveness of each sensor under simulated operating conditions. The results identified the best-performing sensor, considering the integration requirements and usage conditions for the steering wheel. This work lays the foundation for an integrated heart rate monitoring system in an intelligent steering wheel, highlighting both the potential and limitations of the tested sensors. Future research should focus on optimizing the chosen sensor and exploring new technologies to further enhance user experience, not only in recreational settings but also in clinical and health monitoring contexts.

Negli ultimi anni, la crescente attenzione verso la sicurezza stradale e la salute dei conducenti ha stimolato lo sviluppo di volanti sensorizzati. Il monitoraggio continuo delle condizioni fisiologiche dei guidatori è cruciale per prevenire incidenti stradali causati da sonnolenza o distrazione. Questa tesi presenta lo sviluppo e l’implementazione di un sistema basato su un microcontrollore per la misura dei segnali fotopletismografici (PPG), utilizzati per monitorare la frequenza cardiaca. Il sistema proposto integra i sensori PPG con una scheda a microcontrollore, permettendo l’acquisizione e l’elaborazione in tempo reale dei dati fisiologici del guidatore. Sono stati esaminati tre sensori ottici di frequenza cardiaca: il Grove-Finger-Clip, il Pulse Sensor e il sensore MAX30102. I test effettuati hanno valutato la precisione e la reattività di ciascun sensore in condizioni operative simulate. I risultati ottenuti hanno permesso di identificare il sensore più performante, tenendo conto delle specifiche esigenze di integrazione e delle condizioni di utilizzo previste per il volante sensorizzato. Il presente lavoro getta le basi per lo sviluppo di un sistema di monitoraggio della frequenza cardiaca integrato in un volante intelligente, evidenziando sia le potenzialità che le limitazioni dei sensori testati. Le future ricerche dovranno concentrarsi sull’ottimizzazione del sensore scelto e sull’esplorazione di nuove tecnologie per migliorare ulteriormente l’esperienza dell’utente, non solo in ambito ludico, ma anche in contesti clinici e di monitoraggio della salute.