class SteeringWheelECG:
    """
    方向盘集成 ECG 系统
    
    传感器：导电电极嵌入方向盘
    信号：单导联 ECG（手-手回路）
    采样率：500 Hz
    """
    
    def __init__(self):
        self.config = {
            'electrodes': '导电硅胶嵌入方向盘 3/9 点位',
            'lead': 'Lead I (左手-右手)',
            'sampling_rate': 500,  # Hz
            'resolution': 12,  # bit
            'bandwidth': (0.5, 40),  # Hz
            'snr_target': 30,  # dB
        }
        
    def get_signals(self):
        """可提取的生理信号"""
        return {
            'heart_rate': '60-120 bpm',
            'hrv': 'RMSSD, SDNN, pNN50',
            'arrhythmia': '房颤/室早/室速检测',
            'stress_index': 'LF/HF ratio',
            'fatigue_index': 'HRV 下降趋势'
        }
    
    def challenges(self):
        """技术挑战"""
        return {
            'motion_artifact': '手部运动导致基线漂移',
            'contact_quality': '手离开方向盘时信号丢失',
            'skin_impedance': '干燥皮肤阻抗高',
            'solution': '自适应滤波 + IMU 辅助运动补偿'
        }

class MirrorRPPG:
    """
    后视镜 rPPG（远程光电容积脉搏波）系统
    
    原理：面部血液体积变化导致皮肤颜色微变
    """
    
    def __init__(self):
        self.config = {
            'camera': 'RGB + NIR 双模',
            'resolution': '640x480',
            'fps': 30,
            'roi': '前额 + 双颊',
            'algorithm': 'CHROM/POS/DeepPhys',
            'precision': '±2 bpm'
        }
    
    def extract_signals(self):
        return {
            'heart_rate': '面部肤色周期性变化',
            'breathing_rate': '躯干上下运动',
            'spo2_estimation': '红/红外比值（近似）',
            'stress': 'HRV + 面部表情'
        }

class SeatbeltPhonocardiography:
    """
    安全带集成心音（Phonocardiography, PCG）传感器
    
    原理：心脏瓣膜开闭声音通过胸壁传导至安全带
    """
    
    def __init__(self):
        self.config = {
            'sensor': 'MEMS 麦克风嵌入安全带',
            'bandwidth': (20, 1000),  # Hz
            'sampling_rate': 2000,  # Hz
            'position': '胸部接触点',
            'snr': '15-25 dB'
        }
    
    def extract_signals(self):
        return {
            'S1': '二尖瓣/三尖瓣关闭（心收缩开始）',
            'S2': '半月瓣关闭（心舒张开始）',
            'murmurs': '异常杂音（瓣膜病变）',
            'heart_rhythm': 'S1-S2 间隔 = 收缩期'
        }

class CabinPPG:
    """
    车内 PPG 光传感器
    
    原理：红外光透射/反射检测血容量变化
    """
    
    def __init__(self):
        self.config = {
            'wavelengths': '660nm (红) + 940nm (红外)',
            'type': '透射式（手指）或反射式（手腕）',
            'sampling_rate': 100,  # Hz
            'application': '方向盘/扶手/仪表台'
        }

class ContextualHealthFusion:
    """
    驾驶上下文 + 健康信号融合引擎
    
    关键创新：不是单纯检测生理信号，
    而是将驾驶动力学作为信号的上下文
    """
    
    def __init__(self):
        self.vehicle_signals = {
            'acceleration': '纵向/横向加速度',
            'braking': '制动强度/频率',
            'steering': '转向角/转向速度',
            'speed': '车速',
            'road_condition': '路面振动',
            'gps': '位置/路线'
        }
        
        self.health_signals = {
            'ecg': '心率/HRV/心律',
            'rppg': '光学心率/呼吸',
            'pcg': '心音',
            'ppg': '血氧/脉搏'
        }
    
    def fuse(self, health_data: dict, vehicle_data: dict) -> dict:
        """
        上下文感知的健康评估
        
        关键逻辑：
        - HRV 下降 + 弯道驾驶 → 可能是驾驶压力（非心脏问题）
        - HRV 下降 + 直道匀速 → 可能是心脏异常
        - 心率升高 + 加速 → 正常生理反应
        - 心率升高 + 匀速 → 可能是应激/疾病
        """
        context = self._classify_driving_context(vehicle_data)
        
        if context == 'high_stress_driving':
            # 高压力驾驶场景：降低健康异常权重
            return {'health_risk': 'LOW', 'reason': '驾驶压力导致 HRV 下降属正常'}
        
        elif context == 'steady_cruising':
            # 匀速巡航：健康信号可信度高
            if health_data['hrv'] < self.hrv_baseline * 0.7:
                return {'health_risk': 'MEDIUM', 'reason': '匀速巡航中 HRV 显著下降'}
        
        elif context == 'post_braking':
            # 制动后：心率可能短暂升高
            if health_data['heart_rate'] > 120:
                return {'health_risk': 'LOW', 'reason': '制动后心率升高属正常'}
        
        return {'health_risk': 'MONITOR', 'reason': '持续监测'}

class AutomotiveHealthPrivacy:
    """Automotive Health 隐私保护方案"""
    
    principles = {
        'data_ownership': '用户拥有健康数据，可随时删除',
        'local_processing': '敏感生理信号在车内处理，不上云',
        'aggregation': '仅上传聚合趋势（非原始信号）',
        'opt_in': '健康监测功能需用户明确授权',
        'medical_compliance': '符合 HIPAA/GDPR 医疗数据规范',
        'insurance_share': '用户可选择与保险公司分享（换取折扣）'
    }

automotive_health_market = {
    'addressable_market': '全球年产 ~8000万辆车',
    'penetration_2030': '预计 15-25%',
    'revenue_per_vehicle': '$50-100/年（健康服务订阅）',
    'total_market_2030': '$6-20B/年',
    'adjacent_markets': [
        '健康保险差异化定价',
        '远程医疗服务',
        '个性化驾乘体验',
        '老年人驾驶辅助'
    ]
}