基于脑电控制的智能家居系统研究与设计

发布时间：2024-12-19 03:10

　　脑电信号(Electroencephalogram,EEG)是通过对人体或动物头皮采集到的电位变化,反映大脑生物电活动特性的一种信号。脑-机接口(Brain-Computer Interface,BCI)作为脑电信号与外围硬件设备沟通的桥梁,将复杂的脑电信号进行特征处理与分析,再经过主控器将脑电信号转化为相应的控制信号对智能家居系统的外围器件进行控制。相对于传统的智能家居,基于脑电控制的智能家居智能化程度更高,操作更加便捷,特别是针对行动不便的老人和患有截瘫、中风等损伤的病人,可以相对较好的解决他们自主生活等问题。在传统智能家居系统设计的基础上,本文设计的基于脑电控制智能家居系统通过Emotiv EPOC+意念控制器对基于左右手运动想象模式下的脑电信号进行数据采集。在对原始脑电信号进行特征提取和分类识别后,通过设计脑电处理程序将其转换为相应的控制信号,实现对智能家居设备的控制。本文分别对脑电信号的处理分析以及上位机的控制实现进行了相关设计。针对本系统的整体结构需求,对硬件平台结构进行了相应的设计和搭建。系统的网关控制器选用STM32F103C8T6作为主控芯片,对各子节点反馈的数据进行采...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
        1.1.1 课题的研究背景
        1.1.2 课题的研究意义
    1.2 脑-机接口技术的研究现状
        1.2.1 国内外研究发展现状
        1.2.2 脑-机接口技术所面临的挑战
    1.3 本文的结构安排和研究内容
第2章 脑电信号与脑-机接口技术
    2.1 脑电信号的产生与分类
        2.1.1 脑电信号的产生机理
        2.1.2 脑电信号的分类
    2.2 脑-机接口系统的选择
    2.3 脑电信号的获取与特征提取分析方法
        2.3.1 脑电信号的获取
        2.3.2 脑电信号的分析与特征提取
    2.4 脑电信号的分类识别
    2.5 本章小结
第3章 系统整体设计方案及硬件设计
    3.1 系统整体设计方案
    3.2 系统整体架构
        3.2.1 系统感知层
        3.2.2 系统网络层
        3.2.3 系统应用层
        3.2.4 系统数据流分析
    3.3 系统的硬件设计
        3.3.1 系统的网关平台设计
        3.3.2 ZigBee网络设计
        3.3.3 网关平台外围电路设计
        3.3.4 终端节点模块设计
    3.4 本章小结
第4章 脑电控制智能家居系统的软件设计
    4.1 系统软件设计框架
    4.2 网关程序设计
    4.3 ZigBee无线通信模块程序设计
        4.3.1 ZigBee协调器程序设计
        4.3.2 ZigBee终端节点程序设计
    4.4 脑电信号处理分析软件设计
        4.4.1 Cortex开发平台
        4.4.2 脑电信号的获取与处理程序设计
        4.4.3 Socket通信设计
    4.5 Web平台程序设计
        4.5.1 智能家居监控模块设计
        4.5.2 个人信息管理模块设计
        4.5.3 通信协议设计
    4.6 Android客户端程序设计
        4.6.1 客户端信息管理模块设计
        4.6.2 客户端应用模块设计
    4.7 本章小结
第5章 系统实验平台的联合调试与分析
    5.1 搭建实验平台
    5.2 联合调试与分析
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
附录
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢



本文编号：4017559