电子生物结构融合智能化平台
发布时间：2021-07-20 17:33
生物体具有良好的运动能力、环境适应能力、信息感知能力和学习记忆能力,微电子设备则具有高效的数据处理、数据存储、数据通信能力以及良好的可控性。生物体与电子设备相结合而形成的电子生物结合体能够同时具备良好的运动能力、信息采集处理能力和可控性,从而能够完成各种复杂任务。本文设计实现的电子生物结构融合智能化平台能够为生物体与电子设备的结合提供试验基础。该平台具有多维度信息采集、数据存储、神经电刺激、无线组网通信等功能,为电子生物结合体的各种信息采集、数据处理和生物体的运动控制提供了硬件基础。该平台使用专用神经信号采集芯片RHD2216进行生物体神经电信号的采集;使用MEMS运动传感器MPU9250进行生物体的运动姿态检测;使用GNSS定位模块进行生物体的位置数据采集;构建精密可控电流源并与多通道模拟选择器结合实现程控多通道隔离式神经电刺激器从而进行生物体神经电刺激控制;使用MicroSD卡并结合FAT文件系统进行大量数据的实时存储以及使用GPRS通信网络进行电子生物结合体的远程控制与状态监测。实验结果表明,本文所设计实现的电子生物结构融合智能化平台能够有效地进行生物体神经信号采集、姿态数据采集...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国外研究现状
1.3 国内研究现状
1.4 本文研究内容
1.5 文章结构安排
2 电子生物结构融合智能化平台的任务分析
2.1 电子生物结构融合智能化平台的功能分析
2.1.1 多维度信息采集
2.1.2 数据实时存储
2.1.3 运动行为控制
2.1.4 智能组网通信
2.1.5 能量智能供给
2.1.6 结构融合
2.2 电子生物结构融合智能化平台的技术分析
2.2.1 神经信号采集
2.2.2 姿态数据采集
2.2.3 位置数据采集
2.2.4 数据存储
2.2.5 生物体行为控制
2.2.6 无线组网通信技术
2.2.7 电子设备电能供给
2.2.8 电子设备仿生式布放
2.3 本章小结
3 智能化平台硬件设计
3.1 硬件整体设计方案
3.2 神经信号采集模块硬件设计
3.3 姿态数据采集模块硬件设计
3.4 位置数据采集模块硬件设计
3.5 数据实时存储模块硬件设计
3.6 生物体行为控制模块硬件设计
3.7 远程通信模块硬件设计
3.8 供电部分硬件设计
3.9 本章小结
4 智能化平台软件设计
4.1 软件整体设计方案
4.2 神经信号采集模块软件设计
4.3 姿态数据采集模块软件设计
4.4 位置数据采集模块软件设计
4.5 数据实时存储模块软件设计
4.6 生物体行为控制模块软件设计
4.7 远程通信模块软件设计
4.8 本章小结
5 智能化平台功能测试
5.1 神经信号采集功能测试
5.2 姿态检测功能和远程通信功能测试
5.3 位置检测功能和数据存储功能测试
5.4 神经电刺激功能测试
5.5 运动控制功能测试
5.6 电子设备布放
5.7 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 论文工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]蛙类趋声行为的研究进展[J]. 杨萍,刘洋. 动物学杂志. 2019(02)
[2]基于椭球拟合的磁力计误差校正方法研究[J]. 孙伟,杨一涵,王野. 传感技术学报. 2018(09)
[3]Self-Powered Implantable Skin-Like Glucometer for Real-Time Detection of Blood Glucose Level In Vivo[J]. Wanglinhan Zhang,Linlin Zhang,Huiling Gao,Wenyan Yang,Shuai Wang,Lili Xing,Xinyu Xue. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[4]常用可充电电池的性能比较[J]. 付天照,盖旗涛. 通信电源技术. 2013(03)
[5]四元数卡尔曼滤波组合导航算法性能分析[J]. 高显忠,侯中喜,王波,张俊韬. 控制理论与应用. 2013(02)
[6]三轴地磁传感器误差的自适应校正方法[J]. 龙礼,张合. 仪器仪表学报. 2013(01)
[7]机器人生物控制技术综述[J]. 赵琛,巨永锋,刘阳子. 数据采集与处理. 2010(S1)
[8]大鼠刺激器遥控系统的设计与实现[J]. 李建华,万红. 计算机工程. 2010(18)
[9]全球导航卫星系统GNSS最新进展及带来的机遇和挑战[J]. 张双成,王利,黄观文. 工程勘察. 2010(08)
[10]大鼠遥控导航及其行为训练系统的研究[J]. 张韶岷,王鹏,江君,刘富鑫,叶学松,陈卫东,封洲燕,郑筱祥. 中国生物医学工程学报. 2007(06)
博士论文
[1]神经元信息传递及其能量效率的研究[D]. 岳园.兰州大学 2018
[2]植入式神经肌肉功能电刺激电子系统设计与实验研究[D]. 陶万军.东南大学 2018
[3]运动型脑机接口中神经元峰电位记录与检测的关键技术研究[D]. 周寅.浙江大学 2017
[4]鸽子运动脑区探索及其自由清醒状态的运动诱导研究[D]. 蔡雷.南京航空航天大学 2014
[5]神经信息处理的简单模型研究[D]. 张单可.华南理工大学 2013
[6]大壁虎运动人工诱导的基础研究[D]. 王文波.南京航空航天大学 2008
硕士论文
[1]基于视觉刺激的脑机接口研究[D]. 王永杰.西安电子科技大学 2018
[2]鸽子穿戴式神经信号检测与刺激闭环调控系统设计[D]. 卢俊杉.郑州大学 2018
[3]大鼠神经信号无线采集及在线锋电位分类系统实现[D]. 万瑾.浙江大学 2018
[4]低功耗无线动物神经信号采集模块的研究[D]. 原旭东.杭州电子科技大学 2018
[5]基于计算机视觉和水迷宫的鲤鱼机器人生物控制检测研究[D]. 张凡.燕山大学 2017
[6]无线脑深部开关电容型刺激器系统的研究与设计[D]. 丁婧.合肥工业大学 2017
[7]便携式经颅直流电刺激系统设计与实现[D]. 赵爱玲.电子科技大学 2017
[8]家兔动物机器人行为控制技术的研究[D]. 刘颖杰.燕山大学 2013
[9]基于嵌入式系统的动物机器人遥控刺激系统的研制[D]. 朱志坚.南京航空航天大学 2013
[10]肠道生物机器人系统运动控制的初步研究[D]. 王振宇.重庆大学 2010
本文编号：3293272
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国外研究现状
1.3 国内研究现状
1.4 本文研究内容
1.5 文章结构安排
2 电子生物结构融合智能化平台的任务分析
2.1 电子生物结构融合智能化平台的功能分析
2.1.1 多维度信息采集
2.1.2 数据实时存储
2.1.3 运动行为控制
2.1.4 智能组网通信
2.1.5 能量智能供给
2.1.6 结构融合
2.2 电子生物结构融合智能化平台的技术分析
2.2.1 神经信号采集
2.2.2 姿态数据采集
2.2.3 位置数据采集
2.2.4 数据存储
2.2.5 生物体行为控制
2.2.6 无线组网通信技术
2.2.7 电子设备电能供给
2.2.8 电子设备仿生式布放
2.3 本章小结
3 智能化平台硬件设计
3.1 硬件整体设计方案
3.2 神经信号采集模块硬件设计
3.3 姿态数据采集模块硬件设计
3.4 位置数据采集模块硬件设计
3.5 数据实时存储模块硬件设计
3.6 生物体行为控制模块硬件设计
3.7 远程通信模块硬件设计
3.8 供电部分硬件设计
3.9 本章小结
4 智能化平台软件设计
4.1 软件整体设计方案
4.2 神经信号采集模块软件设计
4.3 姿态数据采集模块软件设计
4.4 位置数据采集模块软件设计
4.5 数据实时存储模块软件设计
4.6 生物体行为控制模块软件设计
4.7 远程通信模块软件设计
4.8 本章小结
5 智能化平台功能测试
5.1 神经信号采集功能测试
5.2 姿态检测功能和远程通信功能测试
5.3 位置检测功能和数据存储功能测试
5.4 神经电刺激功能测试
5.5 运动控制功能测试
5.6 电子设备布放
5.7 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 论文工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]蛙类趋声行为的研究进展[J]. 杨萍,刘洋. 动物学杂志. 2019(02)
[2]基于椭球拟合的磁力计误差校正方法研究[J]. 孙伟,杨一涵,王野. 传感技术学报. 2018(09)
[3]Self-Powered Implantable Skin-Like Glucometer for Real-Time Detection of Blood Glucose Level In Vivo[J]. Wanglinhan Zhang,Linlin Zhang,Huiling Gao,Wenyan Yang,Shuai Wang,Lili Xing,Xinyu Xue. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[4]常用可充电电池的性能比较[J]. 付天照,盖旗涛. 通信电源技术. 2013(03)
[5]四元数卡尔曼滤波组合导航算法性能分析[J]. 高显忠,侯中喜,王波,张俊韬. 控制理论与应用. 2013(02)
[6]三轴地磁传感器误差的自适应校正方法[J]. 龙礼,张合. 仪器仪表学报. 2013(01)
[7]机器人生物控制技术综述[J]. 赵琛,巨永锋,刘阳子. 数据采集与处理. 2010(S1)
[8]大鼠刺激器遥控系统的设计与实现[J]. 李建华,万红. 计算机工程. 2010(18)
[9]全球导航卫星系统GNSS最新进展及带来的机遇和挑战[J]. 张双成,王利,黄观文. 工程勘察. 2010(08)
[10]大鼠遥控导航及其行为训练系统的研究[J]. 张韶岷,王鹏,江君,刘富鑫,叶学松,陈卫东,封洲燕,郑筱祥. 中国生物医学工程学报. 2007(06)
博士论文
[1]神经元信息传递及其能量效率的研究[D]. 岳园.兰州大学 2018
[2]植入式神经肌肉功能电刺激电子系统设计与实验研究[D]. 陶万军.东南大学 2018
[3]运动型脑机接口中神经元峰电位记录与检测的关键技术研究[D]. 周寅.浙江大学 2017
[4]鸽子运动脑区探索及其自由清醒状态的运动诱导研究[D]. 蔡雷.南京航空航天大学 2014
[5]神经信息处理的简单模型研究[D]. 张单可.华南理工大学 2013
[6]大壁虎运动人工诱导的基础研究[D]. 王文波.南京航空航天大学 2008
硕士论文
[1]基于视觉刺激的脑机接口研究[D]. 王永杰.西安电子科技大学 2018
[2]鸽子穿戴式神经信号检测与刺激闭环调控系统设计[D]. 卢俊杉.郑州大学 2018
[3]大鼠神经信号无线采集及在线锋电位分类系统实现[D]. 万瑾.浙江大学 2018
[4]低功耗无线动物神经信号采集模块的研究[D]. 原旭东.杭州电子科技大学 2018
[5]基于计算机视觉和水迷宫的鲤鱼机器人生物控制检测研究[D]. 张凡.燕山大学 2017
[6]无线脑深部开关电容型刺激器系统的研究与设计[D]. 丁婧.合肥工业大学 2017
[7]便携式经颅直流电刺激系统设计与实现[D]. 赵爱玲.电子科技大学 2017
[8]家兔动物机器人行为控制技术的研究[D]. 刘颖杰.燕山大学 2013
[9]基于嵌入式系统的动物机器人遥控刺激系统的研制[D]. 朱志坚.南京航空航天大学 2013
[10]肠道生物机器人系统运动控制的初步研究[D]. 王振宇.重庆大学 2010
本文编号：3293272
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3293272.html
