便携式可穿戴脑电采集系统研究与开发
发布时间：2021-01-11 11:20
脑电（Electroencephalogram,EEG）是大脑神经细胞正常生理活动产生的一种生物电信号,与心电类似,在一定程度上脑电是大脑生理状态的反映,可被用于检测人的生理以及心理状态,可为癫痫、痴呆、肿瘤等脑部疾病或脑死亡提供诊断信息。近年来,随着脑-机接口（Brain-Computer Interface,BCI）技术的不断发展,脑电得到了更广泛的关注。BCI技术最初的研究目的是为了帮助瘫痪和残疾者。随着神经医学、认知心理学和人工智能等学科的飞速发展,BCI技术已经被应用在许多领域,例如,医学康复领域、智能控制领域、游戏娱乐领域甚至军事领域。能否方便地得获取脑电信号,得到的脑电信号是否可靠,都将直接影响到BCI的性能以及应用场景,脑电采集系统的性能就显得尤为重要。本文主要提出了一种便携式可穿戴脑电采集系统设计方案,论文工作主要围绕脑电采集系统的研究与设计、系统性能测试实验以及离线数据分析等环节展开。具体主要工作内容如下:提出了一种便携式可穿戴脑电采集系统设计方案。设计方案中对传统脑电采集系统的一些缺点做了改良:电极方面,使用新型的干式电极,大大地简化了脑电采集过程的复杂性;数据传...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
详细摘要
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 脑-机接口技术介绍
1.3 课题研究背景及意义
1.4 论文研究内容及结构安排
1.5 本章小结
第二章 脑电采集系统硬件设计
2.1 系统硬件结构及工作流程概述
2.2 脑电采集系统各模块概述
2.2.1 微控制单元
2.2.2 前端电极模块
2.2.3 模数转换模块
2.2.4 无线通信模块
2.2.5 电源模块
2.2.6 加速度传感器
2.3 脑电采集系统电路设计
2.3.1 系统电源模块电路设计
2.3.2 主控MCU模块电路设计
2.3.3 前端ESD保护电路设计
2.3.4 模数转换模块电路设计
2.3.5 无线蓝牙模块电路设计
2.3.6 加速度传感器模块电路设计
2.4 本章小结
第三章 脑电采集系统软件设计
3.1 系统软件结构整体概述
3.2 脑电采集系统下位机软件设计
3.2.1 下位机软件设计整体架构
3.2.2 下位机软件工作流程及主函数设计
3.2.3 模数转换模块软件设计
3.2.4 无线蓝牙模块软件设计
3.3 脑电采集系统上位机软件设计
3.3.1 上位机软件设计整体架构
3.3.2 串口通信软件设计
3.3.3 波形显示功能软件设计
3.3.4 离线数据保存功能软件设计
3.4 本章小结
第四章 稳态视觉诱发电位视觉刺激器设计
4.1 稳态视觉诱发电位
4.2 基于RGB-LED的SSVEP视觉刺激器设计
4.2.1 基于RGB-LED的SSVEP视觉刺激器的优势
4.2.2 SSVEP视觉刺激器硬件设计
4.2.3 SSVEP视觉刺激器软件设计
4.3 SSVEP视觉刺激器精度验证
4.4 本章小结
第五章 脑电采集系统性能测试实验及离线数据分析
5.1 SSVEP信号识别的流程及方法
5.1.1 预处理
5.1.2 快速傅里叶变换
5.1.3 典型相关分析
5.2 脑电采集系统性能测试实验设计
5.3 离线数据分析与比较
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于脑机接口技术的肢体康复研究进展[J]. 姜月,邹任玲. 生物医学工程研究. 2018(04)
[2]基于脑机接口技术的写字系统建模仿真与实现[J]. 陈超,平尧,郝斌,徐瑞. 系统仿真学报. 2018(12)
[3]浅谈单片机的应用与发展[J]. 牛晓妍,郝旭,马旭昶,刘曦文,孙磊. 河北农机. 2018(12)
[4]无线通信技术的发展趋势[J]. 王敏,周宝亮,陆文成. 电子技术与软件工程. 2018(21)
[5]蓝牙技术在可穿戴设备中适用性研究[J]. 王西平. 通讯世界. 2018(10)
[6]“脑机接口”横空出世[J]. 沈臻懿. 检察风云. 2018(20)
[7]脑机接口的研究现状及未来应用的展望[J]. Abderrahmane Kheddar. 机器人产业. 2018(05)
[8]脑电采集用电极制造技术研究进展[J]. 王桂英,王艳娟. 科学技术与工程. 2018(25)
[9]脑机接口技术应用的伦理问题分析[J]. 宁晓路,曹永福,张颖,郭兴. 医学与哲学（A）. 2018(09)
[10]Nanometer ultrastructural brain damage following low intensity primary blast wave exposure[J]. Hailong Song,Landry M.Konan,Jiankun Cui,Catherine E.Johnson,Graham K.Hubler,Ralph G.DePalma,Zezong Gu. Neural Regeneration Research. 2018(09)
博士论文
[1]下肢外骨骼机器人多模融合控制策略研究[D]. 刘笃信.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2018
[2]脑电非线性分析在高水平射击射箭运动员中枢机能研究的应用[D]. 王霆.山西大学 2015
[3]微针阵列干电极的设计、制作及应用[D]. 王宇.兰州大学 2012
硕士论文
[1]基于脑机接口技术的偏瘫辅助康复系统的研制[D]. 王娅.天津大学 2005
本文编号：2970672
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
详细摘要
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 脑-机接口技术介绍
1.3 课题研究背景及意义
1.4 论文研究内容及结构安排
1.5 本章小结
第二章 脑电采集系统硬件设计
2.1 系统硬件结构及工作流程概述
2.2 脑电采集系统各模块概述
2.2.1 微控制单元
2.2.2 前端电极模块
2.2.3 模数转换模块
2.2.4 无线通信模块
2.2.5 电源模块
2.2.6 加速度传感器
2.3 脑电采集系统电路设计
2.3.1 系统电源模块电路设计
2.3.2 主控MCU模块电路设计
2.3.3 前端ESD保护电路设计
2.3.4 模数转换模块电路设计
2.3.5 无线蓝牙模块电路设计
2.3.6 加速度传感器模块电路设计
2.4 本章小结
第三章 脑电采集系统软件设计
3.1 系统软件结构整体概述
3.2 脑电采集系统下位机软件设计
3.2.1 下位机软件设计整体架构
3.2.2 下位机软件工作流程及主函数设计
3.2.3 模数转换模块软件设计
3.2.4 无线蓝牙模块软件设计
3.3 脑电采集系统上位机软件设计
3.3.1 上位机软件设计整体架构
3.3.2 串口通信软件设计
3.3.3 波形显示功能软件设计
3.3.4 离线数据保存功能软件设计
3.4 本章小结
第四章 稳态视觉诱发电位视觉刺激器设计
4.1 稳态视觉诱发电位
4.2 基于RGB-LED的SSVEP视觉刺激器设计
4.2.1 基于RGB-LED的SSVEP视觉刺激器的优势
4.2.2 SSVEP视觉刺激器硬件设计
4.2.3 SSVEP视觉刺激器软件设计
4.3 SSVEP视觉刺激器精度验证
4.4 本章小结
第五章 脑电采集系统性能测试实验及离线数据分析
5.1 SSVEP信号识别的流程及方法
5.1.1 预处理
5.1.2 快速傅里叶变换
5.1.3 典型相关分析
5.2 脑电采集系统性能测试实验设计
5.3 离线数据分析与比较
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于脑机接口技术的肢体康复研究进展[J]. 姜月,邹任玲. 生物医学工程研究. 2018(04)
[2]基于脑机接口技术的写字系统建模仿真与实现[J]. 陈超,平尧,郝斌,徐瑞. 系统仿真学报. 2018(12)
[3]浅谈单片机的应用与发展[J]. 牛晓妍,郝旭,马旭昶,刘曦文,孙磊. 河北农机. 2018(12)
[4]无线通信技术的发展趋势[J]. 王敏,周宝亮,陆文成. 电子技术与软件工程. 2018(21)
[5]蓝牙技术在可穿戴设备中适用性研究[J]. 王西平. 通讯世界. 2018(10)
[6]“脑机接口”横空出世[J]. 沈臻懿. 检察风云. 2018(20)
[7]脑机接口的研究现状及未来应用的展望[J]. Abderrahmane Kheddar. 机器人产业. 2018(05)
[8]脑电采集用电极制造技术研究进展[J]. 王桂英,王艳娟. 科学技术与工程. 2018(25)
[9]脑机接口技术应用的伦理问题分析[J]. 宁晓路,曹永福,张颖,郭兴. 医学与哲学（A）. 2018(09)
[10]Nanometer ultrastructural brain damage following low intensity primary blast wave exposure[J]. Hailong Song,Landry M.Konan,Jiankun Cui,Catherine E.Johnson,Graham K.Hubler,Ralph G.DePalma,Zezong Gu. Neural Regeneration Research. 2018(09)
博士论文
[1]下肢外骨骼机器人多模融合控制策略研究[D]. 刘笃信.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2018
[2]脑电非线性分析在高水平射击射箭运动员中枢机能研究的应用[D]. 王霆.山西大学 2015
[3]微针阵列干电极的设计、制作及应用[D]. 王宇.兰州大学 2012
硕士论文
[1]基于脑机接口技术的偏瘫辅助康复系统的研制[D]. 王娅.天津大学 2005
本文编号：2970672
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