基于腦機接口的智能家居控制系統(tǒng)設計
發(fā)布時間:2021-12-22 09:02
腦電信號是腦神經細胞在大腦皮層生理活動形成的電信號,它反應了人不同的認知活動,通過對腦電信號的提取、處理和分析可以得到這些活動的具體形態(tài)。腦機接口不需要借助肢體和肌肉運動就可以控制外界設備,對其研究有重要的意義。本系統(tǒng)主要由腦機接口模塊、控制模塊、界面顯示模塊、本地網絡傳輸模塊、家用設備控制電路等幾部分組成。本文的主要工作內容有:1、設計了一種新型的智能家居系統(tǒng),將新興的腦機接口技術引入到智能家居中,解決了老年人和殘疾人士生活不便問題,極大地滿足人們對居住環(huán)境智能化需求。2、通過軟件設計刺激界面采集腦電信并設計數(shù)字濾波器和模擬濾波電路對其進行濾波;針對SSVEP的產生機理和特點,最終選取快速傅里葉變換對腦電信號在頻域上進行特征提取。在硬件上,選用三星的S5P6818作為控制核心,該芯片具有多任務、運算速度快、低功耗等特點,并設計智能家居各模塊的輔助電路;在軟件上,搭建嵌入式開發(fā)環(huán)境并移植LINUX操作系統(tǒng),完成ZigBee的組網,透傳和各設備驅動模塊的軟件編程。3、對系統(tǒng)進行功能性測試,通過實驗驗證了該系統(tǒng)的可行性,且系統(tǒng)的處理速度和控制精度均能達到要求,穩(wěn)定性和實時性都得到了相應加強...
【文章來源】:西安工程大學陜西省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2?—位髙度癱瘓病人通過腦機接口控制機械手臂完成喝水任務??2功能康復與增強??
和思維能力,腦機接口可以采集大腦活動信息并轉換為驅動外部設備的命令,實現(xiàn)??人與外界的交流以及對外部環(huán)境的控制而不依賴神經外周和肌肉組織。??圖1-2?—位髙度癱瘓病人通過腦機接口控制機械手臂完成喝水任務??2功能康復與增強??腦機接口可幫助腦功能不全患者重新建立大腦活動意識與肢體運動關系,通過??腦機接口可以獲取腦中風患者想要進行肢體動作運動意圖,然后通過電刺激或者對??相應的肢體部位物理治療,通過訓練可以重新對肢體動作實現(xiàn)控制從而有可能完全??康復;加凶蚤]癥的兒童一般對運動感知比較弱,可以通過腦機接口檢測出他們對??哪些活動感覺比較強烈,然后讓他們更多地參與這些項目以提升對大腦運動皮層的??感知。??2??
西安工程大學碩士學位論文??圖1-丨電影X戰(zhàn)瞥和緋紅女巫??隨著近幾年來計算機和醫(yī)學整體水平的提升,腦機接口的應用己成為現(xiàn)實,越??來越多的科學家意識到腦機接口廣闊的前景和應用價值[3]。從當初幾個興趣研宄小??組到如今全世界范圍內數(shù)百個專門研宄機構,同時也取得了不錯的研宄成果。??1信息交流與控制??與外界的交流以及對外部環(huán)境的控制是人類最基本的需求之一,對于一些重癥??肌無力或者因事故導致高位截癱的患者以及神經肌肉功能有障礙的病人,他們喪失??了對肌肉的控制能力,不具備正常人的生活能力,但是這些人擁有正常的感知系統(tǒng)??和思維能力,腦機接口可以采集大腦活動信息并轉換為驅動外部設備的命令,實現(xiàn)??人與外界的交流以及對外部環(huán)境的控制而不依賴神經外周和肌肉組織。??圖1-2?—位髙度癱瘓病人通過腦機接口控制機械手臂完成喝水任務??2功能康復與增強??腦機接口可幫助腦功能不全患者重新建立大腦活動意識與肢體運動關系,通過??腦機接口可以獲取腦中風患者想要進行肢體動作運動意圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]關于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位SSVEP信號的BCI關鍵技術研究[J]. 劉文倩. 中國設備工程. 2017(24)
[2]淺談智能家居的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 徐子同. 山東工業(yè)技術. 2017(07)
[3]綜合時頻域及核判別分析的兩級特征提取新方法[J]. 孫賢明,樊曉光,禚真福,叢偉,陳少華. 計算機工程與應用. 2018(03)
[4]一種基于ZigBee無線傳感網絡的智能抄表系統(tǒng)[J]. 金萍,田正其,彭宇菲. 江蘇電機工程. 2016(04)
[5]基于ZigBee無線技術的智能家居系統(tǒng)設計[J]. 李泊鋒,王亞剛. 電子科技. 2016(03)
[6]基于FFT和優(yōu)化匹配追蹤的諧波/間諧波檢測[J]. 陳雷,鄭德忠,趙興濤,廖文喆. 電工電能新技術. 2016(02)
[7]基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位的在線腦機接口研究[J]. 董恩增,郭光瑞,陳超. 計算機工程與應用. 2017(03)
[8]離散時間信號頻域分析中的概念辨析[J]. 周劍雄,石志廣,吳京. 電氣電子教學學報. 2014(01)
[9]腦機接口在機器人控制中的研究現(xiàn)狀[J]. 周春雨,張毅. 數(shù)字通信. 2013(04)
[10]一種基于ZigBee的無線抄表系統(tǒng)研究與設計[J]. 汪銀芳,馬世偉. 測控技術. 2013(01)
博士論文
[1]基于腦功能網絡的腦力疲勞檢測技術及其形成機理研究[D]. 李剛.山東大學 2017
[2]非線性動力學、因果腦網絡與聚類穩(wěn)定性在腦電信號分析中的應用研究[D]. 陳東偉.太原理工大學 2015
碩士論文
[1]基于Android和ZigBee的智能家居系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 費翔.東南大學 2017
[2]基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位腦機接口系統(tǒng)的腦信號處理與研究[D]. 李佳乘.華南理工大學 2015
[3]基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位頻相特征提取的腦機接口算法設計[D]. 孟天偉.天津大學 2014
[4]運動想象腦電信號的特征提取算法研究[D]. 鞏笑曉.安徽大學 2014
[5]基于ARM9的嵌入式無線智能家庭網關的設計[D]. 韓玉文.大連海事大學 2012
[6]基于運動想象的腦機接口的研究及其應用[D]. 郭凱.杭州電子科技大學 2011
[7]基于3D視覺刺激器的BCI系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 梁爽.重慶大學 2011
[8]運動想象腦電信號的分析與處理方法研究[D]. 易振華.北京交通大學 2008
[9]智能家居控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)研究[D]. 王明秋.華中師范大學 2006
本文編號:3546134
【文章來源】:西安工程大學陜西省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2?—位髙度癱瘓病人通過腦機接口控制機械手臂完成喝水任務??2功能康復與增強??
和思維能力,腦機接口可以采集大腦活動信息并轉換為驅動外部設備的命令,實現(xiàn)??人與外界的交流以及對外部環(huán)境的控制而不依賴神經外周和肌肉組織。??圖1-2?—位髙度癱瘓病人通過腦機接口控制機械手臂完成喝水任務??2功能康復與增強??腦機接口可幫助腦功能不全患者重新建立大腦活動意識與肢體運動關系,通過??腦機接口可以獲取腦中風患者想要進行肢體動作運動意圖,然后通過電刺激或者對??相應的肢體部位物理治療,通過訓練可以重新對肢體動作實現(xiàn)控制從而有可能完全??康復;加凶蚤]癥的兒童一般對運動感知比較弱,可以通過腦機接口檢測出他們對??哪些活動感覺比較強烈,然后讓他們更多地參與這些項目以提升對大腦運動皮層的??感知。??2??
西安工程大學碩士學位論文??圖1-丨電影X戰(zhàn)瞥和緋紅女巫??隨著近幾年來計算機和醫(yī)學整體水平的提升,腦機接口的應用己成為現(xiàn)實,越??來越多的科學家意識到腦機接口廣闊的前景和應用價值[3]。從當初幾個興趣研宄小??組到如今全世界范圍內數(shù)百個專門研宄機構,同時也取得了不錯的研宄成果。??1信息交流與控制??與外界的交流以及對外部環(huán)境的控制是人類最基本的需求之一,對于一些重癥??肌無力或者因事故導致高位截癱的患者以及神經肌肉功能有障礙的病人,他們喪失??了對肌肉的控制能力,不具備正常人的生活能力,但是這些人擁有正常的感知系統(tǒng)??和思維能力,腦機接口可以采集大腦活動信息并轉換為驅動外部設備的命令,實現(xiàn)??人與外界的交流以及對外部環(huán)境的控制而不依賴神經外周和肌肉組織。??圖1-2?—位髙度癱瘓病人通過腦機接口控制機械手臂完成喝水任務??2功能康復與增強??腦機接口可幫助腦功能不全患者重新建立大腦活動意識與肢體運動關系,通過??腦機接口可以獲取腦中風患者想要進行肢體動作運動意圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]關于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位SSVEP信號的BCI關鍵技術研究[J]. 劉文倩. 中國設備工程. 2017(24)
[2]淺談智能家居的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 徐子同. 山東工業(yè)技術. 2017(07)
[3]綜合時頻域及核判別分析的兩級特征提取新方法[J]. 孫賢明,樊曉光,禚真福,叢偉,陳少華. 計算機工程與應用. 2018(03)
[4]一種基于ZigBee無線傳感網絡的智能抄表系統(tǒng)[J]. 金萍,田正其,彭宇菲. 江蘇電機工程. 2016(04)
[5]基于ZigBee無線技術的智能家居系統(tǒng)設計[J]. 李泊鋒,王亞剛. 電子科技. 2016(03)
[6]基于FFT和優(yōu)化匹配追蹤的諧波/間諧波檢測[J]. 陳雷,鄭德忠,趙興濤,廖文喆. 電工電能新技術. 2016(02)
[7]基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位的在線腦機接口研究[J]. 董恩增,郭光瑞,陳超. 計算機工程與應用. 2017(03)
[8]離散時間信號頻域分析中的概念辨析[J]. 周劍雄,石志廣,吳京. 電氣電子教學學報. 2014(01)
[9]腦機接口在機器人控制中的研究現(xiàn)狀[J]. 周春雨,張毅. 數(shù)字通信. 2013(04)
[10]一種基于ZigBee的無線抄表系統(tǒng)研究與設計[J]. 汪銀芳,馬世偉. 測控技術. 2013(01)
博士論文
[1]基于腦功能網絡的腦力疲勞檢測技術及其形成機理研究[D]. 李剛.山東大學 2017
[2]非線性動力學、因果腦網絡與聚類穩(wěn)定性在腦電信號分析中的應用研究[D]. 陳東偉.太原理工大學 2015
碩士論文
[1]基于Android和ZigBee的智能家居系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 費翔.東南大學 2017
[2]基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位腦機接口系統(tǒng)的腦信號處理與研究[D]. 李佳乘.華南理工大學 2015
[3]基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位頻相特征提取的腦機接口算法設計[D]. 孟天偉.天津大學 2014
[4]運動想象腦電信號的特征提取算法研究[D]. 鞏笑曉.安徽大學 2014
[5]基于ARM9的嵌入式無線智能家庭網關的設計[D]. 韓玉文.大連海事大學 2012
[6]基于運動想象的腦機接口的研究及其應用[D]. 郭凱.杭州電子科技大學 2011
[7]基于3D視覺刺激器的BCI系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 梁爽.重慶大學 2011
[8]運動想象腦電信號的分析與處理方法研究[D]. 易振華.北京交通大學 2008
[9]智能家居控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)研究[D]. 王明秋.華中師范大學 2006
本文編號:3546134
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