電子生物結(jié)構(gòu)融合智能化平臺(tái)
發(fā)布時(shí)間:2021-07-20 17:33
生物體具有良好的運(yùn)動(dòng)能力、環(huán)境適應(yīng)能力、信息感知能力和學(xué)習(xí)記憶能力,微電子設(shè)備則具有高效的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)通信能力以及良好的可控性。生物體與電子設(shè)備相結(jié)合而形成的電子生物結(jié)合體能夠同時(shí)具備良好的運(yùn)動(dòng)能力、信息采集處理能力和可控性,從而能夠完成各種復(fù)雜任務(wù)。本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的電子生物結(jié)構(gòu)融合智能化平臺(tái)能夠?yàn)樯矬w與電子設(shè)備的結(jié)合提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。該平臺(tái)具有多維度信息采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、神經(jīng)電刺激、無(wú)線組網(wǎng)通信等功能,為電子生物結(jié)合體的各種信息采集、數(shù)據(jù)處理和生物體的運(yùn)動(dòng)控制提供了硬件基礎(chǔ)。該平臺(tái)使用專用神經(jīng)信號(hào)采集芯片RHD2216進(jìn)行生物體神經(jīng)電信號(hào)的采集;使用MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器MPU9250進(jìn)行生物體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測(cè);使用GNSS定位模塊進(jìn)行生物體的位置數(shù)據(jù)采集;構(gòu)建精密可控電流源并與多通道模擬選擇器結(jié)合實(shí)現(xiàn)程控多通道隔離式神經(jīng)電刺激器從而進(jìn)行生物體神經(jīng)電刺激控制;使用MicroSD卡并結(jié)合FAT文件系統(tǒng)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)以及使用GPRS通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電子生物結(jié)合體的遠(yuǎn)程控制與狀態(tài)監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的電子生物結(jié)構(gòu)融合智能化平臺(tái)能夠有效地進(jìn)行生物體神經(jīng)信號(hào)采集、姿態(tài)數(shù)據(jù)采集...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究?jī)?nèi)容
1.5 文章結(jié)構(gòu)安排
2 電子生物結(jié)構(gòu)融合智能化平臺(tái)的任務(wù)分析
2.1 電子生物結(jié)構(gòu)融合智能化平臺(tái)的功能分析
2.1.1 多維度信息采集
2.1.2 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)
2.1.3 運(yùn)動(dòng)行為控制
2.1.4 智能組網(wǎng)通信
2.1.5 能量智能供給
2.1.6 結(jié)構(gòu)融合
2.2 電子生物結(jié)構(gòu)融合智能化平臺(tái)的技術(shù)分析
2.2.1 神經(jīng)信號(hào)采集
2.2.2 姿態(tài)數(shù)據(jù)采集
2.2.3 位置數(shù)據(jù)采集
2.2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
2.2.5 生物體行為控制
2.2.6 無(wú)線組網(wǎng)通信技術(shù)
2.2.7 電子設(shè)備電能供給
2.2.8 電子設(shè)備仿生式布放
2.3 本章小結(jié)
3 智能化平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)
3.1 硬件整體設(shè)計(jì)方案
3.2 神經(jīng)信號(hào)采集模塊硬件設(shè)計(jì)
3.3 姿態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊硬件設(shè)計(jì)
3.4 位置數(shù)據(jù)采集模塊硬件設(shè)計(jì)
3.5 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)模塊硬件設(shè)計(jì)
3.6 生物體行為控制模塊硬件設(shè)計(jì)
3.7 遠(yuǎn)程通信模塊硬件設(shè)計(jì)
3.8 供電部分硬件設(shè)計(jì)
3.9 本章小結(jié)
4 智能化平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件整體設(shè)計(jì)方案
4.2 神經(jīng)信號(hào)采集模塊軟件設(shè)計(jì)
4.3 姿態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計(jì)
4.4 位置數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計(jì)
4.5 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)模塊軟件設(shè)計(jì)
4.6 生物體行為控制模塊軟件設(shè)計(jì)
4.7 遠(yuǎn)程通信模塊軟件設(shè)計(jì)
4.8 本章小結(jié)
5 智能化平臺(tái)功能測(cè)試
5.1 神經(jīng)信號(hào)采集功能測(cè)試
5.2 姿態(tài)檢測(cè)功能和遠(yuǎn)程通信功能測(cè)試
5.3 位置檢測(cè)功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能測(cè)試
5.4 神經(jīng)電刺激功能測(cè)試
5.5 運(yùn)動(dòng)控制功能測(cè)試
5.6 電子設(shè)備布放
5.7 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 論文工作總結(jié)
6.2 論文工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]蛙類趨聲行為的研究進(jìn)展[J]. 楊萍,劉洋. 動(dòng)物學(xué)雜志. 2019(02)
[2]基于橢球擬合的磁力計(jì)誤差校正方法研究[J]. 孫偉,楊一涵,王野. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 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]常用可充電電池的性能比較[J]. 付天照,蓋旗濤. 通信電源技術(shù). 2013(03)
[5]四元數(shù)卡爾曼濾波組合導(dǎo)航算法性能分析[J]. 高顯忠,侯中喜,王波,張俊韜. 控制理論與應(yīng)用. 2013(02)
[6]三軸地磁傳感器誤差的自適應(yīng)校正方法[J]. 龍禮,張合. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(01)
[7]機(jī)器人生物控制技術(shù)綜述[J]. 趙琛,巨永鋒,劉陽(yáng)子. 數(shù)據(jù)采集與處理. 2010(S1)
[8]大鼠刺激器遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 李建華,萬(wàn)紅. 計(jì)算機(jī)工程. 2010(18)
[9]全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS最新進(jìn)展及帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 張雙成,王利,黃觀文. 工程勘察. 2010(08)
[10]大鼠遙控導(dǎo)航及其行為訓(xùn)練系統(tǒng)的研究[J]. 張韶岷,王鵬,江君,劉富鑫,葉學(xué)松,陳衛(wèi)東,封洲燕,鄭筱祥. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2007(06)
博士論文
[1]神經(jīng)元信息傳遞及其能量效率的研究[D]. 岳園.蘭州大學(xué) 2018
[2]植入式神經(jīng)肌肉功能電刺激電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陶萬(wàn)軍.東南大學(xué) 2018
[3]運(yùn)動(dòng)型腦機(jī)接口中神經(jīng)元峰電位記錄與檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周寅.浙江大學(xué) 2017
[4]鴿子運(yùn)動(dòng)腦區(qū)探索及其自由清醒狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)研究[D]. 蔡雷.南京航空航天大學(xué) 2014
[5]神經(jīng)信息處理的簡(jiǎn)單模型研究[D]. 張單可.華南理工大學(xué) 2013
[6]大壁虎運(yùn)動(dòng)人工誘導(dǎo)的基礎(chǔ)研究[D]. 王文波.南京航空航天大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于視覺(jué)刺激的腦機(jī)接口研究[D]. 王永杰.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]鴿子穿戴式神經(jīng)信號(hào)檢測(cè)與刺激閉環(huán)調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 盧俊杉.鄭州大學(xué) 2018
[3]大鼠神經(jīng)信號(hào)無(wú)線采集及在線鋒電位分類系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D]. 萬(wàn)瑾.浙江大學(xué) 2018
[4]低功耗無(wú)線動(dòng)物神經(jīng)信號(hào)采集模塊的研究[D]. 原旭東.杭州電子科技大學(xué) 2018
[5]基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)和水迷宮的鯉魚(yú)機(jī)器人生物控制檢測(cè)研究[D]. 張凡.燕山大學(xué) 2017
[6]無(wú)線腦深部開(kāi)關(guān)電容型刺激器系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 丁婧.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[7]便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙愛(ài)玲.電子科技大學(xué) 2017
[8]家兔動(dòng)物機(jī)器人行為控制技術(shù)的研究[D]. 劉穎杰.燕山大學(xué) 2013
[9]基于嵌入式系統(tǒng)的動(dòng)物機(jī)器人遙控刺激系統(tǒng)的研制[D]. 朱志堅(jiān).南京航空航天大學(xué) 2013
[10]腸道生物機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的初步研究[D]. 王振宇.重慶大學(xué) 2010
本文編號(hào):3293272
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究?jī)?nèi)容
1.5 文章結(jié)構(gòu)安排
2 電子生物結(jié)構(gòu)融合智能化平臺(tái)的任務(wù)分析
2.1 電子生物結(jié)構(gòu)融合智能化平臺(tái)的功能分析
2.1.1 多維度信息采集
2.1.2 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)
2.1.3 運(yùn)動(dòng)行為控制
2.1.4 智能組網(wǎng)通信
2.1.5 能量智能供給
2.1.6 結(jié)構(gòu)融合
2.2 電子生物結(jié)構(gòu)融合智能化平臺(tái)的技術(shù)分析
2.2.1 神經(jīng)信號(hào)采集
2.2.2 姿態(tài)數(shù)據(jù)采集
2.2.3 位置數(shù)據(jù)采集
2.2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
2.2.5 生物體行為控制
2.2.6 無(wú)線組網(wǎng)通信技術(shù)
2.2.7 電子設(shè)備電能供給
2.2.8 電子設(shè)備仿生式布放
2.3 本章小結(jié)
3 智能化平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)
3.1 硬件整體設(shè)計(jì)方案
3.2 神經(jīng)信號(hào)采集模塊硬件設(shè)計(jì)
3.3 姿態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊硬件設(shè)計(jì)
3.4 位置數(shù)據(jù)采集模塊硬件設(shè)計(jì)
3.5 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)模塊硬件設(shè)計(jì)
3.6 生物體行為控制模塊硬件設(shè)計(jì)
3.7 遠(yuǎn)程通信模塊硬件設(shè)計(jì)
3.8 供電部分硬件設(shè)計(jì)
3.9 本章小結(jié)
4 智能化平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件整體設(shè)計(jì)方案
4.2 神經(jīng)信號(hào)采集模塊軟件設(shè)計(jì)
4.3 姿態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計(jì)
4.4 位置數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計(jì)
4.5 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)模塊軟件設(shè)計(jì)
4.6 生物體行為控制模塊軟件設(shè)計(jì)
4.7 遠(yuǎn)程通信模塊軟件設(shè)計(jì)
4.8 本章小結(jié)
5 智能化平臺(tái)功能測(cè)試
5.1 神經(jīng)信號(hào)采集功能測(cè)試
5.2 姿態(tài)檢測(cè)功能和遠(yuǎn)程通信功能測(cè)試
5.3 位置檢測(cè)功能和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能測(cè)試
5.4 神經(jīng)電刺激功能測(cè)試
5.5 運(yùn)動(dòng)控制功能測(cè)試
5.6 電子設(shè)備布放
5.7 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 論文工作總結(jié)
6.2 論文工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]蛙類趨聲行為的研究進(jìn)展[J]. 楊萍,劉洋. 動(dòng)物學(xué)雜志. 2019(02)
[2]基于橢球擬合的磁力計(jì)誤差校正方法研究[J]. 孫偉,楊一涵,王野. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 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]常用可充電電池的性能比較[J]. 付天照,蓋旗濤. 通信電源技術(shù). 2013(03)
[5]四元數(shù)卡爾曼濾波組合導(dǎo)航算法性能分析[J]. 高顯忠,侯中喜,王波,張俊韜. 控制理論與應(yīng)用. 2013(02)
[6]三軸地磁傳感器誤差的自適應(yīng)校正方法[J]. 龍禮,張合. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(01)
[7]機(jī)器人生物控制技術(shù)綜述[J]. 趙琛,巨永鋒,劉陽(yáng)子. 數(shù)據(jù)采集與處理. 2010(S1)
[8]大鼠刺激器遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 李建華,萬(wàn)紅. 計(jì)算機(jī)工程. 2010(18)
[9]全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS最新進(jìn)展及帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 張雙成,王利,黃觀文. 工程勘察. 2010(08)
[10]大鼠遙控導(dǎo)航及其行為訓(xùn)練系統(tǒng)的研究[J]. 張韶岷,王鵬,江君,劉富鑫,葉學(xué)松,陳衛(wèi)東,封洲燕,鄭筱祥. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2007(06)
博士論文
[1]神經(jīng)元信息傳遞及其能量效率的研究[D]. 岳園.蘭州大學(xué) 2018
[2]植入式神經(jīng)肌肉功能電刺激電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陶萬(wàn)軍.東南大學(xué) 2018
[3]運(yùn)動(dòng)型腦機(jī)接口中神經(jīng)元峰電位記錄與檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周寅.浙江大學(xué) 2017
[4]鴿子運(yùn)動(dòng)腦區(qū)探索及其自由清醒狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)研究[D]. 蔡雷.南京航空航天大學(xué) 2014
[5]神經(jīng)信息處理的簡(jiǎn)單模型研究[D]. 張單可.華南理工大學(xué) 2013
[6]大壁虎運(yùn)動(dòng)人工誘導(dǎo)的基礎(chǔ)研究[D]. 王文波.南京航空航天大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于視覺(jué)刺激的腦機(jī)接口研究[D]. 王永杰.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]鴿子穿戴式神經(jīng)信號(hào)檢測(cè)與刺激閉環(huán)調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 盧俊杉.鄭州大學(xué) 2018
[3]大鼠神經(jīng)信號(hào)無(wú)線采集及在線鋒電位分類系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D]. 萬(wàn)瑾.浙江大學(xué) 2018
[4]低功耗無(wú)線動(dòng)物神經(jīng)信號(hào)采集模塊的研究[D]. 原旭東.杭州電子科技大學(xué) 2018
[5]基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)和水迷宮的鯉魚(yú)機(jī)器人生物控制檢測(cè)研究[D]. 張凡.燕山大學(xué) 2017
[6]無(wú)線腦深部開(kāi)關(guān)電容型刺激器系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 丁婧.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[7]便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙愛(ài)玲.電子科技大學(xué) 2017
[8]家兔動(dòng)物機(jī)器人行為控制技術(shù)的研究[D]. 劉穎杰.燕山大學(xué) 2013
[9]基于嵌入式系統(tǒng)的動(dòng)物機(jī)器人遙控刺激系統(tǒng)的研制[D]. 朱志堅(jiān).南京航空航天大學(xué) 2013
[10]腸道生物機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的初步研究[D]. 王振宇.重慶大學(xué) 2010
本文編號(hào):3293272
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