發(fā)布時間：2017-03-28 12:16

  本文關(guān)鍵詞：高密度表面肌電信號采集系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：表面肌電信號(surface Electromyography, sEMG)是人體神經(jīng)肌肉活動產(chǎn)生的生物電信號,能反應(yīng)人體重要的生理狀態(tài)和醫(yī)學(xué)信息,常用于醫(yī)學(xué)康復(fù)診斷、肌肉疲勞評估和人機(jī)交互應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的高密度表面肌電(HD-sEMG)研究,能夠獲取表面肌電的空間拓?fù)浞植己透S富的生理信息。由于其需要高精度、高空間分辨率和高質(zhì)量的肌電信號,這對采集系統(tǒng)的便捷性、響應(yīng)性和續(xù)航能力等方面提出了更高要求。本文在考慮可穿戴性、實(shí)時性、高通量等基礎(chǔ)上,對sEMG采集系統(tǒng)架構(gòu)和傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計進(jìn)行了深入研究,設(shè)計了基于模塊化分層架構(gòu)、有線USB結(jié)合無線WIFI傳輸模式、異步采集和同步聚合方法、雙緩存和時隙切換的高精度同步機(jī)制的實(shí)時肌電采集通信系統(tǒng)。并對其中的硬件設(shè)備、軟件平臺和通信機(jī)制進(jìn)行了相應(yīng)設(shè)計和優(yōu)化。本文還提出了用于表面肌電信號采集的陣列式柔性肌電電極的制備方法,同時本文還對表面肌電信號中混入的工頻干擾和基線漂移噪聲進(jìn)行了分析,并設(shè)計了幾種輕量級的實(shí)時濾波算法。為驗證系統(tǒng)功能和算法機(jī)制,本文還構(gòu)建了實(shí)驗平臺裝置,實(shí)現(xiàn)了128通道1KHz采樣率16bit精度sEMG信號的實(shí)時采集、處理和傳輸。通過測試,在采用通信周期為50ms下,通道間同步誤差小于320us,刷新率可達(dá)20Hz,系統(tǒng)的平均延時小于80ms,滿足高密度表面肌電信號采集的要求。
【關(guān)鍵詞】：高密度表面肌電信號 實(shí)時傳輸 時隙切換 時間同步 工頻干擾
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.7;R318
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排13-14
• 第2章 系統(tǒng)架構(gòu)和硬件平臺設(shè)計14-24
• 2.1 系統(tǒng)架構(gòu)14-16
• 2.2 陣列式柔性肌電電極16-19
• 2.2.1 電極設(shè)計影響因素16-17
• 2.2.2 陣列式柔性表面肌電電極17-19
• 2.3 硬件設(shè)計19-24
• 2.3.1 采集節(jié)點(diǎn)19-20
• 2.3.2 USB Hub20-22
• 2.3.3 設(shè)備節(jié)點(diǎn)22-24
• 第3章 軟件平臺設(shè)計24-35
• 3.1 采集節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計24-25
• 3.2 設(shè)備節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計25-30
• 3.2.1 Linux操作系統(tǒng)及驅(qū)動開發(fā)25-26
• 3.2.2 驅(qū)動程序開發(fā)26-28
• 3.2.3 應(yīng)用程序設(shè)計28-30
• 3.3 PC平臺程序設(shè)計30-35
• 3.3.1 接口抽象層與設(shè)備驅(qū)動層31-32
• 3.3.2 應(yīng)用層和界面設(shè)計32-34
• 3.3.3 肌電的可視化34-35
• 第4章 通信機(jī)制與算法35-47
• 4.1 通信網(wǎng)絡(luò)分析35-36
• 4.2 采集節(jié)點(diǎn)與設(shè)備節(jié)點(diǎn)36-40
• 4.2.1 USB協(xié)議及應(yīng)用36-38
• 4.2.2 時隙通信過程與協(xié)議38-40
• 4.3 設(shè)備節(jié)點(diǎn)與PC平臺40-42
• 4.3.1 TCP/IP協(xié)議及應(yīng)用40-41
• 4.3.2 C/S通信過程41-42
• 4.4 全局時隙同步通信機(jī)制42-45
• 4.5 實(shí)時響應(yīng)性設(shè)計與延時優(yōu)化45-47
• 第5章 噪聲抑制和信號調(diào)理47-58
• 5.1 工頻干擾簡介47-48
• 5.2 物理降噪48-50
• 5.3 工頻干擾濾波算法50-57
• 5.3.1 工頻干擾分析與信號建模50-51
• 5.3.2 巴特沃茨陷波器51-53
• 5.3.3 線性參數(shù)估計53-55
• 5.3.4 基于RLS濾波55-57
• 5.4 基線漂移57-58
• 第6章 系統(tǒng)測試與總結(jié)58-65
• 6.1 實(shí)驗平臺與采集測試58-60
• 6.2 通信周期確定和傳輸延時分析60-62
• 6.3 同步誤差測試與結(jié)果分析62-63
• 6.4 本文總結(jié)63-64
• 6.5 研究展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)情況及科研情況說明69

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：高密度表面肌電信號采集系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：272257