便攜式可穿戴腦電采集系統(tǒng)研究與開發(fā)
發(fā)布時間:2021-01-11 11:20
腦電(Electroencephalogram,EEG)是大腦神經(jīng)細胞正常生理活動產(chǎn)生的一種生物電信號,與心電類似,在一定程度上腦電是大腦生理狀態(tài)的反映,可被用于檢測人的生理以及心理狀態(tài),可為癲癇、癡呆、腫瘤等腦部疾病或腦死亡提供診斷信息。近年來,隨著腦-機接口(Brain-Computer Interface,BCI)技術的不斷發(fā)展,腦電得到了更廣泛的關注。BCI技術最初的研究目的是為了幫助癱瘓和殘疾者。隨著神經(jīng)醫(yī)學、認知心理學和人工智能等學科的飛速發(fā)展,BCI技術已經(jīng)被應用在許多領域,例如,醫(yī)學康復領域、智能控制領域、游戲娛樂領域甚至軍事領域。能否方便地得獲取腦電信號,得到的腦電信號是否可靠,都將直接影響到BCI的性能以及應用場景,腦電采集系統(tǒng)的性能就顯得尤為重要。本文主要提出了一種便攜式可穿戴腦電采集系統(tǒng)設計方案,論文工作主要圍繞腦電采集系統(tǒng)的研究與設計、系統(tǒng)性能測試實驗以及離線數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)展開。具體主要工作內容如下:提出了一種便攜式可穿戴腦電采集系統(tǒng)設計方案。設計方案中對傳統(tǒng)腦電采集系統(tǒng)的一些缺點做了改良:電極方面,使用新型的干式電極,大大地簡化了腦電采集過程的復雜性;數(shù)據(jù)傳...
【文章來源】:杭州電子科技大學浙江省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
詳細摘要
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 腦-機接口技術介紹
1.3 課題研究背景及意義
1.4 論文研究內容及結構安排
1.5 本章小結
第二章 腦電采集系統(tǒng)硬件設計
2.1 系統(tǒng)硬件結構及工作流程概述
2.2 腦電采集系統(tǒng)各模塊概述
2.2.1 微控制單元
2.2.2 前端電極模塊
2.2.3 模數(shù)轉換模塊
2.2.4 無線通信模塊
2.2.5 電源模塊
2.2.6 加速度傳感器
2.3 腦電采集系統(tǒng)電路設計
2.3.1 系統(tǒng)電源模塊電路設計
2.3.2 主控MCU模塊電路設計
2.3.3 前端ESD保護電路設計
2.3.4 模數(shù)轉換模塊電路設計
2.3.5 無線藍牙模塊電路設計
2.3.6 加速度傳感器模塊電路設計
2.4 本章小結
第三章 腦電采集系統(tǒng)軟件設計
3.1 系統(tǒng)軟件結構整體概述
3.2 腦電采集系統(tǒng)下位機軟件設計
3.2.1 下位機軟件設計整體架構
3.2.2 下位機軟件工作流程及主函數(shù)設計
3.2.3 模數(shù)轉換模塊軟件設計
3.2.4 無線藍牙模塊軟件設計
3.3 腦電采集系統(tǒng)上位機軟件設計
3.3.1 上位機軟件設計整體架構
3.3.2 串口通信軟件設計
3.3.3 波形顯示功能軟件設計
3.3.4 離線數(shù)據(jù)保存功能軟件設計
3.4 本章小結
第四章 穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位視覺刺激器設計
4.1 穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位
4.2 基于RGB-LED的SSVEP視覺刺激器設計
4.2.1 基于RGB-LED的SSVEP視覺刺激器的優(yōu)勢
4.2.2 SSVEP視覺刺激器硬件設計
4.2.3 SSVEP視覺刺激器軟件設計
4.3 SSVEP視覺刺激器精度驗證
4.4 本章小結
第五章 腦電采集系統(tǒng)性能測試實驗及離線數(shù)據(jù)分析
5.1 SSVEP信號識別的流程及方法
5.1.1 預處理
5.1.2 快速傅里葉變換
5.1.3 典型相關分析
5.2 腦電采集系統(tǒng)性能測試實驗設計
5.3 離線數(shù)據(jù)分析與比較
5.4 本章小結
第六章 總結與展望
致謝
參考文獻
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于腦機接口技術的肢體康復研究進展[J]. 姜月,鄒任玲. 生物醫(yī)學工程研究. 2018(04)
[2]基于腦機接口技術的寫字系統(tǒng)建模仿真與實現(xiàn)[J]. 陳超,平堯,郝斌,徐瑞. 系統(tǒng)仿真學報. 2018(12)
[3]淺談單片機的應用與發(fā)展[J]. 牛曉妍,郝旭,馬旭昶,劉曦文,孫磊. 河北農(nóng)機. 2018(12)
[4]無線通信技術的發(fā)展趨勢[J]. 王敏,周寶亮,陸文成. 電子技術與軟件工程. 2018(21)
[5]藍牙技術在可穿戴設備中適用性研究[J]. 王西平. 通訊世界. 2018(10)
[6]“腦機接口”橫空出世[J]. 沈臻懿. 檢察風云. 2018(20)
[7]腦機接口的研究現(xiàn)狀及未來應用的展望[J]. Abderrahmane Kheddar. 機器人產(chǎn)業(yè). 2018(05)
[8]腦電采集用電極制造技術研究進展[J]. 王桂英,王艷娟. 科學技術與工程. 2018(25)
[9]腦機接口技術應用的倫理問題分析[J]. 寧曉路,曹永福,張穎,郭興. 醫(yī)學與哲學(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)
博士論文
[1]下肢外骨骼機器人多模融合控制策略研究[D]. 劉篤信.中國科學院大學(中國科學院深圳先進技術研究院) 2018
[2]腦電非線性分析在高水平射擊射箭運動員中樞機能研究的應用[D]. 王霆.山西大學 2015
[3]微針陣列干電極的設計、制作及應用[D]. 王宇.蘭州大學 2012
碩士論文
[1]基于腦機接口技術的偏癱輔助康復系統(tǒng)的研制[D]. 王婭.天津大學 2005
本文編號:2970672
【文章來源】:杭州電子科技大學浙江省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
詳細摘要
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 腦-機接口技術介紹
1.3 課題研究背景及意義
1.4 論文研究內容及結構安排
1.5 本章小結
第二章 腦電采集系統(tǒng)硬件設計
2.1 系統(tǒng)硬件結構及工作流程概述
2.2 腦電采集系統(tǒng)各模塊概述
2.2.1 微控制單元
2.2.2 前端電極模塊
2.2.3 模數(shù)轉換模塊
2.2.4 無線通信模塊
2.2.5 電源模塊
2.2.6 加速度傳感器
2.3 腦電采集系統(tǒng)電路設計
2.3.1 系統(tǒng)電源模塊電路設計
2.3.2 主控MCU模塊電路設計
2.3.3 前端ESD保護電路設計
2.3.4 模數(shù)轉換模塊電路設計
2.3.5 無線藍牙模塊電路設計
2.3.6 加速度傳感器模塊電路設計
2.4 本章小結
第三章 腦電采集系統(tǒng)軟件設計
3.1 系統(tǒng)軟件結構整體概述
3.2 腦電采集系統(tǒng)下位機軟件設計
3.2.1 下位機軟件設計整體架構
3.2.2 下位機軟件工作流程及主函數(shù)設計
3.2.3 模數(shù)轉換模塊軟件設計
3.2.4 無線藍牙模塊軟件設計
3.3 腦電采集系統(tǒng)上位機軟件設計
3.3.1 上位機軟件設計整體架構
3.3.2 串口通信軟件設計
3.3.3 波形顯示功能軟件設計
3.3.4 離線數(shù)據(jù)保存功能軟件設計
3.4 本章小結
第四章 穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位視覺刺激器設計
4.1 穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位
4.2 基于RGB-LED的SSVEP視覺刺激器設計
4.2.1 基于RGB-LED的SSVEP視覺刺激器的優(yōu)勢
4.2.2 SSVEP視覺刺激器硬件設計
4.2.3 SSVEP視覺刺激器軟件設計
4.3 SSVEP視覺刺激器精度驗證
4.4 本章小結
第五章 腦電采集系統(tǒng)性能測試實驗及離線數(shù)據(jù)分析
5.1 SSVEP信號識別的流程及方法
5.1.1 預處理
5.1.2 快速傅里葉變換
5.1.3 典型相關分析
5.2 腦電采集系統(tǒng)性能測試實驗設計
5.3 離線數(shù)據(jù)分析與比較
5.4 本章小結
第六章 總結與展望
致謝
參考文獻
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于腦機接口技術的肢體康復研究進展[J]. 姜月,鄒任玲. 生物醫(yī)學工程研究. 2018(04)
[2]基于腦機接口技術的寫字系統(tǒng)建模仿真與實現(xiàn)[J]. 陳超,平堯,郝斌,徐瑞. 系統(tǒng)仿真學報. 2018(12)
[3]淺談單片機的應用與發(fā)展[J]. 牛曉妍,郝旭,馬旭昶,劉曦文,孫磊. 河北農(nóng)機. 2018(12)
[4]無線通信技術的發(fā)展趨勢[J]. 王敏,周寶亮,陸文成. 電子技術與軟件工程. 2018(21)
[5]藍牙技術在可穿戴設備中適用性研究[J]. 王西平. 通訊世界. 2018(10)
[6]“腦機接口”橫空出世[J]. 沈臻懿. 檢察風云. 2018(20)
[7]腦機接口的研究現(xiàn)狀及未來應用的展望[J]. Abderrahmane Kheddar. 機器人產(chǎn)業(yè). 2018(05)
[8]腦電采集用電極制造技術研究進展[J]. 王桂英,王艷娟. 科學技術與工程. 2018(25)
[9]腦機接口技術應用的倫理問題分析[J]. 寧曉路,曹永福,張穎,郭興. 醫(yī)學與哲學(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)
博士論文
[1]下肢外骨骼機器人多模融合控制策略研究[D]. 劉篤信.中國科學院大學(中國科學院深圳先進技術研究院) 2018
[2]腦電非線性分析在高水平射擊射箭運動員中樞機能研究的應用[D]. 王霆.山西大學 2015
[3]微針陣列干電極的設計、制作及應用[D]. 王宇.蘭州大學 2012
碩士論文
[1]基于腦機接口技術的偏癱輔助康復系統(tǒng)的研制[D]. 王婭.天津大學 2005
本文編號:2970672
本文鏈接:http://sikaile.net/yixuelunwen/swyx/2970672.html