基于腦機(jī)接口的智能照明系統(tǒng)研究.pdf

1、腦機(jī)接口（Brain—Computer Interface，BCI）系統(tǒng)是近年來(lái)許多學(xué)科的研究熱點(diǎn)，不同于傳統(tǒng)大腦信息輸出通道，它是一種全新的人機(jī)交互方式，通過(guò)它大腦能夠直接與外界進(jìn)行交互。本文主要研究了一種利用腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)的智能照明系統(tǒng)，最終目的是可以直接傳達(dá)人體大腦中的思維任務(wù)用以控制照明，這對(duì)于眾多腦部功能健全但存在部分身體機(jī)能缺陷的人來(lái)說(shuō)，會(huì)極大的改善他們的生活質(zhì)量，方便他們的日常生活，并且能夠節(jié)約社會(huì)資源，所以本文存在重要

2、研究?jī)r(jià)值。
　　實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口的核心是找到一種能夠代表大腦思維的特征信號(hào)，而腦電信號(hào)正符合這一要求。國(guó)內(nèi)外基于不同種類(lèi)腦電信號(hào)的腦機(jī)接口研究已獲得了很多研究成果，本文使用的是其中的視覺(jué)誘發(fā)電位作為目標(biāo)信號(hào)。視覺(jué)誘發(fā)電位因其無(wú)需用戶(hù)長(zhǎng)期訓(xùn)練，可以被動(dòng)接受的特點(diǎn)，非常適合本文系統(tǒng)的要求，為此本文首先設(shè)計(jì)了電勢(shì)采集系統(tǒng)用以從用戶(hù)頭部表皮收集腦電信號(hào)。腦電信號(hào)十分微弱，并且容易被噪聲干擾，想要采集微弱的腦電信號(hào)，使用放大器放大信號(hào)在所難免，

3、針對(duì)腦電信號(hào)特點(diǎn)，本文選用儀表放大器AD620作為整個(gè)采集系統(tǒng)的放大核心，并使用獨(dú)創(chuàng)的左耳驅(qū)動(dòng)電路改善信號(hào)，放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波器以及二級(jí)放大的處理之后，直接輸入到控制核心的AD轉(zhuǎn)換模塊中去。本文選用STM32103作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，STM32103擁有12位精度的AD轉(zhuǎn)換模塊，它優(yōu)良的性能以及較小的體積，能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求。在無(wú)線(xiàn)傳輸部分，使用的是ZIGBEE技術(shù)，節(jié)點(diǎn)芯片為CC2530，實(shí)現(xiàn)了串口透?jìng)鞯墓δ?，能夠在?jié)點(diǎn)間穩(wěn)定可

4、靠的傳輸控制信息，最終完成了無(wú)線(xiàn)打開(kāi)照明器的功能。另外，本文使用C＃語(yǔ)言編寫(xiě)了一款上位機(jī)軟件，用以對(duì)用戶(hù)進(jìn)行開(kāi)關(guān)燈視覺(jué)刺激，并能將采集到的腦電信號(hào)以二進(jìn)制格式保存于上位機(jī)中，以便后續(xù)分析，該軟件特別針對(duì)視覺(jué)誘發(fā)電位實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了多種功能，包括刺激時(shí)長(zhǎng)、頻率、累加平均等，可以根據(jù)不同的受試者的受試反饋靈活改變?cè)囼?yàn)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)視覺(jué)電位刺激與瞬態(tài)視覺(jué)電位刺激間的切換，以期有更好的實(shí)驗(yàn)效果。
　　腦電信號(hào)被記錄下以后，其中存在這很大的噪聲，