一個字節(jié)代表的是低八位。程序需要將其合并 成為一個十六位的有符號的數(shù)據(jù)。
[0041] 前額皮膚實時電壓值按照以下公式計算，
[0042]
[0043] 信號質(zhì)量：無符號單字節(jié)數(shù)據(jù)，頻率為1Hz，它代表的是信號受干擾和噪聲的程 度。其范圍為0到200,任何非零值都表示著信號存在著某種形式的噪聲污染。值越大說明 受干擾的程度越高，值200有著特殊的含義，表明電極未接觸人體的皮膚。
[0044] 專注度和放松度：無符號單字節(jié)數(shù)據(jù)，頻率為IHz，它代表測試者注意力集中程度 和精神放松度。
[0045] 腦電功率：八個無符號的三字節(jié)整體數(shù)據(jù)分別代表了八種不同波形 的功率，分別為：S波（0. 5Hz到2. 75Hz)、0波（3. 5Hz到6. 75Hz)、低-Ct波 (7. 5Hz-9. 25Hz)、高-a (lOHz-11. 75Hz)、低-P (13Hz-16. 75Hz)、高-P (18Hz-29. 75Hz)、 低-Y(31Hz-39. 75Hz)、中-Y(41Hz-49. 75Hz)。
[0046] 負載中數(shù)據(jù)編碼如表2所示：
[0047]表 2
[0048]
[0049] 校驗和用來確認數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)負載的完整性。其定義如下:
[0050] 1.對數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)負載的所有字節(jié)進行相加；
[0051] 2.采取總和的最低的8位；
[0052] 3.對最低8位執(zhí)行位相反數(shù)；
[0053] 接收數(shù)據(jù)包的接收器必須使用上述三個步驟來計算收到的數(shù)據(jù)負載的校驗和，然 后與一起接收的【CHKSUM】校驗和字節(jié)進行比較，如值不匹配，則整個數(shù)據(jù)包無效，應(yīng)該舍 棄。如果匹配，接收器將解析數(shù)據(jù)負載。
[0054] 上述藍牙模塊傳輸?shù)牟ㄌ芈试O(shè)置為57600,接收的腦電數(shù)據(jù)通過USB轉(zhuǎn)串口模塊 進入到基于圖形化編程語言LabVIEW編寫的腦電波的顯示分析系統(tǒng)，實現(xiàn)腦電波圖、腦電 功率圖的顯示以及時頻分析。
[0055] 上述LabVIEW由美國國家儀器（NI)公司研制開發(fā)，是目前應(yīng)用最廣泛，發(fā)展最快， 功能最強的圖形化軟件開發(fā)集成環(huán)境，它使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程 序是框圖的形式。其主要特點為：圖形化的儀器編程環(huán)境，內(nèi)置的程序編譯器，靈活的程序 調(diào)試手段等。
[0056] 本發(fā)明的具體使用方法如下；
[0057] 1.被測者佩戴好前額電極和耳夾電極，前額電極貼在腦前額，位置在眉骨上方一 指處，并給與適當(dāng)壓力；耳夾電極夾在左右兩耳耳垂上，適當(dāng)夾緊；佩戴過程要注意保持電 極和皮膚的清潔，可利用含酒精成分的清潔劑及軟布清潔電極和皮膚，確保電極和前額皮 膚及耳垂皮膚間沒有夾雜頭發(fā)或其他任何雜質(zhì)，佩戴好電極后不能搖動頭部，否則會影響 腦電信號采集的準確性。
[0058] 2.微弱的腦電信號通過固定帶上的前額電極及耳夾電極送入TGAM模塊，模塊采 集這兩點的電壓差送入運放進行放大，再把O-IOOHz以外的信號過濾后送入ADC轉(zhuǎn)為數(shù)字 信號，之后交由TGAM模塊內(nèi)包含的TGAT內(nèi)部的MCU進行分析處理，最后由模塊上的UART 接口輸出。采集、放大、濾波、ADC處理為數(shù)字信號、MCU內(nèi)部分析及UART輸出全都集中在一 塊小小TGAM模塊上，精準而且節(jié)省空間，實施方便。
[0059] 3.藍牙模塊傳輸?shù)牟ㄌ芈试O(shè)置為57600,接收的腦電數(shù)據(jù)通過FT232USB轉(zhuǎn)串口模 塊進入到基于圖形化編程語言LabVIEW編寫的腦電波的顯示分析系統(tǒng)。藍牙這種開放的低 成本、短距離無線連接技術(shù)，發(fā)揮很大作用，由于無線傳輸?shù)氖菙?shù)字量，因此在通常情況下 沒有傳輸誤差，不會影響到系統(tǒng)的準確度，并且可以單芯片實現(xiàn)，體積功耗都能達到很小的 水平。
[0060] 4.腦電數(shù)據(jù)經(jīng)過USB轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)，基于圖形化編程語言LabVIEW編寫的腦電 顯示分析系統(tǒng)計算調(diào)整接收到的腦電數(shù)據(jù)并使其圖形化顯示進而進行時頻分析。該系統(tǒng)采 用一個順序結(jié)構(gòu)，首先初始化全局變量，然后進入工作部分；并采用多線程并發(fā)運行，工作 部分為兩個While循環(huán)結(jié)構(gòu)并發(fā)運行，后者在循環(huán)體中加入了狀態(tài)機的編程方式，添加所 需的狀態(tài)，程序根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的狀態(tài)有空閑狀態(tài)、解析數(shù)據(jù)包、校驗和、解析數(shù)據(jù)行、數(shù)據(jù) 調(diào)整。
[0061] 解析數(shù)據(jù)包：將有效負載和校驗和分離出來并存入相應(yīng)的文件，剩余的數(shù)組元素 存回到原文件并覆蓋掉原數(shù)據(jù)；校驗和：打開文件讀取數(shù)據(jù)并獲得數(shù)據(jù)組，然后根據(jù)定義 計算校驗和并判定，若正確則將負載存入文件，若不正確則刪除數(shù)據(jù)；解析數(shù)據(jù)行：根據(jù)數(shù) 據(jù)編碼將腦電數(shù)據(jù)加以分類；數(shù)據(jù)的調(diào)整：根據(jù)腦電數(shù)據(jù)傳輸格式對原始腦電數(shù)據(jù)和腦電 功率做出計算調(diào)整。
[0062] 程序先進入空閑狀態(tài)等待菜單選項事件的發(fā)生，若用戶單擊菜單選項就會觸發(fā)事 件結(jié)構(gòu)并執(zhí)行相應(yīng)分支的程序，運行以后再回到空閑狀態(tài)；若等待超時則跳轉(zhuǎn)到解析數(shù)據(jù) 包或校驗和、解析數(shù)據(jù)行、數(shù)據(jù)調(diào)整分支最后轉(zhuǎn)回到空閑狀態(tài)繼續(xù)等待。從模塊化角度軟件 系統(tǒng)主要分為以下幾個部分：登陸界面、仿真主界面、腦電數(shù)據(jù)的讀取、腦電數(shù)據(jù)的解析、腦 電波形的顯示、腦電功率的顯示和腦電信號的時域與頻域的分析。
【主權(quán)項】
1. 一種腦電波的采集和無線傳輸裝置，其特征在于，包括： TGAM模塊； 用于貼在前額的前額電極，其輸出連接TGAM模塊； 用于夾在左右耳垂上的兩個耳夾電極，其輸出分別連接TGAM模塊； 藍牙發(fā)送模塊，其輸入連接TGAM模塊； 藍牙接收模塊，與藍牙發(fā)送模塊無線通信相連； 上位機，其輸入連接藍牙接收模塊； 所述上位機設(shè)有USB接口模塊和腦電波的顯示分析系統(tǒng)：USB接口模塊的輸入連接藍 牙接收模塊，輸出連接腦電波的顯示分析系統(tǒng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的腦電波的采集和無線傳輸裝置，其特征在于：所述TGAM模塊 采用NeuroSky神念科技的腦電采集模塊TGAM。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的腦電波的采集和無線傳輸裝置，其特征在于：所述前額電極 是采用NeuroSky神念科技的氯化銀干電極。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的腦電波的采集和無線傳輸裝置，其特征在于：所述耳夾電極 內(nèi)裝有使人體的電壓與耳夾的電壓相等的接地電極，以及可通過共模抑制過濾掉周圍環(huán)境 噪音的參考電極。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的腦電波的采集和無線傳輸裝置，其特征在于：所述腦電波的 顯示分析系統(tǒng)是基于圖形化編程語言LabVIEW編寫的腦電波的顯示分析系統(tǒng)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的腦電波的采集和無線傳輸裝置，其特征在于：所述USB接口 模塊為FT232USB轉(zhuǎn)串口模塊，其接收3. 3V-5V外部供電，支持5V對外供電和3. 3V對外供 電；自帶 3 個 LED :TXD LED、RXD LED 和 POWER LED。
【專利摘要】一種腦電波的采集和無線傳輸裝置，包括TGAM模塊、前額電極、兩個耳夾電極、藍牙發(fā)送模塊、藍牙接收模塊和上位機。前額電極的輸出連接TGAM模塊；兩個耳夾電極的輸出分別連接TGAM模塊；藍牙發(fā)送模塊的輸入連接TGAM模塊；藍牙接收模塊與藍牙發(fā)送模塊無線通信相連；上位機的輸入連接藍牙接收模塊；上位機設(shè)有USB接口模塊和腦電波的顯示分析系統(tǒng)：USB接口模塊的輸入連接藍牙接收模塊，輸出連接腦電波的顯示分析系統(tǒng)。本裝置實現(xiàn)了腦電波的采集與無線傳輸，擺脫了傳統(tǒng)有線測量的束縛，增加了系統(tǒng)的可移動性，可實時顯示腦電波并進行時頻分析，結(jié)構(gòu)合理便攜，操作方便，適用于醫(yī)學(xué)、教育、科研等領(lǐng)域，可進行醫(yī)學(xué)檢測、技術(shù)研發(fā)等。
【IPC分類】H04B5/02, A61B5/0476, G08C17/02
【公開號】CN105078448
【申請?zhí)枴緾N201410208980
【發(fā)明人】周穎, 楊池, 張思源, 胡韜
【申請人】上海理工大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月16日