一种基于脑机接口信号采集系统及其采集方法与流程

本发明涉及脑电信号采集技术领域，具体为一种基于脑机接口信号采集系统及其采集方法。

背景技术：

基于脑机接口的康复技术是近年来逐渐发展起来的一种新型主动康复技术，该技术通过分析提取患者脑电信号中的运动意图信息，控制康复设备，脑机接口指在人或动物脑与外部设备间建立的直接连接通路，脑机接口设备通过信号采集单元采集脑电信号，脑机接口设备在使用时，必须使信号采集单元紧贴额头保证信号采集的质量，现有的信号采集系统分为有线和无线两种采集模式，有线采集因为会有线材的束缚，大量实验局限性较大，所以无线采集成为了目前的主流的脑电信号采集的形式，在无线采集中多通过蓝牙信号进行传输；

但是现在生活中的蓝牙设备较多，在进行信号采集时其他的蓝牙设备会发射出干扰信号，从而影响携带有脑电信息的信号传输，导致接受的信号分析结果不准确，影响了实验结果，为避免上述技术问题，确有必要提供一种基于脑机接口信号采集系统及其采集方法以克服现有技术中的所述缺陷。

技术实现要素：

本发明提供一种基于脑机接口信号采集系统及其采集方法，可以有效解决上述背景技术中提出的的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于脑机接口信号采集系统，包括电信号采集模块、电信号接收模块、电信号初步分析模块、云端模块和计算模块；

所述电信号采集模块戴在人的头部，所述电信号接收模块包括电信号采集单元和信号发射单元；

所述电信号采集单元包括左脑信号采集器和右脑信号采集器，所述左脑信号采集器和右脑信号采集器的信号输出端均与模数转换器的信号输入端相连接，所述信号发射单元包括nfc信息片和蓝牙信号发射器。

根据上述技术方案，所述模数转换器的信号输出端与蓝牙发射器的信号输入端相连接，所述左脑信号采集器与人体的左脑位置相对应，所述右脑信号采集器与人体的右脑位置相对应，所述nfc信息片上储存有蓝牙信号发射器的波段信息。

根据上述技术方案，所述电信号接收模块包括电信号接收单元和稳波器；

所述电信号接收单元包括nfc读取器和蓝牙信号接收器，所述蓝牙信号接收器的输出端与稳波器的输入端相连接。

根据上述技术方案，所述nfc读取器的输出端与蓝牙信号的输入端相连接，所述蓝牙信号发射器与蓝牙信号接收器通过蓝牙信号相连接。

根据上述技术方案，信号初步分析模块包括频段监测单元、计时单元和计次单元，所述频段监测单元内包括滤波器和电信号放大器，所述滤波器的输出端与电信号放大器的输入端相连接。

根据上述技术方案，所述云端模块包括本地备份单元和网络备份单元，所述备份单元包括本地磁盘、多端口下载器和备用电源，所述网络备份单元包括无线发射器、蜂窝网络连接器和网络信号放大器。

根据上述技术方案，所述计算模块包括计算单元、对比单元、执行单元、打印单元和供电单元；

所述计算单元包括计算机、显示设备和指令下达设备，所述对比单元包括数据库和数据对比设备，所述执行单元包括执行器、能源储存设备和数据交换设备，所述打印单元包括打印机，所述供电设备包括紧急备用电源、稳压器、断电保护器和过载保护器。

根据上述技术方案，包括如下采集步骤：

s1、调试佩戴：将左脑信号采集器和右脑信号采集器，调整到与人体大脑对应位置，然后佩戴在人的头部，以方便对人脑电信号进行采集；

s2、传输连接：使用nfc读取器靠近nfc信息片对蓝牙波段信号进行读取，使蓝牙发射器和蓝牙信号接收器快速连接，防止其他蓝牙信号进行干扰；

s3、初步分析：对一段时间内多次出现的电信号进行放大，方便快速准确的对佩戴者的意识进行分析；

s4、数据备份：对接收到的信号电波进行多端备份，方便扩充数据库内部数据；

s5、计算执行：对接收的电信号进行数据对比计算，然后进行执行，数据进行对比计算可以快速的分析佩戴者想传达的想法。

根据上述技术方案，所述s1中将信号采集器与对应的人脑进行对齐，然后将不同脑区域的信号进行标记传输，所述s2中通过nfc芯片获取蓝牙信息将蓝牙进行快速配对，然后关闭蓝牙配对功能。

根据上述技术方案，所述s3中对多次出现的电信号进行放大后，对其他信号进行滤波处理，所述s4中对数据进行本地和云端的同时备份，然后对备份的数据进行比对删减。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、通过使用nfc读取器对nfc信息片上的蓝牙信息进行读取，可以使蓝牙发射器快速的与蓝牙信号接收器机型配对连接，可以使电信号采集模块和电信号接收模块快速连接，不需要进行搜索配对，减少其他蓝牙设备对脑机信号的干扰，然后在接收到蓝牙信号后在通过稳波器进一步对信号进行放大和稳固，防止信号衰减导致分析结果偏差。

2、通过计次单元和计时单元壳以快速得出在一段时间内多次出现的同一频率的脑电信号，然后再对其他信号进行滤除，可以初步判断出使用者的脑电信息，接着再将过滤后的脑电信号进行放大，方便后续对其进行分析归类，通过电信号初步分析模块可以加快脑电信息的读取速度，提高了脑机的分析效率。

3、通过将电信号备份到本地磁盘可以对不同使用者的脑电信号进行保存备份，可以充实数据库，在进行数据库比对时，可以快速的将相似频率的电信号进行对比分析，并且采用双重备份的方式可以保证数据不会流失遗漏，采用单独的备用电源可以防止突发事件对备份工作的影响。

4、通过执行器对执行后的数据进行反馈后，可以确定脑电信号判断的是否准确，然后再将执行数据与计算模块下达的数据进行比对可以确定脑电信号与执行指令之间的关联性，提高了脑电信号数据库有效数据的数量，在进行对比时，进一步提升了初步对比的准确率。

综上所述，通过计次单元和计时单元壳以快速得出在一段时间内多次出现的同一频率的脑电信号，然后再对其他信号进行滤除，可以初步判断出使用者的脑电信息，通过将电信号备份到本地磁盘可以对不同使用者的脑电信号进行保存备份，可以充实数据库，在进行数据库比对时，可以快速的将相似频率的电信号进行对比分析，通过执行器对执行后的数据进行反馈后，与数据库的信息进行比对进一步提高了脑电信息识别的准确性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是本发明的信号采集步骤图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1所示，本发明提供一种技术方案，一种基于脑机接口信号采集系统，包括电信号采集模块、电信号接收模块、电信号初步分析模块、云端模块和计算模块；

电信号采集模块戴在人的头部，电信号接收模块包括电信号采集单元和信号发射单元；

电信号采集单元包括左脑信号采集器和右脑信号采集器，左脑信号采集器和右脑信号采集器的信号输出端均与模数转换器的信号输入端相连接，信号发射单元包括nfc信息片和蓝牙信号发射器。

根据上述技术方案，模数转换器的信号输出端与蓝牙发射器的信号输入端相连接，左脑信号采集器与人体的左脑位置相对应，右脑信号采集器与人体的右脑位置相对应，将电信号采集模块佩戴在人脑的顶部，将左脑信号采集器与人的左脑进行对齐，将右脑信号采集器与人的右脑进行对齐，nfc信息片上储存有蓝牙信号发射器的波段信息，可以方便使用nfc读取器对信息进行读取。

根据上述技术方案，电信号接收模块包括电信号接收单元和稳波器；电信号接收单元包括nfc读取器和蓝牙信号接收器，蓝牙信号接收器的输出端与稳波器的输入端相连接，将接受的蓝牙信号，进行稳波处理，防止信号波动较大，影响信号采集结果。

根据上述技术方案，nfc读取器的输出端与蓝牙信号的输入端相连接，蓝牙信号发射器与蓝牙信号接收器通过蓝牙信号相连接，在nfc读取器对nfc信息片进行读取感应后，获取到蓝牙信号发射器的配对信息，然后使蓝牙信号发射器与蓝牙信号接收器通过蓝牙信号进行配对，从而使蓝牙信号发射器与蓝牙信号接收器进行唯一连接，防止其他信号干扰。

根据上述技术方案，信号初步分析模块包括频段监测单元、计时单元和计次单元，频段监测单元内包括滤波器和电信号放大器，滤波器的输出端与电信号放大器的输入端相连接，对大脑多次发出的电信号进行放大，对其他信号进行过滤。

根据上述技术方案，云端模块包括本地备份单元和网络备份单元，备份单元包括本地磁盘、多端口下载器和备用电源，网络备份单元包括无线发射器、蜂窝网络连接器和网络信号放大器，方便在本地备份单元停止工作时进行网络云端备份，并且在出现停电状况时进行备用电源供电，从而保证电信号的备份储存。

根据上述技术方案，计算模块包括计算单元、对比单元、执行单元、打印单元和供电单元；计算单元包括计算机、显示设备和指令下达设备，对比单元包括数据库和数据对比设备，执行单元包括执行器、能源储存设备和数据交换设备，打印单元包括打印机，供电设备包括紧急备用电源、稳压器、断电保护器和过载保护器，可以将电信号采集结果和波普图进行打印，以方便观察和研究，并且在出现紧急停电事故时可以进行紧急供电，防止数据丢失，保证研究和实验正常进行。

根据上述技术方案，如图2所示，包括如下采集步骤：

s1、调试佩戴：将左脑信号采集器和右脑信号采集器，调整到与人体大脑对应位置，然后佩戴在人的头部，以方便对人脑电信号进行采集。

s2、传输连接：使用nfc读取器靠近nfc信息片对蓝牙波段信号进行读取，使蓝牙发射器和蓝牙信号接收器快速连接，防止其他蓝牙信号进行干扰。

s3、初步分析：对一段时间内多次出现的电信号进行放大，方便快速准确的对佩戴者的意识进行分析。

s4、数据备份：对接收到的信号电波进行多端备份，方便扩充数据库内部数据。

s5、计算执行：对接收的电信号进行数据对比计算，然后进行执行，数据进行对比计算可以快速的分析佩戴者想传达的想法。

根据上述技术方案，s1中将信号采集器与对应的人脑进行对齐，然后将不同脑区域的信号进行标记传输，

以方便人们快速对不同区域的脑电信号机型分析，s2中通过nfc芯片获取蓝牙信息将蓝牙进行快速配对，然后关闭蓝牙配对功能，防止其他蓝牙设备对信号进行干扰。

根据上述技术方案，s3中对多次出现的电信号进行放大后，对其他信号进行滤波处理，凸出需要分析的电信号，将其他信号进行过滤，s4中对数据进行本地和云端的同时备份，然后对备份的数据进行比对删减，方便快速增加数据库信息量。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。