CN103169471A

CN103169471A - 一种便携式脑电检测系统

Info

Publication number: CN103169471A
Application number: CN2013100993645A
Authority: CN
Inventors: 刘仁俊; 葛卓琛; 潘子艺; 林成凡; 张润静; 刘乃安; 张家珩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明涉及一种便携式脑电检测系统。包括后台云计算服务器，智能手机终端和便于携带的头带硬件，头带由单片机、脑电采样芯片、心电采样传感器、温湿度传感器、无线数据传输模块、前额摄像头、前额检测电极和供电系统组成；头带上固定有电源盒、金属电极、传感器组及摄像头、主电器盒，传感器组位于摄像头之上，它们之间通过固定在的头带中的导线连接；其中金属电极的输出端与脑电信号放大器输入端连接，脑电信号放大器、麦克风、传感器组及摄像头的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端和输入端与无线通信模块的输出端和输入端双向连接，无线通信模块的输出端和输入端与智能手机终端和后台云计算服务器的输出端和输入端无线双向连接。

Description

一种便携式脑电检测系统

技术领域

本发明属于电子，生物医药技术领域，涉及便携式脑电心电检测和实时管理分析的方法，可用于便携式脑电心电检测，实时外界环境监测，用于研究分析，健康管理，教育教学，监护康复等场合，尤其涉及一种便携式脑电检测系统。

背景技术

脑电波检测是近几年来较为新颖的应用于医疗专业的一种检测手段，广泛应用于监护康复的场合。例如：在治疗产妇抑郁上，经常采用脑电波检测以辅助心理治疗，起到良好的手段，并且在市场中有一定的应用数量。又例如：在治疗智障人士癫痫的应用中，脑电波用来检测患者癫痫的程度，从而确定药量和用药的方法。然而，虽然脑电波被广泛应用于专业领域，但是现有的专业脑电检测仪器往往是大型设备，包括一个独立运行的大型主机，硬件辅助设备和一个个由多个脑电极组成的头盔或帽子。同时，运行和操作，需要专业人士进行，头盔或者帽子由多根信号线与主机通信。作为一种大型的专业设备，很难由普通消费者来操控，并且佩戴者只能在指定小范围位置活动，很多时候无法重现复杂环境进行科学研究或者治疗作为一种新兴技术，脑电将来可以被广泛应用于操控，反馈等多种用途当中，应用领域更可拓展至教育，科研，检测监护等更广泛的领域，很显然，上面描述的专业大型脑电检测器材无法满足市场需求，所以就需要一种便携的脑电检测设备，既能够实时监测脑电心电等生理数据，也能够实时监测环境外界对于用户的刺激，以便研究人员研究，并提供一整套的民用应用和技术分享平台。与此同时，现有的专业检测设备缺少良好的实时上传下载机制，对于检测数据很难进行实时分享，管理，分析。就需要有一套系统，融合了云计算，云分享和智能终端的实时更新当前数据，实现实时监测，实时分析，实时共享，并且提供脑电波的趣味应用等功能，并兼顾专业用途和民用领域。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的不足和缺陷，提供一种便携式脑电检测系统，它是通过头带实时监控检测用户的脑电心电参数和周围环境数据并通过无线数据传输模块传输至智能手机终端，最后通过智能手机终端与后台云计算服务器进行通信来实现资料的上传和下载，后台云计算服务器负责保存和处理实时数据并提供资料的分享和用户互动功能。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：本发明包括后台云计算服务器，智能手机终端，其特征是还包括一个便于携带的头带硬件，其中头带由单片机、脑电采样芯片、心电采样传感器、温湿度传感器、无线数据传输模块、前额摄像头、前额检测电极和供电系统组成；所述的头带上固定有电源盒、金属电极、传感器组及摄像头、主电器盒，传感器组位于摄像头之上，它们之间通过固定在头带中的导线连接；其中金属电极的输出端与脑电信号放大器输入端连接，脑电信号放大器、麦克风、传感器组及摄像头的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端和输入端与无线通信模块的输出端和输入端双向连接，无线通信模块的输出端和输入端与智能手机终端和后台云计算服务器的输出端和输入端无线双向连接。

所述的电源盒由电池、充电电路和升压整流电路组成，其中充电电路的输出端与电池的输入端连接，电池的输出端与升压整流电路的输入端连接。

所述的主电器盒由脑电信号放大器、麦克风、单片机和无线通信模块组成，其中脑电信号放大器和麦克风的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端和输入端与无线通信模块的输出端和输入端双向连接，无线通信模块的输出端和输入端与智能手机终端和后台云计算服务器的输出端和输入端无线双向连接。

所述的金属电极的输出端与脑电信号放大器的输入端连接，脑电信号放大器将放大后的脑电信号传送给单片机处理。

所述的摄像头将拍摄到的头带前方画面传送至单片机中进行处理，麦克风的输出端与单片机的音频输入端连接。

所述的传感器组可以是温度传感器、心率传感器、出汗程度传感器及有关的传感器，它们的输出信号都连接至单片机的端口。

所述的无线通信模块可以是GPRS或WIFI无线通信模块，将处理后的数据包传送至智能手机终端和后台云计算服务器。

本发明通过电极采样后的微弱电信号通过屏蔽低损耗导线传输至脑电波处理芯片，在芯片中处理之后，传输至单片机。心电同样是光电信号，通过屏蔽低损耗导线直接传输至单片机芯片。温湿度传感器，经过采样之后，连接单片机芯片。摄像头在内部压缩后，连接至单片机芯片。单片机芯片，作为主控芯片，起到控制，接收和任务调度的作用。经过单片机芯片处理的数据，经过压缩后，由无线模块，传输至智能手机终端和后台云计算服务器。并且无线模块负责与智能手机终端的通信，实现信息交互。智能手机终端，作为用户查看实时数据，和采集数据，实时上传至后台云计算服务器的工具，起到了桥梁的作用。手机上的应用可以查看头带实时采集的数据，并可以调出历史数据，并且，手机提供了一个应用的平台，用户可以通过头带，控制手机，提供了另外一种新的输入方式，即通过脑电波替代键盘和鼠标的作用。后台云计算服务器，作为存储用户实时数据，和提供网页端应用查看的设备，提供数据分析，实时运算，实时存储的功能。

本发明与传统脑电检测仪器相比，具有以下优点：便携式设计，并且能够提供实时的环境数据，外界环境数据，视频数据；提供了一整套的数据采集后的解决方案，提供实时上传，实时分析，实时分享，实时监控等诸多实用功能，并且利用此平台可以实现脑电波控制，以替代鼠标键盘等功能；可以广泛应用于科研，教学，康复，监护等领域，并且能够实现小型化，美观，准确，拥有用户体验好，交互便捷，外形美观等诸多优点。

附图说明

图1是本发明一种便携式脑电检测系统的结构原理方框图。

图2是本发明一种便携式脑电检测系统中的头带硬件的立体结构图。

图3是本发明一种便携式脑电检测系统中的头带硬件的主视结构原理方框图。

图4是本发明一种便携式脑电检测系统中的电源盒的结构原理方框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不是对本发明范围的限制。

如图1、2、3所示，本发明一种便携式脑电检测系统，包括后台云计算服务器12，智能手机终端11，其特征是还包括一个便于携带的头带硬件，其中头带由单片机、脑电采样芯片、心电采样传感器、温湿度传感器、无线数据传输模块、前额摄像头、前额检测电极和供电系统组成；所述的头带1上固定有电源盒2、金属电极3、传感器组4及摄像头5、主电器盒6，传感器组4位于摄像头5之上，它们之间通过固定在头带1中的导线连接；其中金属电极3的输出端与脑电信号放大器7输入端连接，脑电信号放大器7、麦克风8、传感器组4及摄像头5的输出端与单片机9的输入端连接，单片机9的输出端和输入端与无线通信模块10的输出端和输入端双向连接，无线通信模块10的输出端和输入端与智能手机终端11和后台云计算服务器12的输出端和输入端无线双向连接。

如图4所示，所述的电源盒2由电池13、充电电路14和升压整流电路15组成，其中充电电路14的输出端与电池13的输入端连接，电池13的输出端与升压整流电路15的输入端连接。

如图1所示，所述的主电器盒6由脑电信号放大器7、麦克风8、单片机9和无线通信模块10 组成，其中脑电信号放大器7和麦克风8的输出端与单片机9的输入端连接，单片机9的输出端和输入端与无线通信模块10的输出端和输入端双向连接，无线通信模块10、的输出端和输入端与智能手机终端11和后台云计算服务器12的输出端和输入端无线双向连接。

如图1所示，所述的金属电极3的输出端与脑电信号放大器7的输入端连接，脑电信号放大器7将放大后的脑电信号传送给单片机9处理。

如图1、2、3所示，所述的摄像头5将拍摄到的头带1前方画面传送至单片机9中进行处理，麦克风8的输出端与单片机9的音频输入端连接。

如图1所示，所述的传感器组4可以是温度传感器、心率传感器、出汗程度传感器及有关的传感器，它们的输出信号都连接至单片机9的端口。

如图1所示，所述的无线通信模块10可以是GPRS或WIFI无线通信模块，将处理后的数据包传送至智能手机终端11和后台云计算服务器12。

以上是本发明的优选实施方式，凡依上述构思所作的相类似改变，理应属于本发明的涵盖内容。

Claims

1.一种便携式脑电检测系统，包括后台云计算服务器（12），智能手机终端（11），其特征是还包括一个便于携带的头带硬件，其中头带由单片机、脑电采样芯片、心电采样传感器、温湿度传感器、无线数据传输模块、前额摄像头、前额检测电极和供电系统组成；所述的头带（1）上固定有电源盒（2）、金属电极（3）、传感器组（4）及摄像头（5）、主电器盒（6），传感器组（4）位于摄像头（5）之上，它们之间通过固定在的头带（1）中的导线连接；其中金属电极（3）的输出端与脑电信号放大器（7）输入端连接，脑电信号放大器（7）、麦克风（8）、传感器组（4）及摄像头（5）的输出端与单片机（9）的输入端连接，单片机（9）的输出端和输入端与无线通信模块（10）的输出端和输入端双向连接，无线通信模块（10）的输出端和输入端与智能手机终端（11）和后台云计算服务器（12）的输出端和输入端无线双向连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式脑电检测系统，其特征是所述的电源盒（2）由电池（13）、充电电路（14）和升压整流电路（15）组成，其中充电电路（14）的输出端与电池（13）的输入端连接，电池（13）的输出端与升压整流电路（15）的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种便携式脑电检测系统，其特征是所述的主电器盒(6)由脑电信号放大器(7)、麦克风(8)、单片机(9)和无线通信模块(10)组成，其中脑电信号放大器（7）和麦克风（8）的输出端与单片机（9）的输入端连接，单片机（9）的输出端和输入端与无线通信模块（10）的输出端和输入端双向连接，无线通信模块（10）的输出端和输入端与智能手机终端（11）和后台云计算服务器（12）的输出端和输入端无线双向连接。

4.根据权利要求3所述的一种便携式脑电检测系统，其特征是所述的金属电极（3）的输出端与脑电信号放大器（7）的输入端连接，脑电信号放大器（7）将放大后的脑电信号传送给单片机（9）处理。

5.根据权利要求4所述的一种便携式脑电检测系统，其特征是所述的摄像头（5）将拍摄到的头带（1）前方画面传送至单片机（9）中进行处理，麦克风（8）的输出端与单片机（9）的音频输入端连接。

6.根据权利要求5所述的一种便携式脑电检测系统，其特征是所述的传感器组（4）是温度传感器、心率传感器或出汗程度传感器，它们的输出信号都连接至单片机（9）的端口。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种便携式脑电检测系统，其特征是所述的无线通信模块（10）可以是GPRS或WIFI无线通信模块，将处理后的数据包传送至智能手机终端（11）和后台云计算服务器（12）。