CN204856073U - 一种同步输出脑电数据的脑电控制轨道车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种同步输出脑电数据的脑电控制轨道车，包括无线数据接收模块、嵌入式微处理器、电机驱动模块、轨道、赛车、数据输出模块、电源模块。本实用新型通过脑电参数来实现对轨道赛车的控制，为心理训练、生物反馈训练提供了丰富多样的训练方式，增强了训练的趣味性、直观性和有效性，同时，本实用新型在使用时将脑电数据同步对外输出，便于通过上位机进行脑电数据的同步显示和实时记录。

Description

一种同步输出脑电数据的脑电控制轨道车

技术领域

本实用新型涉及一种同步输出脑电数据的脑电控制轨道车，主要应用于心理训练、脑电生物反馈训练等领域。

背景技术

目前，通过对人的脑电信号的分析，可以获取反映大脑活动的很多信息，如注意力水平、放松程度、紧张程度、疲劳程度等，这些信息可以应用于心理状态检测、生物反馈训练等领域，如注意力训练、放松调节训练等，而将这些信号作为控制信号，还可以实现对电子设备的无线控制，如对轨道赛车的控制，即可以实现用意念控制的轨道赛车。

目前存在通过脑电信号对玩具车进行控制的装置，如专利CN201220091777公开了一种脑电智能玩具，通过采集脑电中的注意力集中度来控制玩具车的速度。但此类装置的目标单一，即只是提供一种娱乐的玩具，其实现方式是将常规玩具中的速度控制功能由脑电的某一个参数来进行控制，由于其不能支持实时观测和同步记录脑电数据的功能，所以不能将此类玩具作为一个有效的心理类辅助训练设备。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于提供一种可以同步输出脑电数据的脑电控制轨道车，为心理训练、脑电生物反馈训练提供一种兼具训练和娱乐功能的训练设备。本实用新型基于脑电信号实现对轨道赛车的控制，并且还可同步输出脑电数据，使得上位机可以接收这些脑电数据进行同步显示和实时记录，从而可以进一步对训练效果进行评价，改进训练方法。

本实用新型的技术方案是：一种可以同步输出脑电数据的脑电控制轨道车，包括无线数据接收模块、嵌入式微处理器、电机驱动模块、轨道、赛车、数据输出模块、电源模块。

所述的无线数据接收模块通过无线方式接收脑波仪发送的脑电数据，无线数据接收模块的输出端与嵌入式微处理器的输入端连接。

所述的嵌入式微处理器接收来自无线数据接收模块的脑电数据，从脑电数据中提取控制参数，将此控制参数传输给电机驱动模块，同时还将接收的全部脑电数据传输给数据输出模块。

所述的电机驱动模块的输入端与嵌入式微处理器的输出端连接，输出端与轨道连接。电机驱动模块接收嵌入式微处理器传输的控制参数，根据此控制参数输出电机控制信号。

所述的轨道有两条平行的金属导轨，两条导轨分别与电机驱动模块输出端连接。

所述的赛车由车体、车轮、金属电刷和电机组成，所述的车体和车轮组成赛车的基本结构。所述的金属电刷有两条，安装在赛车车体底部，电刷与电机的输入端相连接。所述的电机安装在车体内，其输出端与车轮连接。赛车放置在轨道上，两条金属电刷分别与轨道的两条金属导轨直接接触。

所述的数据输出模块的输入端与嵌入式微处理器的输出端连接，接收嵌入式微处理器输出的所有的脑电数据，并将此脑电数据通过串行输出接口输出，上位机通过连接此接口可以获取所有脑电数据。

所述的电源模块为无线数据接收模块、嵌入式微处理器、电机驱动模块、数据输出模块提供工作电源，电源模块输入端直接连接市电交流电源。

本实用新型的有益效果是：首先，本实用新型通过脑电参数来实现对轨道赛车的控制，为心理训练、生物反馈训练提供了丰富多样的训练方式，增强了训练的趣味性、直观性和有效性。其次，本实用新型在使用的同时将脑电数据同步对外输出，通过计算机可以进行脑电数据的同步显示和实时记录，便于对训练过程进行完整记录和分析，对训练效果进行评价，以改进训练方法。

附图说明

图1是本实用新型的系统框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步说明。

参见图1，本实用新型提供基于一种可以同步输出脑电数据的脑电控制轨道车，包括无线数据接收模块、嵌入式微处理器、电机驱动模块、轨道、赛车、数据输出模块、电源模块。

本实施例中，所述的无线数据接收模块为一块内置无线SoC(SystemonChip)芯片的模块，无线芯片采用TI公司的CC2510无线收发芯片，该芯片工作在2.4G频率波段，是一块内嵌单片机的可编程无线收发器芯片。该无线数据接收模块实时接收脑波仪发送的脑电数据，脑波仪选用北京视友科技的CUBand便携式脑波仪，该脑波仪将经过处理后的脑电数据以无线方式发送出来。无线数据接收模块的输出端与嵌入式微处理器的输入端通过标准UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)接口连接。

所述的嵌入式微处理器采用LPC1768，LPC1768是NXP公司推出的基于ARMCortex-M3内核的微处理器，具有强大的处理功能和丰富的I/O接口。嵌入式微处理器通过UART接口接收来自无线数据接收模块的脑电数据，从中提取出注意力参数、放松度参数、眨眼参数等作为控制参数，其中注意力参数或放松度参数可用于控制电机转速，如注意力数值越高，电机转速越高，眨眼参数用于电机正反转控制，如将连续2次眨眼作为电机正反转的切换开关，嵌入式微处理器输出端与电机驱动模块输入端连接；嵌入式微处理器输出端与数据输出模块的输入端连接，将接收的全部脑电数据传输给数据输出模块。

所述的电机驱动模块内置有L298N电机驱动芯片，L298N是一种双H桥电机驱动芯片，其中每个H桥可以提供2A的电流，功率部分的供电电压范围是2.5-48v，逻辑部分5v供电，接受5vTTL电平。电机驱动模块的输出端与轨道连接。

所述的轨道为圆形轨道，其上有两条平行的金属导轨，两条导轨分别与电机驱动模块输出端连接。所述的赛车由车体、车轮、金属电刷和电机组成，所述的车体和车轮组成赛车的基本结构。所述的金属电刷有两条，安装在赛车车体底部，电刷与电机的输入端相连接。所述的电机安装在车体内，其输出端与车轮连接。赛车放置在轨道上时，两条金属电刷分别与轨道的两条金属导轨直接接触，进而使赛车电机和电机驱动模块在电路上形成连接，即电机驱动模块的输出可以直接控制赛车电机的转向和转速，从而实现对赛车前进速度和方向的控制。

所述的数据输出模块的输入端与嵌入式微处理器的输出端连接，接收嵌入式微处理器输出的所有的脑电数据，并将此脑电数据通过USB(UniversalSerialBus)接口输出，上位机通过连接此接口可以获取所有脑电数据。

所述的电源模块为无线数据接收模块、嵌入式微处理器、电机驱动模块、数据输出模块提供工作电源，电源模块输入端直接连接市电交流电源，将220V交流电变换为5V-48V的直流电。

以上所述的仅是本实用新型的一种实施方式，应当指出，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干修改、等同替换和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种可以同步输出脑电数据的脑电控制轨道车，包括无线数据接收模块、嵌入式微处理器、电机驱动模块、轨道、赛车、数据输出模块、电源模块；其中无线数据接收模块通过无线方式接收脑波仪发送的脑电数据，无线数据接收模块的输出端与嵌入式微处理器的输入端连接；嵌入式微处理器接收来自无线数据接收模块的脑电数据，从脑电数据中提取控制参数，将此控制参数传输给电机驱动模块，同时还将接收的全部脑电数据传输给数据输出模块；电机驱动模块的输入端与嵌入式微处理器的输出端连接，输出端与轨道的两条平行的金属导轨连接，电机驱动模块接收嵌入式微处理器传输的控制参数，根据此控制参数输出电机控制信号；赛车由车体、车轮、金属电刷和电机组成，车体和车轮组成赛车的基本结构，金属电刷有两条，安装在赛车车体底部，电刷与电机的输入端相连接，电机安装在车体内，其输出端与车轮连接；数据输出模块的输入端与嵌入式微处理器的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种可以同步输出脑电数据的脑电控制轨道车，其特征在于,所述的数据输出模块接收嵌入式微处理器输出的所有的脑电数据，并将此脑电数据通过串行输出接口输出，上位机通过连接此接口可以获取所有脑电数据。

3.根据权利要求1所述的一种可以同步输出脑电数据的脑电控制轨道车，其特征在于,所述的电源模块为无线数据接收模块、嵌入式微处理器、电机驱动模块、数据输出模块提供工作电源，电源模块输入端直接连接市电交流电源。