CN205697765U - 一种基于脑电反馈控制的水盘振动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于脑电反馈控制的水盘振动装置，它涉及脑电波反馈控制技术领域。它包括脑电波耳机、主控板、红外遥控器、振动盘控制器、放置水盘的振动盘；所述脑电波耳机包括干电极、脑电采集模块、干电池和多模蓝牙数据发送模块；所述主控板包括多模蓝牙数据接收模块、单片机、DA数模转换单元、多位数码管显示单元和多位LED指示灯、红外接收模块、参数切换按钮。本实用新型有益效果为：它以水盘中的水呈现不同振幅的水纹及间歇性跳动、数码管及LED显示等方式来展示脑电参数，达到心理训练的目的，对精神紧张、疲劳、注意力不集中等心理亚健康状态有一定的缓解作用，并具有一定的娱乐性和观赏性。

Description

一种基于脑电反馈控制的水盘振动装置

技术领域

本实用新型涉及脑电波反馈控制技术领域，具体涉及一种基于脑电反馈控制的水盘振动装置。

背景技术

学习工作压力大、精神紧张、抑郁、记忆力减退、失眠、儿童多动症，这些精神亚健康困扰着现代都市人。如何让大脑得到适度锻炼和充分休息，使人的精神保持在或放松或专注的平和状态，利用脑电波反馈控制技术进行心理训练，是有助于上述问题解决的一条可尝试的途径。

目前基于脑电反馈控制技术，国内外一些厂商已开发出一些心理训练电子游戏和玩具产品，例如MindWave脑电耳机、BrainLink脑电耳机，以及配合上述脑电耳机进行脑电反馈控制的脑立方电子游戏、轨道玩具车、意念方舟玩具、LED灯等。

目前已有一些基于脑电反馈控制技术的专利，例如专利CN103331023公开了一种脑电波意念控制游戏机；专利CN103428965A公开了一种基于脑波控制的智能LED变色灯及其智能控制方法；专利CN204129527U 公开了一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路；专利CN104958911A 公开了一种基于脑机接口的路轨赛车系统及控制方法；专利CN204836717U公开了一种脑电控制阅读灯。

上述脑电耳机利用美国神念科技（NeuroSky）有限公司的TGAM(Think Gear Asic Module)模块进行脑电信号的获取，解析出Alpha波、Beta波、Delta波等参数大小,根据一定的算法计算出大脑“专注度”、“放松度”等参数，通过无线通信技术将参数发送到电脑、手机或相应装置或产品的主机上；电脑或手机游戏以上述“专注度”、“放松度”参数控制电子游戏的内容变化；装置或产品的主机的主控芯片控制外接实体装置的物理特性，如轨道玩具车的速度、LED彩灯的颜色和亮度变化等，这些都具有一定的心理训练和生物反馈训练功能，并可作为玩具进行销售和使用。

但这些装置或产品有以下缺点：1.采用的无线通信技术一般为2.4G RF射频或蓝牙2.0/3.0技术，采用2.4G RF射频在多人应用时会造成一个脑电耳机错误控制多台产品的情况，且无法连接手机；而采用蓝牙2.0/3.0又因为配对码相同，多人应用时无法区分配对双方的情况；2.控制的物理量也较为普通，市场上已有多款类似产品；3.装置或产品无法实时显示脑波参数的大小和变化，或显示时仅为灯光的颜色或亮度变化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单、设计合理、使用方便的、基于脑电反馈控制的水盘振动装置，它以水盘中的水呈现不同振幅的水纹及间歇性跳动、数码管及LED显示等方式来展示脑电参数，达到心理训练的目的，对精神紧张、疲劳、注意力不集中等心理亚健康状态有一定的缓解作用，并具有一定的娱乐性和观赏性。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型采用的技术方案为：它包括脑电波耳机、主控板、红外遥控器、振动盘控制器、放置水盘的振动盘；所述脑电波耳机包括干电极、脑电采集模块、干电池和多模蓝牙数据发送模块；所述主控板包括多模蓝牙数据接收模块、单片机、DA数模转换单元、多位数码管显示单元和多位LED指示灯、红外接收模块、参数切换按钮。

所述脑电波耳机包括干电极、脑电采集模块、干电池和多模蓝牙数据发送模块，在使用时佩戴于头部，干电极接触前额和耳垂；所述脑电采集模块配合干电极实现对脑电信号的采集和解析；所述多模蓝牙数据发送模块的输入端与脑电采集模块的输出端连接，用于接收脑电采集模块输出的脑电数据，并以一对一蓝牙的方式将数据发送出去。

所述多模蓝牙数据接收模块通过一对一蓝牙的方式接收多模蓝牙数据发送模块发送的脑电数据，多模蓝牙数据接收模块与单片机的输入端连接。

所述单片机接收来自多模蓝牙数据接收模块的脑电数据，从脑电数据中提取“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”参数。

所述DA数模转换单元的输入端与单片机输出端连接，将“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”参数由数字信号转换为控制振动盘振动的模拟信号。

所述振动盘控制器的输入端与DA数模转换单元的输出端连接，放置水盘的振动盘带动放置其上的水盘振动，使得盘中的水呈现不同振幅的水纹和间歇性的跳动。

所述多位数码管显示单元的输入端与单片机的输出端连接，输出端即八位或不局限于八位的数码管，显示“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”的数值大小。

所述多位LED指示灯与单片机相连，八位或不局限于八位的彩色或单色LED指示灯，可随“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”的数值变化而亮灭，由指示灯的个数和颜色可指示参数大小所处的区间。

所述红外接收模块的输出端与单片机输入端连接，可接收红外遥控器的指令，切换“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”三种功能。

所述参数切换按钮的输出端与单片机输入端连接，可用于切换“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”三种功能。

所述振动盘控制器采用市面上常用的自动送料振动盘控制器。

所述放置水盘的振动盘采用市面上常用的自动送料振动盘。

所述水盘采用普通水盘或工艺水盘。

所述脑电波耳机及水盘控制装置皆采用蓝牙2.0/3.0/4.0多模蓝牙模块。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为：

1、脑电波耳机及水盘控制装置皆采用了蓝牙2.0/3.0/4.0多模蓝牙，能连接市面上各种不同蓝牙制式的电脑蓝牙适配器和手机，且每对耳机/装置组合的配对码各不相同，在多人应用时不会出现前述错误连接或无法区分连接的情况。

2、本装置所包含振动器，上面放置水盘，能够根据大脑“专注度”、“放松度”，控制水盘的振动强度，使盘中的水面呈现不同振幅的水纹，达到心理训练的目的，并具有一定的娱乐性和观赏性。

3、可根据脑电耳机解析出“眨眼强度”参数，在使用者眨眼时，使盘中水面发生间歇性跳动，观赏性和娱乐性较强。

4、采用多位数码管和多位LED指示灯实时显示“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”等脑波参数的大小和变化。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。

附图标记说明：脑电波耳机1、主控板2、红外遥控器3、振动盘控制器4、放置水盘的振动盘5、干电极6、脑电采集模块7、干电池8、多模蓝牙数据发送模9、多模蓝牙数据接收模块10、单片机11、DA数模转换单元12、多位数码管显示单元13、多位LED指示灯14、红外接收模块15、参数切换按钮16。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包括脑电波耳机1、主控板2、红外遥控器3、振动盘控制器4、放置水盘的振动盘5；所述脑电波耳机1包括干电极6、脑电采集模块7、干电池8和多模蓝牙数据发送模块9；所述主控板2包括多模蓝牙数据接收模块10、单片机11、DA数模转换单元12、多位数码管显示单元13和多位LED指示灯14、红外接收模块15、参数切换按钮16。

所述脑电波耳机1包括干电极6、脑电采集模块7、干电池8和多模蓝牙数据发送模块9，在使用时佩戴于头部，干电极6接触前额和耳垂；所述脑电采集模块7配合干电极6实现对脑电信号的采集和解析；所述多模蓝牙数据发送模块9的输入端与脑电采集模块7的输出端连接，用于接收脑电采集模块7输出的脑电数据，并以一对一蓝牙的方式将数据发送出去。

本实施例中，脑电采集模块7采用TGAM(Think Gear Asic Module)模块，干电极6采用医用接触式干电极和耳夹式干电极，脑电采集模块7对脑电信号进行采样和解析，可直接以十六进制整数形式输出Alpha波、Beta波、Delta波、“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”等参数的数值。

所述多模蓝牙数据接收模块10和多模蓝牙数据发送模块9采用HM-12或HM-13蓝牙模块，该模块内置博通SoC蓝牙芯片，可将脑电采集模块的数据传输给2.0/3/0/4.0制式的电脑连接蓝牙适配器、手机和对端蓝牙模块，并能预设不同的配对码。

所述单片机11采用兼容Intel C51系列的STC15W系列单片机11，该系列单片机11功能强大、运算速度快、有丰富的接口、性价比高。该单片机11通过UART串口接收来自多模蓝牙接收模块10的脑电数据，从脑电数据中提取“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”参数，并根据预先设置的阈值，控制多位LED指示灯14的亮灭，并将参数数值传输给DA数模转换单元12和多位数码管显示单元13。

所述DA数模转换单元12的输入端与单片机11输出端连接，内部采用PCF8591 DA数模转换芯片，通过IIC总线接收单片机11输出的“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”脑电参数，将其由数字信号转换为控制放置水盘的振动盘5振动的模拟信号。

所述多位数码管显示单元13的输入端与单片机11的输出端连接，输出端即12位或不局限于12位的共阳极或共阴极数码管，显示单元内部采用74HC573驱动芯片，驱动数码管可同时显示“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”的数值大小，数值大小为0-100的3位十进制整数，3个参数中间有“-”作为间隔，也可单独显示3个参数中的1个或其中2个。

所述多位LED指示灯14与单片机11相连，采用10位或不局限于10位的彩色或单色LED指示灯，共阳极或共阴极连接，可随“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”的数值变化而亮灭，由指示灯的个数和颜色可指示参数大小所处的区间，区间为0-100的以10为间隔的10个区间。

所述红外接收模块15的输出端与单片机11输入端连接，采用通用红外接收管，可接收红外遥控器3发送的信号，并传递给单片机11，由单片机11切换“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”三种功能，使用这三种参数中的一种控制水盘中的水纹和跳动。

所述参数切换按钮16的输出端与单片机11输入端连接，可用于切换“专注度”、“放松度”、“眨眼强度”三种功能，使用这三种参数中的一种控制水盘中的水纹和跳动。

所述振动盘控制器4采用市面上常用的自动送料振动盘控制器，SDVC11-S。

所述放置水盘的振动盘5采用市面上常用的自动送料振动盘，型号为ME-14，所述水盘采用普通水盘或工艺水盘。

本具体实施方式以水盘中的水呈现不同振幅的水纹及间歇性跳动、数码管及LED显示等方式来展示脑电参数，达到心理训练的目的，对精神紧张、疲劳、注意力不集中等心理亚健康状态有一定的缓解作用，并具有一定的娱乐性和观赏性。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于脑电反馈控制的水盘振动装置，其特征在于包括脑电波耳机(1)、主控板(2)、红外遥控器(3)、振动盘控制器(4)、放置水盘的振动盘(5)；所述脑电波耳机(1)包括干电极(6)、脑电采集模块(7)、干电池(8)和多模蓝牙数据发送模块(9)；所述主控板(2)包括多模蓝牙数据接收模块(10)、单片机(11)、DA数模转换单元(12)、多位数码管显示单元(13)和多位LED指示灯(14)、红外接收模块(15)、参数切换按钮(16)；所述多模蓝牙数据发送模块(9)的输入端与脑电采集模块(7)的输出端连接；所述多模蓝牙数据接收模块(10)输入端与多模蓝牙数据发送模块(9)输出端连接，多模蓝牙数据接收模块(10)与单片机(11)的输入端连接；所述DA数模转换单元(12)的输入端与单片机(11)输出端连接；所述振动盘控制器(4)的输入端与DA数模转换单元(12)的输出端连接；所述多位数码管显示单元(13)的输入端与单片机(11)的输出端连接；所述多位LED指示灯(14)与单片机(11)相连，所述红外接收模块(15)的输出端与单片机(11)输入端连接；所述参数切换按钮(16)的输出端与单片机(11)输入端连接，所述红外遥控器(3)与红外接收模块(15)连接；所述振动盘控制器(4)连接放置水盘的振动盘(5)。

2.根据权利要求1所述的一种基于脑电反馈控制的水盘振动装置，其特征在于所述脑电波耳机(1)及放置水盘的振动盘(5)皆采用蓝牙2.0/3.0/4.0多模蓝牙模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于脑电反馈控制的水盘振动装置，其特征在于所述振动盘控制器(4)采用自动送料振动盘控制器。

4.根据权利要求1所述的一种基于脑电反馈控制的水盘振动装置，其特征在于所述放置水盘的振动盘(5)采用自动送料振动盘。

5.根据权利要求1所述的一种基于脑电反馈控制的水盘振动装置，其特征在于所述水盘采用工艺水盘。