腦電波信號采集及傳輸電路.pdf

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1、SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY學(xué)士學(xué)位論文THESISOFBACHELOR論文題目：腦電波信號采集及傳輸電路學(xué)生姓名:肖蒙學(xué)生學(xué)號:5060309750專業(yè):電子科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師:劉佩林學(xué)院(系):電子工程系上海交通大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課題名稱：腦電波信號采集及傳輸電路執(zhí)行時(shí)間：2009年12月至2010年06月教師姓名：劉佩林職稱：教授學(xué)生姓名：肖蒙學(xué)號：5060309750專業(yè)名稱：電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院(系)：電子信息與電氣工程學(xué)院電子工程系第1頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論

2、文）基本內(nèi)容和要求：設(shè)計(jì)信號采集及傳輸電路用于腦電波信號分析及駕駛員疲勞程度監(jiān)控系統(tǒng)。需要通過ADC通知采集多路（經(jīng)過放大的）腦電波電信號，并通過藍(lán)牙模塊發(fā)送到遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)處理終端，具體的工作要求有：1設(shè)計(jì)要求分析和硬件方案確定2電路原理圖設(shè)計(jì)芯片定型和PCB設(shè)計(jì)3電路仿真和嵌入式軟件調(diào)試4撰寫畢業(yè)論文參考文獻(xiàn)：《LPC23xxARM處理器原理》《Altium電路原理圖、PCB設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用》第2頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：序號畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容時(shí)間安排備注1查閱資料，分析相類似的電路結(jié)構(gòu)和2

3、009.12.31-2010.1.31原理2電路設(shè)計(jì)（原理圖、布線圖）2010.2.1-2010.3.313電路調(diào)試和嵌入式軟件編程2010.3.1-2010.5.154撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2010.5.16-2010.6.20課題信息：課題性質(zhì)：設(shè)計(jì)□V論文?*課題來源：國家級?省部級?校級?橫向□V預(yù)研?項(xiàng)目編號其他指導(dǎo)教師簽名：年月日學(xué)院（系）意見：院長（系主任）簽名：年月日學(xué)生簽名：年月日第3頁上海交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)術(shù)誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下

4、，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日上海交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）版權(quán)使用授權(quán)書本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海交通大學(xué)可以將本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等

5、復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密□。（請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”）作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日日期：年月日腦電波信號采集及傳輸電路腦電波信號采集及傳輸電路摘要隨著工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，全球汽車的數(shù)量在不斷增加，交通安全已成為各國所關(guān)心的重要問題，而駕駛員疲勞駕駛是車禍的主要原因之一。因此，對于駕駛疲勞的研究己經(jīng)成為神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、人工智能和智能感知與傳感器等相關(guān)學(xué)科的一個(gè)重要課題。它不但具有極高的理論價(jià)值，同時(shí)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，對于挽

6、救那些處于疲勞駕駛而危及乘客生命的機(jī)動車駕駛員來說，更是一項(xiàng)刻不容緩的工作。判斷疲勞程度的最常用方法就是判斷人的警覺度。與眨眼頻率、皮膚阻抗、體溫以及血壓等其它生理信號相比，腦電信號能更直接地反映大腦本身的活動，并且有更高的時(shí)間分辨率，所以腦電信號是目前研究警覺度最客觀的生理指標(biāo)。目前有大量研究機(jī)構(gòu)正在從事相關(guān)領(lǐng)域的研究。但傳統(tǒng)的腦電信號采集方式是基于濕電極的有線設(shè)備，其復(fù)雜的使用方法使得它難以面向大眾應(yīng)用。另外，由于采用有線傳輸方式，它的應(yīng)用經(jīng)常會受到環(huán)境的限制。近些年來，隨著微電極技術(shù)的發(fā)展，

7、出現(xiàn)了一種新型的無線干電極腦電信號采集設(shè)備。這種方式不僅使用方便而且采集到的信號甚至比濕電極腦電信號采集設(shè)備采集到的信號效果還要好。并且由于該設(shè)備采用了無線傳輸模式，從而擺脫了腦電信號采集的環(huán)境局限，使腦電應(yīng)用走出實(shí)驗(yàn)室，距離面向大眾應(yīng)用更近一步。上海市科委項(xiàng)目——無線可穿戴干電極腦電帽與駕駛員警覺度監(jiān)測系統(tǒng)，即要求設(shè)計(jì)開發(fā)針對駕駛員的便攜式無線可穿戴干電極腦電帽，保證在駕駛狀態(tài)下，能便捷、穩(wěn)定、長時(shí)間地采集駕駛員的腦電信號，最終為航天、航空和汽車等領(lǐng)域提供精確的警覺度實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警技術(shù)。本課題是

8、該項(xiàng)目的子課題——腦電信號無線傳輸子系統(tǒng)。它要求設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)低功耗、高可靠性、高穩(wěn)定性嵌入式多通道高分辨率腦電信號處理與傳輸電路，將前端放大電路輸出的信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行信號處理，然后進(jìn)行無線傳輸，分別輸出到主機(jī)（數(shù)據(jù)訓(xùn)練階段）和嵌入式移動終端（實(shí)時(shí)預(yù)警階段）。在與項(xiàng)目中其它子課題進(jìn)行討論和交流后，確定了本子課題需要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：（1）普通直流+5V電源供電；（2）采樣通道數(shù)目及信號類型是8通道單端信號；（3）每通道的采樣率不小于500Hz；（4）ADC的分辨率為16bit；（