畢業(yè)論文-腦波控制燈光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、大連東軟信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目論文題目：腦波控制燈光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系 所： 電子工程系 專 業(yè)： 電子信息工程（嵌入式系統(tǒng)工程方向） 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 導(dǎo)師職稱： 講師 完成日期： 2014年 5月 2日 大連東軟信息學(xué)院Dalian Neusoft University of Information大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要- -腦波控制燈光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘 要近年來，各種電子設(shè)備發(fā)展迅猛。移動(dòng)終端設(shè)備，可穿戴設(shè)備，智能家居等在人們的生活中占據(jù)越來越多的部分。相對(duì)的人們與機(jī)器進(jìn)行的交互也越來越多。鍵盤、觸摸屏等傳統(tǒng)人機(jī)交互方式已經(jīng)不能滿足一些特

2、殊場(chǎng)合的需求。腦波控制作為一種理想的控制方式走進(jìn)人們的視野。腦波控制的研究工作涉及到很多不同的研究領(lǐng)域，如醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、控制理論、認(rèn)知學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、傳感器技術(shù)等等。本文在對(duì)腦波控制的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，對(duì)腦波控制及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了研究。穿戴式設(shè)備和新興人機(jī)交互方式的開發(fā)在近幾年所占的比重越來越大。以更精確，更便捷，更實(shí)用，解放雙手為目標(biāo)的新型交互方式也在飛速發(fā)展。作為人們現(xiàn)在所能想象中的終極交互方式“腦讀”，“腦寫”從人們的想象中被推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室里。腦電波控制假肢，腦電波控制四軸飛行器，甚至腦電波控制非本體肢體等都有了相關(guān)消息。但是相對(duì)的完成的功能復(fù)雜所需要的設(shè)備也相對(duì)

3、復(fù)雜一些，本課題最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)小體積輕量化的可穿戴控制系統(tǒng)。考慮到使用中的便攜性，采用了NeuroSky的TGAM模塊，單一干電極采集腦波，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的硬件系統(tǒng)，并結(jié)合軟件編程完成腦波控制系統(tǒng)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了通過腦波控制燈光的亮滅。關(guān)鍵詞：腦波控制，單片機(jī)，人機(jī)交互，大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） AbstarctDesign and Implementation of Brainwave Control Lighting SystemAbstractIn recent years, the rapid development of a variety of electronic dev

4、ices . Mobile devices , wearable devices , intelligent home occupy more and more part in peoples lives. Relative machine interaction with people is also increasing . Keyboard , touch screen and other traditional human-computer interaction has been unable to meet the needs of some special occasions.

5、Brainwave control as an ideal control into the spotlight . Brainwave -controlled studies involving many different research fields , such as medicine , physics, control theory , cognitive science , ergonomics , psychology, computer science, sensor technology , and so on . Based on the current situati

6、on brainwave -controlled study conducted on the review of brainwave control technology and its implementation are studied .Wearable devices and the development of new human-computer interaction in recent years, the proportion is growing. More accurate, more convenient, more practical , hands targeti

7、ng also the rapid development of new interactive way . As people can now imagine the ultimate interactive mode brain reading , brain writing from peoples imagination is to promote the lab . Brain waves to control artificial limbs, brain wave control Four aircraft , and even brain waves to control th

8、e body limbs and so have non- related news . However, the device is relatively complex to complete the desired function is relatively complicated , the ultimate goal of this project is to achieve a small size light weight wearable control system.Taking into account the use of portability , using the

9、 NeuroSky s TGAM module , single dry electrode EEG acquisition , design microcontroller-based hardware system , combined with the completion of brainwave control software programming development system to achieve a brainwave controlled by light off .Key words: Brainwave control, MCU, Human-computer

10、interaction大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄目錄 TOC o 1-3 u 摘 要 PAGEREF _Toc386462342 h IAbstract PAGEREF _Toc386462343 h II第1章緒 論 PAGEREF _Toc386462344 h 11.1 對(duì)腦機(jī)接口的研究成果 PAGEREF _Toc386462345 h 11.2 應(yīng)用范圍 PAGEREF _Toc386462346 h 2第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc386462347 h 32.1 TGAM模塊 PAGEREF _Toc386462348 h 32.1.1 TGAM模塊簡(jiǎn)介

11、 PAGEREF _Toc386462349 h 32.1.2 TGAM模塊的優(yōu)點(diǎn) PAGEREF _Toc386462350 h 42.2. 藍(lán)牙技術(shù) PAGEREF _Toc386462351 h 42.2.1 藍(lán)牙技術(shù)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc386462352 h 42.2.2 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用 PAGEREF _Toc386462353 h 52.3 Arduino Leonardo 兼容板 PAGEREF _Toc386462354 h 52.3.1 Arduino簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc386462355 h 52.3.1 Arduino特色 PAGEREF _Toc38

12、6462356 h 6第3章系統(tǒng)分析 PAGEREF _Toc386462357 h 73.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) PAGEREF _Toc386462358 h 73.2 系統(tǒng)功能需求 PAGEREF _Toc386462359 h 73.2.1 采集腦波功能 PAGEREF _Toc386462360 h 73.2.2數(shù)據(jù)傳輸功能 PAGEREF _Toc386462361 h 73.3.3控制分析功能 PAGEREF _Toc386462362 h 73.3 系統(tǒng)非功能需求 PAGEREF _Toc386462363 h 73.3.1 TGAM模塊 PAGEREF _Toc386462364

13、h 73.3.2 藍(lán)牙模塊 PAGEREF _Toc386462365 h 83.3.3 Arduino PAGEREF _Toc386462366 h 83.4 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 PAGEREF _Toc386462367 h 83.5 系統(tǒng)可行性分析 PAGEREF _Toc386462368 h 83.5.1 技術(shù)可行性 PAGEREF _Toc386462369 h 83.5.2 經(jīng)濟(jì)可行性 PAGEREF _Toc386462370 h 8第4章系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc386462371 h 94.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則 PAGEREF _Toc386462372 h 94.1.

14、1 先進(jìn)性 PAGEREF _Toc386462373 h 94.1.2 可靠性及安全性 PAGEREF _Toc386462374 h 94.2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc386462375 h 94.3 硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc386462376 h 104.4 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc386462377 h 12第5章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc386462378 h 155.1 環(huán)境配置 PAGEREF _Toc386462379 h 155.2 功能模塊實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc386462380 h 155.2.1 采集模塊 PAGEREF

15、 _Toc386462381 h 155.2.2藍(lán)牙模塊 PAGEREF _Toc386462382 h 155.2.3 控制模塊 PAGEREF _Toc386462383 h 165.3 系統(tǒng)集成與調(diào)試 PAGEREF _Toc386462384 h 175.4 軟件部分核心代碼 PAGEREF _Toc386462385 h 185.4.1 Brain類介紹 PAGEREF _Toc386462386 h 185.4.2 update()方法介紹 PAGEREF _Toc386462387 h 205.4.2 parsePacket()方法介紹 PAGEREF _Toc386462388

16、 h 23第6章系統(tǒng)測(cè)試 PAGEREF _Toc386462389 h 256.1 測(cè)試概述 PAGEREF _Toc386462390 h 256.2 測(cè)試用例 PAGEREF _Toc386462391 h 25第7章結(jié)論 PAGEREF _Toc386462392 h 27參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc386462393 h 28致 謝 PAGEREF _Toc386462394 h 29大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章緒 論人機(jī)交互的方式是人與電子設(shè)備交流的關(guān)鍵部分，每一次人機(jī)交互方式的創(chuàng)新都很大程度上的影響了我們的生活習(xí)慣，改變了我們生活方式，并且締造了一個(gè)又一個(gè)神話。鍵

17、盤繁榮了DOS，鼠標(biāo)繁榮了Mac和Windows，體感手柄和平衡板成就了Wii，多點(diǎn)觸控屏創(chuàng)造了iPhone的輝煌，Kinect讓XBOX360延續(xù)了成功。都可以部分歸功于人機(jī)交互方式的創(chuàng)新。近幾年出現(xiàn)了穿戴式設(shè)備的熱潮，人們?cè)噲D將科技進(jìn)一步融入我們的生活，各大廠商都推出了相應(yīng)的產(chǎn)品。如Google Glass， HYPERLINK /wearabledevices/samsung/544779.html 三星Galaxy Gear， HYPERLINK /wearabledevices/smartq/553955.html 智器ZWatch， HYPERLINK /wearabledevic

18、es/sony/545433.html 索尼MN2 Smartwatch， HYPERLINK /wearabledevices/apple/541061.html 蘋果iwatch， HYPERLINK /wearabledevices/geak/549232.html 果殼GEAK Watch， HYPERLINK /wearabledevices/baidu/543479.html 百度咕咚手環(huán)，等等。但是一位一些原因，這些設(shè)備并沒有得到大范圍的推廣。這些設(shè)備上一些大多都還延續(xù)著觸摸屏的技術(shù)，谷歌眼鏡還使用了眼球控制。但這都不是我們所能想到的最終的人機(jī)交互方式。隨著科技的發(fā)展， HYPE

19、RLINK /wiki/腦電圖 腦電圖（EEG）作為有潛力的非侵入式腦機(jī)接口已得到深入研究，腦波控制作為最新一代的人機(jī)交互方式已經(jīng)出現(xiàn)在一些消費(fèi)級(jí)商品中。雖然現(xiàn)階段腦波控制因?yàn)榫?，?duì)噪聲的敏感，等問題的限制沒有得到普及，但是隨著技術(shù)的提升，腦波控制的精度以及控制的方式還有很大的提升空間。相對(duì)于現(xiàn)在的觸摸屏設(shè)備、按鍵設(shè)備等，腦波控制更簡(jiǎn)潔，解放了雙手，更適用于穿戴式設(shè)備或控制終端等便攜設(shè)備。1.1 對(duì)腦機(jī)接口的研究成果對(duì)于腦機(jī)接口的研究主要分成幾個(gè)方向，侵入式，部分侵入式，非侵入式。侵入式腦機(jī)接口通常直接植入到大腦的灰質(zhì)中。主要用于恢復(fù) HYPERLINK /wiki/癱瘓 癱瘓病人的運(yùn)動(dòng)功能

20、以及重建 HYPERLINK /wiki/特殊感覺 特殊感覺（如 HYPERLINK /wiki/視覺 視覺）。優(yōu)點(diǎn)是所獲取的神經(jīng)信號(hào)的質(zhì)量相對(duì)較高。缺點(diǎn)是容易引發(fā) HYPERLINK /wiki/免疫反應(yīng) 免疫反應(yīng)和 HYPERLINK /w/index.php?title=愈傷組織&action=edit&redlink=1 愈傷組織，進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量的衰退甚至消失。特殊感覺腦機(jī)接口方面的一位先驅(qū)是William Dobelle。他的皮層 HYPERLINK /wiki/視覺假體 視覺腦機(jī)接口主要用于后天失明的病人。1978年，Dobelle在一位盲人的 HYPERLINK /wiki/視

21、覺皮層 視覺皮層植入了68個(gè)電極陣列，并成功制造了 HYPERLINK /w/index.php?title=光幻視&action=edit&redlink=1 光幻視（Phosphene）。2002年，Dobelle的第二代皮層視覺假體植入的16位病人的臨床試驗(yàn)開始。第二代皮層視覺假體的特點(diǎn)是能將光幻視更好地映射到視野，創(chuàng)建更穩(wěn)定均一的視覺。其光幻視點(diǎn)陣覆蓋的視野更大。針對(duì)“運(yùn)動(dòng)神經(jīng)假體”的腦機(jī)接口方面， HYPERLINK /w/index.php?title=Emory大學(xué)&action=edit&redlink=1 Emory大學(xué)的Philip Kennedy和Roy Bakay最先在

22、人體植入了可獲取足夠高質(zhì)量的神經(jīng)信號(hào)來模擬運(yùn)動(dòng)的侵入性腦機(jī)接口。1998年，患有 HYPERLINK /wiki/腦干 腦干 HYPERLINK /wiki/中風(fēng) 中風(fēng)導(dǎo)致的 HYPERLINK /w/index.php?title=鎖閉綜合征&action=edit&redlink=1 鎖閉綜合征Johnny Ray接受了植入，并且存活了足夠長(zhǎng)的時(shí)間來學(xué)會(huì)用該腦機(jī)接口來控制電腦光標(biāo)。2005年，Cyberkinetics公司獲得美國(guó) HYPERLINK /wiki/FDA FDA批準(zhǔn)，九位病人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)皮層腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)。這種植入被稱為BrainGate。BrainGate是包含96個(gè)電極

23、的電極陣列，它的植入電極位于腦 HYPERLINK /w/index.php?title=前中回&action=edit&redlink=1 前中回中 HYPERLINK /w/index.php?title=運(yùn)動(dòng)皮層&action=edit&redlink=1 運(yùn)動(dòng)皮層所對(duì)應(yīng)的手臂和手部的控制區(qū)域。 HYPERLINK /w/index.php?title=四肢癱瘓&action=edit&redlink=1 全身癱瘓的Matt Nagle成為了第一位用侵入式腦機(jī)接口來控制機(jī)械臂的病人，他成功的通過運(yùn)動(dòng)意圖來完成電腦的光標(biāo)控制、機(jī)械臂控制等任務(wù)。部分侵入式腦機(jī)接口一般植入到 HYPERLIN

24、K /w/index.php?title=顱腔&action=edit&redlink=1 顱腔內(nèi)腦灰質(zhì)外。其空間分辨率介于侵入式腦機(jī)接口和非侵入式之間。其另一優(yōu)點(diǎn)是引發(fā)免疫反應(yīng)和愈傷組織的幾率較小。 HYPERLINK /w/index.php?title=皮層腦電圖&action=edit&redlink=1 皮層腦電圖（ECoG）的技術(shù)原理和 HYPERLINK /wiki/腦電圖 腦電圖的類似，但是其電極直接植入到大腦皮層上， HYPERLINK /w/index.php?title=硬腦膜&action=edit&redlink=1 硬腦膜下的區(qū)域。華盛頓大學(xué)（圣路易斯）的Eric

25、Leuthardt和Daniel Moran是最早在人體試驗(yàn)皮層腦電圖的研究者。他們的能夠讓一位病人使用該腦機(jī)接口玩 HYPERLINK /wiki/電子游戲 電子游戲。使用基于皮層腦電圖的腦機(jī)接口很難實(shí)現(xiàn)多于一維的運(yùn)動(dòng)控制。非侵入式的 HYPERLINK /wiki/神經(jīng)成像術(shù) 神經(jīng)成像術(shù)同樣被用于加強(qiáng)肌肉植入物的功能并使參加實(shí)驗(yàn)的志愿者恢復(fù)部分運(yùn)動(dòng)能力。有點(diǎn)是裝置方便佩戴于人體，沒有創(chuàng)傷。缺點(diǎn)是分辨率不高，無法確定放電神經(jīng)元的位置或大腦區(qū)域，顱骨對(duì)信號(hào)的衰減作用和對(duì)神經(jīng)元發(fā)出的電磁波的分散和模糊效應(yīng)太大。 HYPERLINK /wiki/腦電圖 腦電圖（EEG）作為最有潛力的非侵入式腦機(jī)接

26、口在近幾年已得到深入研究。優(yōu)點(diǎn)是良好的時(shí)間分辨率、易用性、便攜性和相對(duì)低廉的價(jià)格。缺點(diǎn)是對(duì)噪聲非常敏感，并且使用腦電圖作為腦機(jī)接口的用戶在工作之前要進(jìn)行大量的訓(xùn)練。德國(guó) HYPERLINK /wiki/圖賓根大學(xué) 圖賓根大學(xué)的Niels Birbaurmer于90年代進(jìn)行的項(xiàng)目利用癱瘓病人的腦電圖信號(hào)使其能夠控制電腦光標(biāo)。 經(jīng)過訓(xùn)練，十位癱瘓病人都能夠成功地用腦電圖控制光標(biāo)。但是其控制的效率較低，在屏幕上寫100個(gè)字符需要1個(gè)小時(shí)，并且訓(xùn)練過程耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月。在Birbaumer的后續(xù)研究中，多個(gè)腦電圖成分可被同時(shí)測(cè)量，包括波和波。病人可以自主選擇對(duì)其最易用的成分進(jìn)行對(duì)外部的控制。1.2 應(yīng)用

27、范圍腦機(jī)接口主要應(yīng)用于一下幾個(gè)方面：1.對(duì) HYPERLINK /wiki/癱瘓 癱瘓病人的運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)（運(yùn)動(dòng)神經(jīng)假體）。2.重建 HYPERLINK /wiki/特殊感覺 特殊感覺（皮層 HYPERLINK /wiki/視覺假體 視覺腦機(jī)接口）。3.對(duì)光標(biāo)，游戲，機(jī)械等的控制。第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹2.1 TGAM模塊2.1.1 TGAM模塊簡(jiǎn)介TGAM模塊全稱ThinkGear AM腦電模塊（如圖2.2）。NeuroSky Inc. (神念科技有限公司)是致力于把生物傳感技術(shù)帶入消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。神念科技創(chuàng)立于2004年，公司總部位于美國(guó)硅谷，并且在臺(tái)北，香港，首爾，倫敦，東京，及無錫擁有分

28、公司。其高性能的生物傳感芯片可以檢測(cè)到人的腦電波信號(hào)，心電信號(hào)，以及其他生物信號(hào)，并且將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成可以識(shí)別計(jì)算的數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。目前公司的生物傳感技術(shù)在電腦，手機(jī)，智能可穿戴設(shè)備（智能手表，智能眼鏡），健康，教育，汽車等行業(yè)和玩具行業(yè)都有著很廣泛的應(yīng)用。神念科技以60多年來的醫(yī)學(xué)方面研究為基礎(chǔ)，成功的將生物傳感技術(shù)轉(zhuǎn)化為消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品并開發(fā)成適用于大眾市場(chǎng)的應(yīng)用，使其更加易用和高效。神念科技公司擁有很多項(xiàng)創(chuàng)新的專利，包括了噪音消減，和干傳感器（不像傳統(tǒng)生物傳感器需要使用導(dǎo)電膠）等。神念科技公司一直致力于通過與合作伙伴的通力合作積極創(chuàng)新，共同研制開發(fā)令人激動(dòng)的創(chuàng)新產(chǎn)品，和財(cái)富榜100強(qiáng)企

29、業(yè)，新興的高科技公司，以及眾多名牌高等學(xué)府和專業(yè)研究機(jī)構(gòu)的大型客戶建立了良好的合作關(guān)系，比如美國(guó)美泰公司（芭比娃娃設(shè)計(jì)及生產(chǎn)公司），哥倫比亞大學(xué)，耶魯大學(xué)，斯坦福大學(xué)，以及國(guó)內(nèi)的宇龍酷派，海爾集團(tuán)，東南大學(xué)，浙江大學(xué)，中科學(xué)院電子學(xué)研究所等?？蛻舯椴剂嗣绹?guó)及亞歐市場(chǎng)。TGAM模塊可以處理并輸出腦波頻率譜，腦電信號(hào)質(zhì)量，原始腦電波和三個(gè)Neurosky的eSense參數(shù)：專注度，放松度和眨眼偵測(cè)。和人體的界面只需一個(gè)簡(jiǎn)單的干接觸點(diǎn)，所以可以很容易的運(yùn)用于玩具，視頻游戲和健康設(shè)備中，又由于能耗小，適合用在以電池供電的便攜式消費(fèi)產(chǎn)品的應(yīng)用上。圖2.1 TGAM模塊2.1.2 TGAM模塊的優(yōu)點(diǎn)能直接

30、連接干接觸點(diǎn)(如圖2.3)，不像傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)用的濕傳感器使用時(shí)需要上導(dǎo)電膠。單EEG腦電通道有3個(gè)接觸點(diǎn)（如圖2.3）：EEG（腦電采集點(diǎn)）REF（參考點(diǎn)）GND（地線點(diǎn)）。上電后若接觸點(diǎn)連續(xù)四秒沒有采集到腦電或連續(xù)七秒收到差的腦電信號(hào)。本智慧模塊會(huì)通過“信號(hào)質(zhì)量強(qiáng)度”發(fā)出信號(hào)差的警告，提醒用戶調(diào)整傳感器。先進(jìn)的噪音過濾技術(shù)，能抗拒日常生活中環(huán)境里的各種干擾。低能耗，體積?。ㄈ鐖D2.2）適合便攜式消費(fèi)產(chǎn)品的電池供電的設(shè)備。3.3伏供電下最大消耗為15毫安。原始腦電數(shù)據(jù)以512 Hz輸出。圖2.2 模塊與一元硬幣對(duì)比圖2.3 電極2.2. 藍(lán)牙技術(shù)2.2.1 藍(lán)牙技術(shù)簡(jiǎn)介藍(lán)牙（Bluetooth），

31、是一種無線 HYPERLINK /wiki/個(gè)人局域網(wǎng) 個(gè)人局域網(wǎng)（ HYPERLINK /wiki/無線個(gè)人網(wǎng) Wireless PAN）。Bluetoot的來源是10世紀(jì)丹麥挪威的國(guó)王 HYPERLINK /wiki/哈拉爾一世_(丹麥) 藍(lán)牙哈拉爾（ HYPERLINK /wiki/丹麥語 丹麥語：Harald Bltand Gormsen），直譯成為“藍(lán)牙”（bl藍(lán)，tand牙）。藍(lán)牙是一種通用的射頻頻率是2.45GHZ的無線電接口，它使設(shè)備能夠在較小的范圍內(nèi)進(jìn)行無線通信。藍(lán)牙由 HYPERLINK /wiki/愛立信 愛立信創(chuàng)制， HYPERLINK /wiki/藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟 藍(lán)牙技

32、術(shù)聯(lián)盟訂定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。本系統(tǒng)使用的是藍(lán)牙2.1版本的藍(lán)牙模塊。圖2.4 藍(lán)牙模塊2.2.2 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用最初藍(lán)牙應(yīng)用在 HYPERLINK /wiki/移動(dòng)電話 移動(dòng)電話和免提設(shè)備之間的 HYPERLINK /w/index.php?title=無線通訊&action=edit&redlink=1 無線通訊。短距離 HYPERLINK /wiki/電腦 電腦間的無線 HYPERLINK /wiki/網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)。電腦與外設(shè)的無線連接，鍵鼠，控制器等。設(shè)備之間的臨時(shí)文件傳輸。傳統(tǒng)有線設(shè)備的無線化，如：手持設(shè)備，穿戴設(shè)備，麥克風(fēng)等。數(shù)個(gè) HYPERLINK /wiki/以太網(wǎng) 以太網(wǎng)之間的無線橋架。

33、家用游戲機(jī) HYPERLINK /wiki/PS3 PS3、 HYPERLINK /wiki/Wii Wii等的手柄。2.3 Arduino Leonardo 兼容板2.3.1 Arduino簡(jiǎn)介Arduino，是一個(gè) HYPERLINK /wiki/開放原始碼 開放源代碼的 HYPERLINK /wiki/單晶片微電腦 單芯片微電腦，它使用了Atmel AVR單片機(jī)，采用了基于 HYPERLINK /wiki/開放原始碼 開放源代碼的軟硬件平臺(tái)，構(gòu)建于開放源代碼 simple I/O 接口板，并且具有使用類似 HYPERLINK /wiki/Java Java，C 語言的Processing

34、/Wiring開發(fā)環(huán)境。Arduino可以使用 Arduino 語言與 Macromedia Flash、Processing、Max/MSP、Pure Data和SuperCollider等軟件，結(jié)合電子元件，例如開關(guān)或傳感器或其他控制器件、LED、步進(jìn)馬達(dá)或其他輸出裝置，作出互動(dòng)作品。Arduino也可以獨(dú)立運(yùn)作成為一個(gè)可以跟軟件溝通的接口。Arduino Leonardo是基于Atmega32u4的低成本開發(fā)板。左側(cè)板載了micro USB，方便調(diào)試連接。圖2.5 Arduino Leonardo 兼容板2.3.1 Arduino特色基于 HYPERLINK /wiki/創(chuàng)用CC 創(chuàng)用C

35、C開放源代碼的電路圖設(shè)計(jì)。免費(fèi)下載，也可依需求自己修改，但需遵照姓名標(biāo)示。您必須按照作者或授權(quán)人所指定的方式，表彰其姓名。依相同方式分享，若您改變或轉(zhuǎn)變著作，當(dāng)散布該衍生著作時(shí)，您需采用與本著作相同或類似的授權(quán)條款。Arduino 可使用 ICSP 線上燒入器，將 HYPERLINK /wiki/啟動(dòng)程式 Bootloader 燒入新的 IC 芯片。可依據(jù)Arduino官方網(wǎng)站，取得硬件的設(shè)計(jì)檔，加以調(diào)整電路板及元件，以符合自己實(shí)際設(shè)計(jì)的需求?？梢暂^為簡(jiǎn)單地和傳感器等各種的電子元件相連接，比如 HYPERLINK /wiki/紅外線 紅外線傳感器、 HYPERLINK /wiki/超音波 超音

36、波傳感器、LCD顯示器 HYPERLINK /wiki/熱敏電阻 、溫度傳感器 HYPERLINK /wiki/光敏電阻 等。支援多樣的互動(dòng)程式，如 Adobe Flash, Max/MSP, Pure Data, HYPERLINK /wiki/C語言 C, Processing等。使用價(jià)格相對(duì)較低的微處理控制器如( HYPERLINK /wiki/Atmel_AVR Atmel AVR) (ATMEGA 8,168,328等)。 HYPERLINK /wiki/USB USB接口，不需外接電源。另外有提供 HYPERLINK /wiki/直流 直流(DC)電源輸入。第3章系統(tǒng)分析3.1 系

37、統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)目前，絕大多數(shù)人機(jī)交互方法都采用的觸摸等操作方式，始終無法做到解放雙手的目的。本系統(tǒng)主要有下特點(diǎn)：解放雙手，可以適用于一些特殊場(chǎng)合需要；體積小，穿戴簡(jiǎn)便，傳統(tǒng)腦波設(shè)備采樣電極陣列過于復(fù)雜，穿戴繁瑣，對(duì)環(huán)境場(chǎng)合要就過于苛刻，無法適應(yīng)大多數(shù)場(chǎng)合的需要，本系統(tǒng)只需要單一干電極采樣，穿戴簡(jiǎn)單。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是，實(shí)現(xiàn)穿戴設(shè)備者可以通過對(duì)自己精神狀態(tài)的主動(dòng)控制來控制燈光。3.2 系統(tǒng)功能需求3.2.1 采集腦波功能對(duì)腦波進(jìn)行采集。通過單一干電極采集腦電波，對(duì)于腦電波測(cè)量的準(zhǔn)確性，對(duì)環(huán)境干擾的抵抗性，對(duì)電源干擾的抵抗性，對(duì)生物肌電的分辨能力，和其它干擾事項(xiàng)要有一定的抵抗和分辨能力。對(duì)于采集頻率要

38、盡量高，盡快響應(yīng)腦波變化，減少延遲。3.2.2數(shù)據(jù)傳輸功能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行短距離傳輸。通過藍(lán)牙模塊進(jìn)行短距離數(shù)據(jù)傳輸，要求速度穩(wěn)定傳輸快捷，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息穩(wěn)定可靠。對(duì)環(huán)境干擾抵抗能力強(qiáng)，有一定的適應(yīng)性。對(duì)距離有一定的要求，要求在規(guī)定距離范圍內(nèi)都可以保證信號(hào)的可靠性。3.3.3控制分析功能對(duì)于接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。接收到的腦波數(shù)據(jù)有一定的編碼，需要按照預(yù)定格式進(jìn)行分析，并判斷該數(shù)據(jù)是否有效后才能得出正確的腦波各項(xiàng)數(shù)值。并根據(jù)數(shù)值進(jìn)行控制。對(duì)于處理器的處理能力有一定要求，但是并不高，要求控制部分節(jié)能，低功耗，可以作為長(zhǎng)期開啟的設(shè)備。3.3 系統(tǒng)非功能需求3.3.1 TGAM模塊規(guī)模尺寸（最大）2.79c

39、m x 1.52cm x 0.25cm。重量（最大）130mg。性能：采樣率：512Hz。頻率范圍：3Hz-100Hz。靜電保護(hù)：4kV接觸放電; 8kV隔空放電。最大消耗功率：15毫安 3.3伏。運(yùn)行電壓：2.973.63伏。AC交流噪音濾波器的配置選項(xiàng)。50Hz60Hz3.3.2 藍(lán)牙模塊物理，26.7cm x 13cm。功耗：3.3V200毫安。實(shí)測(cè)傳輸距離7m。3.3.3 Arduino主控：ATmega32u4。工作電壓：5V。輸入電壓：7-12V。時(shí)鐘頻率：16MHz。閃存：32KB。SRAM：2.5KB。EEPROM：16MHz。3.4 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 硬件環(huán)境Arduino Le

40、onardo兼容板，處理器Atmega32u4軟件環(huán)境：Windows 7系統(tǒng)，ArduinoIDE開發(fā)環(huán)境Processing語言。3.5 系統(tǒng)可行性分析3.5.1 技術(shù)可行性干電極采樣技術(shù)簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格低廉，相對(duì)于傳統(tǒng)電極能盡可能地減少采集環(huán)境的限制，從而擴(kuò)大腦電應(yīng)用的使用范圍。TGAM模塊作為第一款消費(fèi)級(jí)腦波模塊，先進(jìn)的噪音過濾技術(shù)，能抗拒日常生活中環(huán)境里的各種干擾，低能耗，適合便攜式消費(fèi)產(chǎn)品的電池供電的設(shè)備。藍(lán)牙模塊，技術(shù)成熟參考資料多，使用方法簡(jiǎn)單快捷，傳遞信號(hào)穩(wěn)定可靠?？刂撇糠诌x擇了開源硬件Arduino Leonardo，體積小巧，功耗低，有足夠的性能，開發(fā)方式簡(jiǎn)單，編程語

41、言接近C，有一定的參考資料。3.5.2 經(jīng)濟(jì)可行性整個(gè)系統(tǒng)價(jià)格控制在在550元，其中腦波模塊及配套電極等400元，藍(lán)牙以及擴(kuò)展板兩塊60元，Arduino一塊40元。電池盒以及自備零件工具等50。第4章系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則4.1.1 先進(jìn)性傳統(tǒng)的手動(dòng)控制，對(duì)距離有要求，一定要做到物理接觸才能實(shí)現(xiàn)，雖然后來發(fā)展到觸摸屏，虛擬按鍵，但是毅然沒有本質(zhì)上的改變。而腦波控制，突破了原有手動(dòng)輸入操作的桎梏，解放雙手，無需實(shí)體接觸，距離將不再是限制。4.1.2 可靠性及安全性因?yàn)樵O(shè)備的特點(diǎn)，一方面需要對(duì)應(yīng)不同的頭部大小，另一方面要保證即使進(jìn)行一定活動(dòng)前額電極也可以和前額完全貼合不會(huì)有松動(dòng)，所以選

42、擇了，耳機(jī)架加上束帶的方法，保證了在各種狀態(tài)下的牢固和貼合。藍(lán)牙傳輸穩(wěn)定可靠，可以抵擋一些常見干擾。5v電源穩(wěn)定可靠，在保證有足夠的電流電壓的同時(shí)不會(huì)對(duì)人產(chǎn)生危害。4.2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過電極采集腦波，和耳機(jī)對(duì)照后濾波，通過串口傳遞到藍(lán)牙模塊，藍(lán)牙模塊從耳機(jī)端發(fā)送到控制端，控制端藍(lán)牙模塊接受數(shù)據(jù)，通過串口發(fā)送給Arduino，Arduino進(jìn)行處理，后將通過發(fā)送控制信號(hào)控制燈光（如圖4.1）。圖4.1 體系結(jié)構(gòu)圖4.3 硬件設(shè)計(jì)因?yàn)樵O(shè)備的特點(diǎn)，一方面需要對(duì)應(yīng)不同的頭部大小，另一方面要保證即使進(jìn)行一定活動(dòng)前額電極也可以和前額完全貼合不會(huì)有松動(dòng)，所以選擇了，耳機(jī)架加上束帶的方法，保證了在各種狀

43、態(tài)下的牢固和貼合。在最大程度上防止了因電極接觸不實(shí)導(dǎo)致影響腦波采集數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大的噪聲干擾。為了保證電源質(zhì)量、控制成本的同時(shí)，可以重復(fù)使用，減少拆卸的困難，降低因過度拆卸造成的不必要損壞，電源采用了手機(jī)電池盒作為供電，保證了電源質(zhì)量，降低噪聲同時(shí)很好的控制了成本并且方便充電重復(fù)使用，減少了更換電池所造成的污染和對(duì)硬件的不必要的損壞。手機(jī)電池充電方便，便于重復(fù)使用。選擇藍(lán)牙模塊是因?yàn)樗{(lán)牙模塊配對(duì)快，信息傳遞穩(wěn)定。Arduino 體積小功耗低，集成microusb方便燒寫調(diào)試。腦波采集功能蛀牙是是通過前額電極對(duì)系統(tǒng)的穿戴者的腦波進(jìn)行采集，之后通過串口將信號(hào)傳出。作為采集部分，按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，需要有

44、體積小，穿戴便捷，對(duì)環(huán)境要求小，抗干擾能力強(qiáng)，采樣準(zhǔn)確度高，等特點(diǎn)。整個(gè)模塊分成兩部分，通過藍(lán)牙連接，頭戴部分使用電池分別給藍(lán)牙模塊和腦波模塊供電，控制板部分由電源模塊供電（如圖4.2）。圖4.2 硬件連接圖藍(lán)牙設(shè)備需要主從連接才能發(fā)送信息。設(shè)置藍(lán)牙模塊的主從有一下兩種方法（如圖4.3）。軟件設(shè)置：PIO4置3.3v高電平，在未連接狀態(tài)下通過AT指令設(shè)置，通過串口向藍(lán)牙模塊發(fā)送AT+ROLE選擇朱從模式。硬件設(shè)置：PIO4置低或懸空，通過PIO5設(shè)置主從，PIO5置3.3v高電平為主模式，置低或懸空為從模式。圖4.3 藍(lán)牙模塊PIO以及外部電路的連接經(jīng)過設(shè)置后，藍(lán)牙主從模塊指示燈會(huì)根據(jù)主從模式

45、的不同有不同的閃爍方式（如表4.1），可以通過該指示燈的閃爍方式判斷主動(dòng)模塊是否設(shè)置成功。表4.1 藍(lán)牙模塊主從模式模式LED顯示模塊狀態(tài)主模式均勻快速閃耀（150ms-on，150ms-off）搜索及連接從設(shè)備快速閃5次后熄滅2s連接之前配對(duì)過的從設(shè)備長(zhǎng)亮建立連接從模式均勻慢速閃耀（800ms-on，800ms-off）等待配對(duì)長(zhǎng)亮建立連接4.4 軟件設(shè)計(jì)腦電波是一種比較敏感的客觀指標(biāo)，不但可以用于腦科學(xué)的基礎(chǔ)理論研究，更重要的意義在于腦電波在的臨床實(shí)踐方面的應(yīng)用，這與人類的生命健康息息相關(guān)。腦電波是診斷癲癇的必要依據(jù)，腦電波對(duì)于各種難于檢測(cè)的顱內(nèi)病變，如 HYPERLINK /view/7

46、07755.htm 腦中風(fēng)、 HYPERLINK /view/125355.htm 腦炎、 HYPERLINK /view/50703.htm 腦瘤、代謝性腦病變等，都有很大的診斷幫助。腦電圖仍是目前研究睡眠最客觀的依據(jù)，藉由監(jiān)測(cè)睡眠中腦波變化，我們可以區(qū)分睡眠中不同的狀態(tài)。腦電波是是一些自發(fā)的有節(jié)律的神經(jīng)電運(yùn)動(dòng)，腦電波頻率變動(dòng)范圍在每秒130次之間的，可劃分為四個(gè)波段，（13Hz）、（47Hz）、（813Hz）、（1430Hz）。（這幾種波的頻率邊界，在學(xué)界還沒有完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。亦有學(xué)者認(rèn)為 HYPERLINK /view/724716.htm 波小于4Hz， HYPERLINK /view

47、/1496273.htm 波47Hz， HYPERLINK /view/1494593.htm 波812Hz， HYPERLINK /view/724715.htm 波1335Hz，并認(rèn)為有大于35Hz的腦電波，并命名為波。長(zhǎng)期處于該狀態(tài)下的人會(huì)有生命危險(xiǎn)）。波，頻率約為每秒13次，嬰兒期或智力發(fā)育不成熟、正常成年人在極度疲勞和昏睡狀態(tài)下，可能出現(xiàn)這種波段的腦波。波，頻率為每秒47次，正常成年人在意愿受到挫折或者抑郁時(shí)以及精神病患者的腦部中這種段波的腦波極為顯著。但同時(shí)此波為少年（1017歲）的腦電圖中的主要組成部分。波，頻率為每秒813次，平均數(shù)為10次左右，這個(gè)頻率對(duì)腦波是正常人腦電波的基

48、本節(jié)律，在沒有外加的刺激的情況下，該段頻率的腦波是相對(duì)而言較為恒定的。人在清醒、安靜并閉眼等較為放松，與外界接觸較少時(shí)這種節(jié)律最為顯著，睜開眼睛或者接接受到其它刺激的時(shí)候，波即刻降低直至消失。波，頻率為每秒1430次，當(dāng)精神高度緊張或者情緒極度激動(dòng)或亢奮的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)此波，還有當(dāng)人從睡夢(mèng)狀態(tài)中驚醒的時(shí)候，原來睡眠狀態(tài)的緩慢腦波節(jié)律可立即被這種快節(jié)律所代替。當(dāng)人心情愉悅或進(jìn)行冥想時(shí)，一直興奮的波、波或波慢慢減弱，波相對(duì)得到了加強(qiáng)。因?yàn)檫@種波形最接近右腦的腦電生物節(jié)律，也就是人最富有靈感和創(chuàng)造力的階段。腦波模塊對(duì)于這些數(shù)據(jù)都有統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過分析后，會(huì)按照如表4.2的數(shù)據(jù)格式通過串口發(fā)送。表4.2 數(shù)據(jù)格

49、式數(shù)據(jù)內(nèi)容數(shù)據(jù)含義AA同步AA同步20是十進(jìn)制的32，即有32個(gè)字節(jié)的payload，除掉20本身+兩個(gè)AA同步+最后校驗(yàn)和02代表信號(hào)值SignalC8信號(hào)的值83代表EEG Power開始了18是十進(jìn)制的24，說明EEG Power是由24個(gè)字節(jié)組成的，以下每三個(gè)字節(jié)為一組18Delta 1/3D4Delta 2/3續(xù)表4.2 數(shù)據(jù)格式8BDelta 3/313Theta 1/3D1Theta 2/369Theta 3/302LowAlpha 1/358LowAlpha 2/3C1LowAlpha 3/317HighAlpha 1/33BHighAlpha 2/3DCHighAlpha 3

50、/302LowBeta 1/350LowBeta 2/300LowBeta 3/303HighBeta 1/3CBHighBeta 2/39DHighBeta 3/303LowGamma 1/36DLowGamma 2/33BLowGamma 3/303MiddleGamma 1/37EMiddleGamma 2/389MiddleGamma 3/304代表專注度Attention00Attention的值(0到100之間)05代表放松度Meditation00Meditation的值(0到100之間)D5校驗(yàn)和按照數(shù)據(jù)格式進(jìn)行解析，之后后按照預(yù)計(jì)流程進(jìn)行分析。第5章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)5.1 環(huán)境配置使

51、用Windows 7旗艦版Service Pack 1 32味操作系統(tǒng)，Intel(R) Core(TM) I7 CPU 2.67GHz 3G內(nèi)存 的PC機(jī)編程，使用ArduinoIDE開發(fā)環(huán)境Processing語言。5.2 功能模塊實(shí)現(xiàn)5.2.1 采集模塊通過前額電極采集數(shù)據(jù)，傳給TGAM模塊和耳夾電極對(duì)比濾波，通過串口傳出初步經(jīng)過分解的數(shù)據(jù)（如圖5.1）。圖5.1 采集模塊5.2.2藍(lán)牙模塊藍(lán)牙模塊一主一從，首次上電后主動(dòng)開始尋找可配對(duì)設(shè)備，之后會(huì)主動(dòng)尋找上次配對(duì)過的設(shè)備。配對(duì)成功后藍(lán)牙模塊指示燈顯示長(zhǎng)亮表示數(shù)據(jù)傳輸可以開始。從設(shè)備接受TGAM模塊從串口傳出的數(shù)據(jù)，通過2.4GHz的無線

52、電波發(fā)送給主設(shè)備（如圖5.2）。主設(shè)備接收到從設(shè)備通過無線傳遞來的數(shù)據(jù)后通過串口將數(shù)據(jù)傳遞給控制模塊。圖5.2 藍(lán)牙模塊5.2.3 控制模塊上電后，初始化，檢測(cè)串口數(shù)據(jù)，如果沒有數(shù)據(jù)傳來說明耳夾沒有夾好，有數(shù)據(jù)傳遞過來說明開始開始使用腦波設(shè)備。先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，放置傳輸?shù)鹊纫鸬臄?shù)據(jù)錯(cuò)誤降低測(cè)量精度。校驗(yàn)失敗的數(shù)據(jù)直接丟棄，等待新數(shù)據(jù)。對(duì)校驗(yàn)成功的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出控制信號(hào)，將控制信號(hào)通過IO發(fā)出（如圖5.3）。圖5.3 控制模塊5.3 系統(tǒng)集成與調(diào)試頭戴部分使用了一個(gè)耳機(jī)架作為支撐，用來固定前額電極以及支撐電源和模塊等。增加了一個(gè)束帶保證前額電極的緊貼和耳機(jī)的牢固。TGAM模塊鑲嵌在耳機(jī)盒里

53、，距離電極較近，減少傳輸距離。供電由和耳機(jī)盒捆綁在一起的電池盒提供，電池盒上有USB母頭和MicroUSB母頭，USB母頭為供電頭，通過在母頭上裝一個(gè)USB公頭引出電源線來供其它模塊使用，MicroUSB為充電頭，不能輸出供電，兩者間通過一開關(guān)選擇控制。藍(lán)牙模塊上連接3.3v電源，和TGAM模塊共地，TXD接TGAM模塊RXD，RXD接TGAM模塊TXD?？刂撇糠钟呻娫茨K供電，電源模塊分別供3.3v給藍(lán)牙和5v給控制模塊以及燈光模塊。藍(lán)牙模塊TXD接控制模塊RXD，藍(lán)牙模塊RXD接控制模塊TXD?？刂颇KIO口接燈光模塊。5.4 軟件部分核心代碼5.4.1 Brain類介紹軟件部分的核心代碼

54、主要是對(duì)于數(shù)據(jù)的解析處理部分，對(duì)于解析的及時(shí)性和調(diào)用的方便性有很高的要求。而且由于腦波自身的原因，以及采集過程中遇到的干擾，傳輸過程中遇到的干擾，導(dǎo)致了有一些數(shù)據(jù)是無效的，對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理還有一個(gè)主要功能是從傳遞回來的數(shù)據(jù)中過濾掉無效數(shù)據(jù)，將有效數(shù)據(jù)提取出來，保證數(shù)據(jù)的精確性，可靠性。為了保證軟件的健壯性和重用性，決定將腦波解析代碼封裝成庫(kù)文件，以方便使用和再次開發(fā)。腦波庫(kù)命名為Brain.h，期中包含了一個(gè)類Brain，類圖如圖5.4所示。圖5.4 Brain類圖關(guān)于類的說明如表5.1所示表5.1 類說明類名說明Brain腦波數(shù)據(jù)的接收、處理和調(diào)用方法HardwareSerial串口數(shù)據(jù)的處

55、理方法，繼承了Stream類Stream數(shù)據(jù)流類，HardwareSerial類的基類由于數(shù)據(jù)通過串口傳輸所以Brain類要依靠HardwareSerial類來進(jìn)行串口操作。而串口本身是一種流數(shù)據(jù)所以HardwareSerial類繼承自Stream類。Brain類中的brainStream是HardwareSerial中的類型。類中的方法解釋如表5.2 。表5.2 Brain類方法說明方法名方法參數(shù)說明Brain:Brain()Stream &_brainStream構(gòu)造函數(shù)，將參數(shù)&_brainStream傳遞給變量brainStream，并調(diào)用函數(shù)init()進(jìn)行初始化Brain:upda

56、te()無數(shù)據(jù)更新函數(shù)，從傳輸?shù)拇跀?shù)據(jù)brainStream中提取出數(shù)據(jù)包，存入數(shù)組packetData，并進(jìn)行校驗(yàn)Brain:getSignalQuality()無返回一個(gè)eegData數(shù)組中uint32_t類型的值Brain:getAttention()無返回一個(gè)eegData數(shù)組中uint32_t類型的值Brain:getMeditation()無返回一個(gè)eegData數(shù)組中uint32_t類型的值Brain:getDataArray()無返回一個(gè)eegData數(shù)組中uint32_t類型的值Brain:getDelta()無返回一個(gè)eegData數(shù)組中uint32_t類型的值Brain

57、:getTheta()無返回一個(gè)eegData數(shù)組中uint32_t類型的值Brain:getLowAlpha()無返回一個(gè)eegData數(shù)組中uint32_t類型的值Brain:getHighAlpha()無返回一個(gè)eegData數(shù)組中uint32_t類型的值Brain:getLowBeta()無返回一個(gè)eegData數(shù)組中uint32_t類型的值Brain:getHighBeta()無返回一個(gè)eegData數(shù)組中uint32_t類型的值Brain:getLowGamma()無返回一個(gè)eegData數(shù)組中uint32_t類型的值Brain:getMidGamma()無返回一個(gè)eegData數(shù)

58、組中uint32_t類型的值Brain:getErrors()無返回錯(cuò)誤信息Brain:clearPacket()無對(duì)packetData數(shù)組清零Brain:clearEegData()無對(duì)eegData數(shù)組清零續(xù)表5.2 Brain類方法說明方法名方法參數(shù)說明Brain:parsePacket()無對(duì)數(shù)組packetData中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，提取出有效數(shù)據(jù)存入數(shù)組eegDataBrain:init()無初始化變量 freshPacket = false; inPacket = false; packetIndex = 0; packetLength = 0; checksum = 0; ch

59、ecksumAccumulator = 0; signalQuality = 200; attention = 0; meditation = 0;調(diào)用函數(shù)clearEegData()在Brain類方法說方法中，主要的解析代碼是parsePacket()函數(shù)，parsePacket()是私有函數(shù)，外部無法直接調(diào)用，當(dāng)外部需要解析的數(shù)據(jù)的時(shí)候，可以通過調(diào)用update()函數(shù)來解析接受串口傳來的數(shù)據(jù)。5.4.2 update()方法介紹update()函數(shù)主要功能是更新數(shù)據(jù)，從傳輸?shù)拇跀?shù)據(jù)brainStream中提取出數(shù)據(jù)包，存入數(shù)組packetData，并進(jìn)行校驗(yàn)，同時(shí)調(diào)用解析函數(shù)parse

60、Packet()。具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：boolean Brain:update() if(brainStream-available() latestByte = brainStream-read();if(inPacket) if(packetIndex = 0) packetLength = latestByte;if(packetLength MAX_PACKET_LENGTH) sprintf(latestError, ERROR: Packet too long ); inPacket = false;else if(packetIndex packetLength) checksum