一种穿戴式脑电采集器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种穿戴式脑电采集器，它由脑电电极、脑电信号处理模块、信号传输模块和电源模块组成；脑电信号处理模块装置在圆环形本体的前端；脑电电极分为采集电极、作用电极和接地电极，采集电极为多个；采集电极、作用电极和接地电极设置在圆环形本体的内侧；脑电信号处理模块包括信号放大模块、滤波处理模块和数/模转换模块；采集电极、作用电极和接地电极均连接在脑电信号处理模块中的信号放大模块上；信号放大模块、滤波处理模块、数/模转换模块顺序依次相连接；数/模转换模块和蓝牙传输模块相连接，蓝牙传输模块连接在数据接收模块上。本实用新型专利技术采用三电极设计，解决了传统脑电采集器中对银-氯化银湿电极的使用问题，可为不同的领域提供数据，从而大大的拓展了脑电技术在各领域的使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种脑电采集器，尤其涉及一种穿戴式脑电采集器。
技术介绍
近年来，在航空、航天领域中，脑电采集技术对于飞行人员的疲劳监控起到了良好的作用。另外，在射箭运动领域，肌肉与力量并非获胜的首要因素，能够保证良好的定力与注意力是制胜的关键。在美国、韩国和欧洲的一些国家，专业射箭运动员使用脑电采集技术来训练大脑的集中度，该技术可以帮助运动员提高训练成绩。除此之外，脑电采集技术在娱乐、教育、健康等领域具有广阔的发展前景。因此该技术成为了目前国内外的研究热点。脑电采集是一种可以在人脑与外部设备之间建立信息交互的系统。它将脑部发出的信息收集起来，经过一系列的处理后来控制外部设备。目前临床上采用的脑电记录电极是银-氯化银湿电极，这种湿电极中的凝胶对皮肤具有一定的伤害，尤其是过敏性皮肤的人群。为此，我们研发了穿戴式脑电采集器利用干电极脑电采集技术进行脑波采集。脑电采集技术原理：大脑中有数以百亿计的神经元，脑神经信号是与大脑相关联的生物信号，每个神经元都可以产生微小的电场，脑波是许多微小信号的集合。脑波通常从频域方面描述，受外部刺激和内在精神状态的影响，脑波的频域、幅度变化很大。其中Delta、Theta、Alpha、Beta和Gamma波是不同频率脑波的名称，它们描述了许多大脑的状态。基于上述机理，利用干电极脑电传感器采集到原始脑电信号，通过信号处理技术把信号从时间域转换到频域，然后按照频率分离出Delta、Theta、Alpha、Beta和Gamma5种脑波，这样就可以观察到脑波频率的分布，由此可利用这些脑波判定测试者的精神状态。现有技术的缺点为：(1)、现有脑电采集设备中需要使用银-氯化银湿电极，这种湿电极使用很不方便，而且凝胶对皮肤具有一定的伤害，尤其是过敏性皮肤的人群；(2)、现有湿电极脑电采集设备使用复杂，并且易受环境制约；(3)、现有湿电极脑电采集的数据主要为医疗服务，采集的数据其他行业无法使用，从而限制了其脑电技术在其他领域的使用，实用范围局限。
技术实现思路
为了解决上述技术所存在的不足之处，本技术提供了一种穿戴式脑电采集器。为了解决以上技术问题，本技术采用的技术方案是：一种穿戴式脑电采集器，它由脑电电极、脑电信号处理模块、信号传输模块和电源模块组成；脑电信号处理模块装置在圆环形本体的前端；脑电电极分为采集电极、作用电极和接地电极，采集电极为多个；采集电极、作用电极和接地电极设置在圆环形本体的内侧；脑电信号处理模块包括信号放大模块、滤波处理模块和数/模转换模块；采集电极、作用电极和接地电极均连接在脑电信号处理模块中的信号放大模块上；信号放大模块、滤波处理模块、数/模转换模块顺序依次相连接；数/模转换模块和蓝牙传输模块相连接，蓝牙传输模块连接在数据接收模块上；接地电极和作用电极之间设置有电极屏蔽；脑电信号处理器内的部件均集成在处理器电路板上；处理器电路板的左上方从左向右依次设置有3.3V电源、第一数据接口、第三数据接口8和第一地线接口；处理器电路板的下方和3.3V电源相对应处设置有蜂鸣器驱动三极管。蜂鸣器驱动三极管和第二地线接口相连接，第二地线接线口和数据缓冲器相连接；第二地线接线口上方的处理器电路板上设置有天线匹配电感。天线匹配电感和蓝牙发射天线相连接。处理器电路板的右端设置有一对R4-接地电阻，R4-接地电阻和BT电池相连接；圆环形本体的一侧设置有头戴连接接口。本技术具有以下优点：(1)、本技术采用了干式三电极设计，解决了传统脑电采集器中对银-氯化银湿电极的使用问题。可以快速有效的对脑电数据进行采集，并且对皮肤无伤害。(2)、本技术只需要使用者配戴于前额部位，就可以方便进行脑电数据的采集工作。穿戴式脑电采集器将放大器模块与蓝牙传输模式结合在了一起，可以达到更好的高抗干扰能力与低误码率以及缩短传输时间等效果。(3)、本技术可以将众多的脑电数据进行采集、滤波处理，得到Delta、Theta、Alpha、Beta和Gamma波，然后将这些波形进行分别的记录。可以为不同的领域按其对数据的要求提供数据。从而大大的拓展了脑电技术在各领域的使用。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术的整体结构示意图。图2本技术的内部原理结构示意图。图3为本技术信号传输模块的电路图。图4为本技术电源模块的电路原理图。图5为本技术的工作流程图。图中：1、采集电极；2、脑电信号处理器；3、接地电极；4、电极屏蔽；5、作用电极；6、3.3V电源；7、第一数据接口；8、第二数据接口；9、第一地线接口；10、蜂鸣器驱动三极管；11、数据缓冲器；12、脑电数据接口；13、第二地线接口；14、电源滤波电感；15、自恢复保险丝；16、R4-接地电阻；17、BT-电池正极；18、BT-电极负极；19、蓝牙发射天线；20、天线匹配电感；21、头戴连接接口。具体实施方式如图1～图5所示，本技术由脑电电极、脑电信号处理模块(放大器)2、信号传输模块和电源模块组成；脑电信号处理模块2装置在圆环形本体的前端；脑电电极分为采集电极1、作用电极5和接地电极3，采集电极1为多个(至少为两个)；采集电极1、作用电极5和接地电极3设置在圆环形本体的内侧。圆环形本体用于佩戴在头上，圆环形本体的一侧设置有头戴连接接口21。脑电信号处理模块包括信号放大模块、滤波处理模块和数/模转换模块；采集电极1、作用电极5和接地电极3均连接在脑电信号处理模块中的信号放大模块上；信号放大模块、滤波处理模块、数/模转换模块、蓝牙传输模块、数据接收模块顺序依次相连接。接地电极3和作用电极5之间设置有电极屏蔽4。脑电信号处理器2内的部件均集成在处理器电路板上，处理器电路板的左上方从左向右依次设置有3.3V电源6、第一数据接口7、第三数据接口8和第一地线接口9，处理器电路板的下方和3.3V电源6相对应处设置有蜂鸣器驱动三极管10，蜂鸣器驱动三极管10和第二地线接口13相连接，第二地线接线口13和数据缓冲器相连接。第二地线接线口13上方的处理器电路板上设置有天线匹配电感20，天线匹配电感20和蓝牙发射天线19相连接。处理器电路板的右端设置有一对R4-接地电阻16，R4-接地电阻16和BT电池相连接。本专利技术的工作流程为：将脑电电极贴附在前额部位以采集信号，将脑电信号传递给脑电信号处理模块，经脑电信号处理模块中的信号放大模块进行放大，再经滤波处理模块、数/模转换模块后，将信号继续传送给信号传输模块；信号传输模块负责将从脑电信号处理模块接收到的信号进行数据压缩处理，然后通过信号传输模块蓝牙传输模块，将脑电信号传送给数据接收模块，以进行存储及后续处理；电源系统负责整个脑电采集系统的供电。脑电采集系统的工作流程图如图5所示。各组成部分的具体工作原理：1、脑电电极：脑电电极是本专利技术与大脑相接触的界面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穿戴式脑电采集器，其特征在于：它由脑电电极、脑电信号处理模块2、信号传输模块和电源模块组成；所述脑电信号处理模块(2)装置在圆环形本体的前端；脑电电极分为采集电极(1)、作用电极(5)和接地电极(3)，采集电极(1)为多个；采集电极(1)、作用电极(5)和接地电极(3)设置在圆环形本体的内侧；所述脑电信号处理模块包括信号放大模块、滤波处理模块和数/模转换模块；采集电极(1)、作用电极(5)和接地电极(3)均连接在脑电信号处理模块中的信号放大模块上；所述信号放大模块、滤波处理模块、数/模转换模块顺序依次相连接；所述数/模转换模块和蓝牙传输模块相连接，蓝牙传输模块连接在数据接收模块上；所述接地电极(3)和作用电极(5)之间设置有电极屏蔽(4)；所述脑电信号处理器(2)内的部件均集成在处理器电路板上。

【技术特征摘要】
1.一种穿戴式脑电采集器，其特征在于：它由脑电电极、脑电信号处理
模块2、信号传输模块和电源模块组成；所述脑电信号处理模块(2)装置在圆环
形本体的前端；脑电电极分为采集电极(1)、作用电极(5)和接地电极(3)，采
集电极(1)为多个；采集电极(1)、作用电极(5)和接地电极(3)设置在圆环形本
体的内侧；
所述脑电信号处理模块包括信号放大模块、滤波处理模块和数/模转换模
块；采集电极(1)、作用电极(5)和接地电极(3)均连接在脑电信号处理模块中
的信号放大模块上；所述信号放大模块、滤波处理模块、数/模转换模块顺序
依次相连接；所述数/模转换模块和蓝牙传输模块相连接，蓝牙传输模块连接
在数据接收模块上；所述接地电极(3)和作用电极(5)之间设置有电极屏蔽
(4)；所述脑电信号处理器(2)内的部件均集成在处理器电路板上。
2.根据权利要求1所述的穿戴式脑电采集器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔凡德，张树威，
申请(专利权)人：北京金鳞科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11