无线供电采集设备制造技术

本发明专利技术涉及一种无线供电采集设备，该设备包括：电极连接器，用于接收外部电极传输的实验动物脑电信号；信号处理模组，用于将电极连接器传输的实验动物脑电信号转换为数字信号；信号发射器，用于接收信号处理模组传输的数字信号并将数字信号通过无线路由器上传至PC上位机；供电组件，用于接收外部的超声波发射信号，将机械能转换为电能进行储存，为信号处理模组和信号发射器供电；设置模块，检测并调整对信号处理模组的供电情况。该设备无需使用电线或者内置电源进行供电，不仅避免电线或者内置电源对实验动物的活动造成限制，还延长了无线供电采集设备的工作时间，确保无线供电采集设备能够进行长时间不间断的实验动物脑电信号采集实验。号采集实验。号采集实验。

【技术实现步骤摘要】
无线供电采集设备


[0001]本专利技术涉及神经科学领域，尤其涉及一种无线供电采集设备。

技术介绍

[0002]在神经科学领域中，采集神经元放电信号是研究神经科学的必须的手段，采集实验动物脑电信号的电生理实验是进行神经科学研究的重要实验方法。
[0003]在采集实验动物脑电信号的电生理实验中，实验人员通常采用有线采集设备或者电池供电的无线信号采集设备进行数据采集工作。有线采集设备需要通过电线连接电源，限制实验动物的活动范围，影响脑电信号实验数据，且电线容易被实验动物损害，不仅缩短了有线采集设备的使用寿命，也造成了电路损坏的危险。而电池供电的无线信号采集设备虽然对实验动物的活动范围没有限制，但其内置电源的体积较大，增加了实验动物佩戴时的不适感和压力，影响脑电信号实验数据。目前，一些电池供电的无线信号采集设备将内置电源的体积缩小，例如中国专利ZL201010124352.X公开了一种无线移动小动物脑电实时采集装置，此装置是将若干纽扣电池作为内置电源，通过无线传输进行脑电信号采集的电池供电的无线信号采集设备，还脑电实时采集装置虽减轻了自身重量，却使电池的续航时间缩短，从而无法进行长时间的实验动物脑电信号采集实验。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种无线供电采集设备，可以解决现有技术中的脑电信号采集设备的电源续航时间短的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种无线供电采集设备，包括：
[0006]电极连接器，用于接收外部电极传输的实验动物的脑电信号；/>[0007]信号处理模组，与所述电极连接器连接，用于将电极连接器传输的实验动物的脑电信号转换为数字信号；
[0008]信号发射器，与所述信号处理模组连接，用于接收信号处理模组传输的数字信号并将数字信号通过无线路由器上传至PC上位机；
[0009]供电组件，分别与信号处理模组和信号发射器连接，并为信号处理模组和信号发射器供电；
[0010]设置模块，分别与供电组件和信号处理模组连接，用于设置至少两个调整周期，检测在任意调整周期内信号处理模组的供电情况，以根据当前调整周期的供电情况调整下一调整周期内的信号处理模组的供电电流大小。
[0011]进一步地，所述供电组件包括无线能量收集器、充电电路和锂电池，所述无线能量收集器通过充电电路与锂电池相连接；
[0012]锂电池分别与信号处理模组和信号发射器连接；
[0013]无线能量收集器用于接收外界能量。
[0014]进一步地，所述信号处理模组包括数字电生理芯片和主控芯片，所述数字电生理
芯片分别与电极连接器、主控芯片和供电组件连接。
[0015]进一步地，所述信号发射器为括WiFi模块，所述WiFi模块分别与主控芯片和供电组件连接。
[0016]进一步地，所述供电组件还包括低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器与锂电池、数字电处理芯片、主控芯片和WiFi模块连接。
[0017]进一步地，所述设置模块包括电量监测仪和电流控制器，所述电量监测仪分别与电流控制器和数字电生理芯片连接，所述电流控制器与低压差线性稳压器连接，电量监测仪用以监测数字电生理芯片的剩余电量；电流控制器用以调整数字电生理芯片的供电电流。
[0018]进一步地，所述电量监测仪设置有数字电生理芯片的标准工作电量Q0，将数字电生理芯片的剩余电量与标准工作电量进行比较，所述电流控制器根据比较结果调整数字电生理芯片的供电电流的大小。
[0019]进一步地，所述电流控制器调整输送给数字电生理芯片的供电电流的大小时，
[0020]当数字电生理芯片的第一剩余电量Q1与标准工作电量Q0的百分比≧90％且<100％时，电流控制器内设置有第一调整系数k1，用于对数字电生理芯片的供电电流I0的大小进行调整，其中k1＝1
‑
Q1/Q0，此时数字电生理芯片的供电电流的大小调整为I,其中I＝I0×
(1+k1)；
[0021]当数字电生理芯片的第二剩余电量Q2与标准工作电量Q0的百分比≧60％且<90％时，电流控制器内还设置有第二调整系数k2，用于对数字电生理芯片的供电电流I0的大小进行调整，其中k2＝1
‑
Q2/Q0，此时数字电生理芯片的供电电流的大小调整为I,其中I＝I0×
(1+k2)；
[0022]当数字电生理芯片的第三剩余电量Q3与标准工作电量Q0的百分比≧20％且<60％时，电流控制器内还设置有第三调整系数k3，用于对数字电生理芯片的供电电流I0的大小进行调整，其中k3＝1
‑
Q3/Q0，此时数字电生理芯片的供电电流的大小调整为I,其中I＝I0×
(1+k3)；
[0023]当数字电生理芯片的第四剩余电量Q4与标准工作电量Q0的百分比<20％时，电流控制器内还设置有第四调整系数k4，用于对数字电生理芯片的供电电流I0的大小进行调整，其中k4＝1
‑
Q4/Q0，此时数字电生理芯片的供电电流的大小调整为I,其中I＝I0×
(1+k4)。
[0024]进一步地，所述无线能量收集器采用超声诱导的无线能量收集器UWEH，所述数字电生理芯片采用RHD2132生理芯片，所述主控芯片采用STM32L4单片机，所述WiFi模块采用ESP8266模块。
[0025]现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，通过供电组件发射信号，并将发射信号转化为电能进行储存，使无线供电采集设备在工作过程中无需使用电线或内置电源进行供电，不对实验动物的活动范围造成限制，无电线被实验动物损坏的危险，减轻了实验动物的佩戴负担，不仅保证了实验数据的准确性，还延长了无线供电采集设备的工作时间，能够进行长时间不间断的实验动物脑电信号采集实验。
[0026]尤其，通过无限能量收集器接收发射信号，并将发射信号转化为电能进行储存，使无线供电采集设备在工作过程中无需使用电线或内置电源进行供电，不对实验动物的活动范围造成限制，无电线被实验动物损坏的危险，减轻了实验动物的佩戴负担，不仅保证了实
验数据的准确性，还延长了无线供电采集设备的工作时间，能够进行长时间不间断的实验动物脑电信号采集实验。
[0027]尤其，实验动物脑电信号经过数字电生理芯片放大和模数转换成数字信号，再由主控芯片进行DSP数字信号处理，保证了所采集实验动物脑电信号的高效转化处理，提高无线供电采集设备的工作效率，从而延长了无线供电采集设备的使用时间。
[0028]尤其，通过WiFi模块将数字信号通过无线路由器传输至PC上位机，并接收PC上位机的操控指令，实现了在实验过程中对无线供电采集设备的各种参数设置和实验操作，提高无线供电采集设备的数据采集效率，节省无线供电设备的能耗，延长无线供电设备的电池续航时间。
[0029]尤其，使用低压差线性稳压器使锂电池的输出电流的电压稳定，保证了数字电处理芯片、主控芯片和Wi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线供电采集设备，其特征在于，包括：电极连接器，用于接收外部电极传输的实验动物的脑电信号；信号处理模组，与所述电极连接器连接，用于将电极连接器传输的实验动物的脑电信号转换为数字信号；信号发射器，与所述信号处理模组连接，用于接收信号处理模组传输的数字信号并将数字信号通过无线路由器上传至PC上位机；供电组件，分别与信号处理模组和信号发射器连接，并为信号处理模组和信号发射器供电；设置模块，分别与供电组件和信号处理模组连接，用于设置至少两个调整周期，检测在任意调整周期内信号处理模组的供电情况，以根据当前调整周期的供电情况调整下一调整周期内的信号处理模组的供电电流大小。2.根据权利要求1所述的无线供电采集设备，其特征在于，所述供电组件包括无线能量收集器、充电电路和锂电池，所述无线能量收集器通过充电电路与锂电池相连接；锂电池分别与信号处理模组和信号发射器连接；无线能量收集器用于接收外界能量。3.根据权利要求2所述的无线供电采集设备，其特征在于，所述信号处理模组包括数字电生理芯片和主控芯片，所述数字电生理芯片分别与电极连接器、主控芯片和供电组件连接。4.根据权利要求3所述的无线供电采集设备，其特征在于，所述信号发射器为括WiFi模块，所述WiFi模块分别与主控芯片和供电组件连接。5.根据权利要求4所述的无线供电采集设备，其特征在于，所述供电组件还包括低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器与锂电池、数字电处理芯片、主控芯片和WiFi模块连接。6.根据权利要求5所述的无线供电采集设备，其特征在于，所述设置模块包括电量监测仪和电流控制器，所述电量监测仪分别与电流控制器和数字电生理芯片连接，所述电流控制器与低压差线性稳压器连接，电量监测仪用以监测数字电生理芯片的剩余电量；电流控制器用以调整数字电生理芯片的供电电流。7.根据权利要求6所述的无线供电采集设备，其特征在于，所述电量监测仪设置有数字电生理芯片的标准工作电量Q0，将数字电生理芯片的剩余电量与标准工作电量进行比较，所述电流控制器根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑颖丰，刘奕志，
申请(专利权)人：中山大学中山眼科中心，
类型：发明
国别省市：