基于脑电单次想象的智能家居控制系统设计开题报告

 2022-01-14 10:01

全文总字数:2105字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

电信号是由脑神经活动产生并存在于中枢神经系统的自发性电位活动,含有丰富的大脑活动信息。它是大脑研究,生理研究,临床医学等的重要手段。因此,提取脑电信号具有重要的现实意义。本次课题就是基于脑电波单次想象的智能家居控制系统。通过对脑电波的提取来完成对智能家居的控制,提高人们的生活质量,促进家居的现代化。 信息化社会在改变人们的生活习惯和工作方式的同时,人们对家居的要求早已不再只是简单的物质空间,更为关注的是一个舒适以及美观方便的居住环境,先进的通信设备,完备高效的信息终端。现今社会人们日益膨胀的需求使得家居智能化已然成为一种趋势。

国内外研究现状

脑机接口,“脑”一字意指有机生命形式的脑或神经系统,而并非仅仅是“mind”。“机”意指任何处理或计算的设备,其形式可以从简单电路到硅芯片。国内外对脑机接口的研究已持续了超过40年了。20世纪90年代中期以来,从实验中获得的此类知识显著增长。在多年来动物实验的实践基础上,应用于人体的早期植入设备被设计及制造出来,用于恢复损伤的听觉、视觉和肢体运动能力。研究的主线是大脑不同寻常的皮层可塑性,它与脑机接口相适应,可以像自然肢体那样控制植入的假肢。在当前所取得的技术与知识的进展之下,脑机接口研究的先驱者们可令人信服地尝试制造出增强人体功能的脑机接口,而不仅仅止于恢复人体的功能。

johnny ray患有脑干中风导致的锁闭综合症,他在1998年接受了植入,并且存活了足够长的时间来学会用该脑机接口来控制电脑光标;1999年,哈佛大学的garrett stanley试图解码猫的丘脑外侧膝状体内的神经元放电信息来重建视觉图像,使用滤波的方法重建了向猫播放的八段视频,从重建的结果中可以看到可辨认的物体和场景;2005年,cyberkinetics公司获得美国fda批准,在九位病人进行了第一期的运动皮层脑机接口临床试验。四肢瘫痪的matt nagle成为了第一位用侵入式脑机接口来控制机械臂的病人,他能够通过运动意图来完成机械臂控制、电脑光标控制等任务。

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2. 研究的基本内容

(1)搭建软硬件平台,脑电信号采集这块采用tgam脑电模块和蓝牙模块,控制系统这块采用stm32f4最小系统开发板。

(2)tgam模块自带的api实现对脑电信号的控制,从专注度程度,放松程度,眨眼等方面实现对led小灯的控制。

(3)处理软件方面,首先是采集脑电信号,其次在pc端实现对脑电信号的提取以及分析,最后在stm32f4端实现对数据的控制。

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案

第一周 最后确定选题

第二周------第三周撰写文献综述、开题报告、译文

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4. 参考文献

[1]范恩胜,鲁守银,朱青,耿亚丽.基于运动想象的脑机接口智能家居系统研究[j].建筑电气,2018(02).

[2]李凯.基于脑机接口的智能家居及电动轮椅控制系统的研究与实现[d].华南理工大学,2017.

[3]吴珊.基于脑机接口的智能家居系统设计[d].安徽建筑大学,2017.

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