16通道脑电信号采集及无线通信系统研究

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1、中文摘要摘要脑电信号(EEG)是人体中最重要的生物电信号之一，对于脑电信号的监测、分析已在临床医学的疾病诊断方面得到广泛应用。16通道脑电信号采集系统主要用于脑疾病病灶的定位，由于脑电信号测量的强干扰背景，目前大多数医院仍需使用专用的脑电屏蔽室进行检测；另外，国内的脑电产品至今仍不能进行无线、实时的通信，限制了仪器的使用场所及应用范围。因此，研究一种能在强干扰环境下采集16通道脑电信号并实现脑电数据无线实时传输的系统是必要的。本论文首先分析了16通道脑电信号采集及无线通信系统的基本原理，在此基础上提出了系统的总体设计方案，该方案将系统划分为16通道脑电数据采集子系统、16通道脑电数字信号处理

2、子系统以及脑电数据无线收发器三个主要部分。对三个部分的构成论文分别予以阐述，并给出了具体的设计方法。文中设计了两种方案的16通道脑电数据采集子系统，其一是“基于DSP内部ADC采样的16通道脑电数据采集子系统”,其二是“基于高分辨率ADC采样的16通道脑电数据采集子系统”,前者电路结构复杂，调试困难；后者电路结构简单且调试容易,但采样频率较低。考虑到成本问题，最终采用前者作为其采集子系统，并通过实验结果分析了该子系统抑制干扰的效果及脑电波的失真程度，而对后者文中也给出了设计电路并进行了模拟电路的调试；对于16通道脑电数字信号处理子系统，文中提出以TMS320LF2407DSP作为系统的中央控

3、制及处理单元，设计了消除脑电伪迹的算法并利用MATLAB设计了两种不同阶次的IIR数字滤波器并在DSP中实现，本子系统对16通道脑电数据采集子系统所采集的含干扰的脑电波作了数字滤波处理，测试时取得了良好的效果，该子系统还可用于其它生物电信号的数字信号处理并给出了对心电信号进行数字处理的实验结果；针对脑电数据无线收发部分，论文采用无线收发模块PTR4000来构成无线发射和无线接收电路的核心单元，分析并初步调试了由这种无线模块构成的无线收发电路。本文完成了一个两通道脑电信号采集及无线通信系统的实验样机。实验证明，该样机具有产品开发的实用价值。关键词：脑电，数据采集，数字信号处理，无线通信III重

4、庆大学硕士学位论文ABSTRACTEEGisoneofthemostimportantbioelectricitysignalsinhuman’sbody.ThemonitoringandanalysisofEEGhavebeenwidelyusedintheclinicaldiseasediagnose.Signalacquisitionsystemfor16-channelEEGismainlyusedtodiagnosethefocusofdiseaseinthebrain.Becauseofthestronginterferencebackground,mostofhospitals

5、presentlystillneedspecialshieldingroomtodetectEEGsignal.Otherwise,domesticEEGproductscan’ttransmitreal-timedatabywirelessuptonow,whichrestrictsitsusingsiteandapplyingrange.Soitisverynecessarytostudyasystemwhichcanacquire16-channelEEGsignalunderthestronginterferencebackgroundandrealizetransmittingre

6、al-timeEEGdatabywireless.Inthispaper,thebasicprincipleofsignalacquisitionandwirelesscommunicationsystemfor16-channelEEGisfirstlyanalyzed.onthebasis,thetotaldesignschemeofsystemisproposed.Inthisscheme,thesystemisconsistedof16-channelEEGdataacquisitionsubsystem,16-channelEEGdigitalsignalprocessingsub

7、systemandwirelesscommunicationpart.Theirconstructionandprinciplearerespectivelyexpatiatedanddesignofeachpartisalsogiven.Twokindsof16-channelEEGdataacquisitionsubsystemaredesigned,oneis16-channelEEGDASbasedo