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《嵌入式脑机接口系统的软件设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第24卷第7期计算机仿真2007年7月文章编号:1006-9348(2007)07-0292-04嵌入式脑机接口系统的软件设计与实现李波,刘杨,周宗潭(国防科学技术大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073)摘要:脑机接口的出现使得人与外设之间新型交互方式的实现成为可能,为了加强其实验平台的便携性和灵活性,文中着重探讨了基于先进精简指令微处理器(AdvancedRISCMachines)的嵌入式脑机接口(brain-computerinterface)系统的数据采集、数据传输、数据处理以及应用控制等方面的设计;采用基于TCP/IP协议的方法实现脑电采集和主模块之间的通信;并利用高性能
2、处理器和多线程技术构建了具有实时数据处理能力、可衔接不同脑电实验应用程序的实验平台。关键词:先进精简指令微处理器;脑机接口;多线程中图分类号:TP311.52文献标识码:ASoftwareDesignandImplementationofBrain-ComputerInterfaceAppliedinEmbeddedSystemLIBo,LIUYang,ZHOUZong-tan(TheCollegeofMechatronicsandAutomation,NationalUniversityofDefenseTechnology,ChangshaHunan410073,China)ABST
3、RACT:BCI(Brain-ComputerInterface)makesthenewinteractiveapproachbetweenpersonandfacilitiespossible.InordertoenhanceBCIlab-platform’sflexilityandportability,thispaperemphaticallydiscussesthesoftwaredesignfordataacquisition,datatransmission,dataprocessingandapplicationcontrolintheBCI(Brain-ComputerI
4、nterface)basedonembeddedsystemwiththeARM(AdvancedRISCMachines).Thecommunicationbe2tweenEEGsignalacquisitionandmainmoduleisrealizedthroughtheapproachbasedonTCP/IPprotocol.Akindoflab-platformwithrealtimedataprocessingabilityaswellasembeddedfunctionofotherapplicationprogramshasbeenconstructedthrough
5、utilizinghighperformancemicroprocessorandtechniqueofmultithreading.KEYWORDS:ARM(advancedRISCmachines);Brain-computerInterface;Multithreading1引言其中图1通过运动脑机接口(BCI)是一项新型人机交互技术,是一种不依想象把光标移动到数个[1]位置的应用[3];图2为赖于大脑外周神经与肌肉正常输出通道的通讯控制系统。它通过采集和分析人脑生物电信号,在人脑与计算机或其它通过运动想象控制单词[4]电子设备之间建立起直接交流和控制的通道,这样人就可以拼写的应用
6、;图3为通过脑来表达意愿或操纵设备,而不需要语言或肢体动作。利用慢皮层电位(SCP)目前世界上许多国家对脑机接口的研究主要还是对脑来移动光标到两个可能的位置[5];图4为基于图1通过运动想象把光标移动电处理算法的研究,已实现的接口应用主要集中在单词拼写到数个位置的应用和光标移动,其实验平台的实现原理主要是根据BCI2000标P300的单词拼写应[2]用[7]。准,而且由于PC机的处理速度快,以及提供大量复杂函数的调用,语言选择的灵活性强等特点,目前脑机接口的实但是脑机接口不可能永远停留在PC阶段,其目的是面现主要还是基于高性能的PC机,涉及嵌入式系统的很少。向真正的应用,为了脑机接口实际
7、使用更加方便,它必将向下图是目前国际上一些实验室根据BCI2000标准实现的几小型化发展,未来的商业化趋势也必将把脑机接口带入嵌入个系统:式领域,所以对其嵌入式软件的研究是非常有必要的。对于国际上实现的脑机接口实验平台除了知道根据BCI2000标准外,其实现细节一概不知,所以有必要独立设计一套符合收稿日期:2006-06-29修回日期:2006-07-07BCI2000标准的嵌入式脑机接口实验平台软件,也为以后的—292—脑机接口实
