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图1-1 脑机接口技术工作流程图 2

图1-2 脑控机器人 7

图1-3 脑控技术在医学的应用 9

图2-1 系统整体流程图

图2-2 串口通信的数据发送过程

图2-3 EEG脑电波干电极

图2-4 cc2541示意图

图2-5 cc2541引脚定义

图2-6 cc2541引脚简介

图3-1 TGAM模块焊接示意图

图3-2 测试不合格波形图

图3-3 测试合格波形图

图3-4 系统整体实物连接图

图3-5 TGAM所发送的数据格式

图3-6 cc2541引脚接线说明

图3-7 脑波模块接单片机引脚说明

图3-8 单片机下载口引脚说明

图3-9 LED电路图

图3-10 单片机工作流程图

1.绪论

1.1设计背景

随着信息时代的来临，经济不断发展，有了经济依靠，科技不断在发展进步。因此，产品越来越智能化。脑电研究在这个时代越来越被重视，是21世纪信息产业下必然发展的趋势。1960年以来，各国科研学者开始研究人脑各种状态下产生的信号，并对信号进行分类处理。提取重要的数据，将其转换并应用于电子智能产品、家电等。

1970年起，脑机接口技术开始被研发，在克服数不尽的困难和疑问之后，终于把科学理论与实际操作结合在一起。这是一次质的飞跃，为其相关研究做了伟大的铺垫，加速了脑电方面的研究进展。

脑机接口是脑波信号与电子产品或计算机之间建立的一些直接交流和通道的控制，此技术和大脑中的神经系统和肌肉组织无关。人的头皮神经上的脑电信号是脑机接口的主要应用之处，脑电信号经过特殊的分析与处理，消除外界的噪音，然后经过模式辨别、特征提取与分类，最后转换成可以对外传输的指令。通过脑机接口，人可以不用肢体或语言而间接通过电子设备来表达情感与行为。

1980年以来，美国开始着手研究脑科学技术，这项研究费用特别大，研究几年没有任何进展，但进入21世纪，该研究进入快速发展阶段，研究成果也逐步显现，做出了许多有实用意义的产品。

直到2008年，美国一家公司研发出可以通过想象拨打电话，不需要手动拨号，于是一些欧美国家也开始进行此项研究，该技术也逐步成熟。2014年，美国总统奥巴马宣布推出脑科学计划。

近几年来，中国也开始研究脑科学，2015年，中国宣布大力支持脑电技术的研究，步入脑电研究时代，通过长时间的分析与研究，我相信中国会在这方面超越其他国家，取得世界瞩目的成果。

目前，脑控技术已经涉及多个领域，逐渐被社会所接受，这项技术的研发是人类史上的伟大进步，在不久的将来一定会被广泛的投入到高新科技的研发与应用中。如图1-1所示，利用脑控技术控制外界的工作流程图。

图1-1 脑机接口技术工作流程图

脑机接口技术首先是信号的采集与转换，然后把预处理的信号进行分析处理、模式识别，并将分析处理好的数据发送给控制器，从而达到人脑直接控制外界的目的。

1.2设计目的与意义

研究脑电信号，将其进行分析处理，主要是想让脑电控制技术与电子设备结合运用，突破传统灯只能用机械开关控制的局限，利用脑控技术控制开关，实现向高科技电子产品设计的进一步飞跃。

在国外，很多科学家将脑控技术应用于电子设备，市场上有很多已成型的产品。国内也在不断研发此项目，目前传统电子产品与高科技结合的较少，产品不够先进化，不够多样化。有了脑电控制产品，人们在享受高新科技的同时既可以玩，又可以提高自身的注意力。

脑控技术最主要的意义是方便。人们在使用脑控电子产品的时候，可以改善自身的一些素质和能力。脑电波的研发，是人类在科学史上突破性的飞跃，通过脑控灯的实现，可以带动脑控机器人、脑控计算机技术的快速发展。并且人们在使用脑电技术的同时，可以享受这个过程，锻炼自我。让自身融于产品，身临其境，学习更多的科学知识。在国内脑控技术应用的不是太广泛，但在国外已经大规模的投入研究与开发，同时也取得了优异的成果。