基于脑机接口的双上肢残疾人电话系统

摘要

一种基于脑机接口控制的双上肢残疾人电话系统，包括视觉刺激器、脑电采集平台、系统控制与数据处理单元、电话控制模块和电话机；当用户注视视觉刺激器某个LED时，在大脑特定的区域就会产生稳态视觉诱发电位；脑电采集平台实时采集脑电信号，经放大、滤波与模数转换后，输入系统控制与数据处理单元进行实时处理，检测稳态视觉诱发电位信号的频率，识别用户注视的LED显示器，并将该显示器对应的命令传输到电话控制模块；电话控制模块根据接收的命令控制该电话系统执行相应的操作。本发明由视觉表达操作意图，免除了用户的肢体动作，操作自然，使用方便，实现了电话通信的基本功能，拨号准确率高、工作稳定，用户几乎不需要训练。

主权项

一种基于脑机接口控制的双上肢残疾人电话系统，其特征是包括视觉刺激器、脑电采集平台、系统控制与数据处理单元、电话控制模块和电话机；当用户注视视觉刺激器某个LED时，在大脑特定的区域就会产生稳态视觉诱发电位，其基波频率与该LED的发光频率相同；脑电采集平台实时采集脑电信号，经过放大、滤波与模数转换后，通过数据线输入系统控制与数据处理单元；系统控制与数据处理单元对接收的脑电数据进行实时处理，检测稳态视觉诱发电位信号的频率，识别用户注视的LED显示器，并将该显示器对应的命令传输到电话控制模块；电话控制模块根据接收的命令控制该电话系统执行相应的操作；所述的视觉刺激器由刺激器面板与刺激器控制电路组成，刺激器面板由16个发白色光的LED显示器和15个数码管显示器组成，16个LED排列成4×4的刺激矩阵，用于模拟16个按键的电话拨号键盘，15个数码管显示器排列成一行，用于显示输入的电话号码；刺激器控制电路由复杂可编程逻辑器件芯片及其外围电路构成，控制16个LED以不同的频率和不同的时序闪光，它们的工作模式由复杂可编程逻辑器件外围的4个拨码开关来设定；LED的频率范围为6Hz～20Hz，频率之间的最小间隔为0.5Hz；所述的系统控制与数据处理单元执行系统初始化、视觉刺激器启动、数据采集控制、数据接收与保存、数字信号处理、以及控制命令输出操作；所述的数字信号处理是指对脑电信号进行实时处理，检测稳态视觉诱发电位信号的频率，识别该频率对应的用户命令；所述电话控制模块由单片机和通用无线分组业务模块构成，单片机通过串口与系统控制与数据处理单元通信，接收系统控制与数据处理单元传来的数据指令，通过第二串口对通用无线分组业务模块发送相应的AT指令，从而实现摘机、拨号、挂机、重拨等功能；所述电话机主要包括话筒、听筒、电源、以及振铃电路。