[实用新型]一种矿用脑电波头盔控制电路

说明书

技术领域

本实用新型属于矿用安全设备技术领域，具体涉及一种矿用脑电波头盔 控制电路。

背景技术

煤炭作为能源资源在我国能源结构中占据重要的地位，在短期内我国还 无法离开煤炭能源，而目前我国每年有平均约6000人死于矿难，尽管现有的 矿井下更新了各种信息传输渠道，每个进入井下的使用者均配备有定位监测 装置以备安全搜寻使用者位置信息，现有的定位监测模块检测人体定位数据 效率低且增加进入井下使用者的负担，佩戴繁琐；头盔是使用者进入井下必 备的设备，不但可以抵御坠落物对使用者的打击，还安装有照明灯，忘记带 头盔在黑暗的井下使用者寸步难行；脑电波采集的技术研究已经有几十年的 历史，脑电波是大脑皮层大量神经元的突触后电位总和的结果，脑电波同步 节律的形成与皮层丘脑非特异性投射系统的活动有关，现代科学研究已经知 道，人脑在不同状态会产生不同的脑电波，有意识状态下的脑电波频率范围 为8Hz—100Hz；无意识状态下的脑电波频率范围为0.5Hz—8Hz；而自然的 眨眼动作会给脑电波带来一定的波动，使脑电波瞬间幅值稍有增大，刻意有 意识的眨眼动作则使脑电波瞬间幅值大幅度增大；现有的头盔上的照明灯多 采用普通灯泡及手动开关，费电且操作麻烦，因此，现如今缺少一种结构简 单、体积小、设计合理，将脑电波采集的技术与矿用头盔控制电路结合的矿 用脑电波头盔控制电路，采用脑电信号获取模块采集人体大脑脑电波信 号，通过有意识的眨眼控制头盔照明灯的开关，且头盔照明灯采用多个LED 灯组合的方式，节能易驱动，另外，在头盔外侧设置多个检测环境参数的 传感器，使用无线通信模块与井下多处服务器无线数据传输，将井下使用 者的多个身体状态参数传输至井上监控室，精度高，安全可靠。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提 供一种矿用脑电波头盔控制电路，其设计新颖合理，结构简单，通过采集 井下环境并结合获取的脑波信号和心电数据实时监测使用者身体状态，使 用无线通信模块与井下多处服务器无线数据传输，稳定可靠，实用性强， 便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种矿用脑电 波头盔控制电路控制电路，其特征在于：包括微控制器和与所述微控制器 相接并与多个布设在井下的服务器分别进行无线数据传输的无线通信模 块，所述微控制器的输入端接有心电采集模块、电平转换电路、对井下佩 戴头盔的使用者的脑电波信号进行采集及预处理的脑电信号获取模块以 及用于采集井下环境参数的温湿度传感器和甲烷传感器，所述微控制器的 输出端接有布设在头盔前端外侧的LED照明灯和扬声器；所述脑电信号获 取模块的输入端接有布设在头盔前部内侧面上且对使用者额叶区的电位 进行实时采样的第一脑电电极以及对使用者的耳部电位进行实时采样的 第二脑电电极和第三脑电电极；所述温湿度传感器包括分别布设在头盔两 侧的外侧面上且均与微控制器相接的第一温湿度传感器和第二温湿度传 感器，所述甲烷传感器包括分别布设在头盔两侧的外侧面上且均与微控制 器相接的第一甲烷传感器和第二甲烷传感器；所述心电采集模块包括 PulseSensor传感器和与所述PulseSensor传感器的信号输出端相接的 信号放大电路，所述信号放大电路包括运放LM324，所述运放LM324的同 相输入端经电阻R10与PulseSensor传感器的信号输出端相接，运放 LM324的反相输入端经电阻R11接地，运放LM324的输出端分两路，一路 经电阻R8与电阻R10和PulseSensor传感器的信号输出端的连接端相接， 另一路与微控制器相接。

上述的一种矿用脑电波头盔控制电路，其特征在于：所述电平转换电 路包括芯片LM1117-3.3V，所述芯片LM1117-3.3V的IN管脚与5V电源相 接，芯片LM1117-3.3V的GND管脚接地，芯片LM1117-3.3V的OUT管脚为 3.3V电源输出端。