[发明专利]一种基于实时脑电位信号处理的智能睡眠环境控制系统

说明书

本发明公开了一种基于实时脑电位信号处理的智能睡眠环境控制系统，包括脑电位信号测量系统，脑电位信号处理系统和睡眠环境控制系统三部分，其中，脑电位信号测量系统包括脑波测量电路，A/D转换和无线通信模块；脑电位信号处理系统包括信号分析模型和数据交换平台，采用了PSD算法，运用了多线程设计；睡眠环境控制系统包括主控制器，睡眠设备控制器和两者间的通信设备。本发明通过测量脑电位信号并设计了一种脑电位信号处理算法和多线程设计系统，提出了一套具有实时分析能力的脑机界面系统，结合使用者的精神状态对家居进行智能控制，提供给行动不便的病人、老人等人群一个舒适的睡眠环境。

技术领域

本发明涉及智能睡眠家居控制，特别涉及一种基于实时脑电位信号处理的智能睡眠环境控制系统。

背景技术

每个人花了三分之一的时间在睡眠上，为了维持心理与身体的健康，拥有好的睡眠是很重要的。随着新的通信技术和互联网技术不断涌现，智能家居快速发展，人们可以通过手机客户端选择合适的家居环境，比如遥控空调的温度上升或下降，灯具是亮一点还是暗一点，来营造舒适的睡眠环境。但是对于一些肌肉萎缩症病患者，刚下班十分疲乏的人们或入睡中的人们来说，这种方法就不太适用了。

1929年德国的HansBerger医生发表论文描述了当被试者眼睛闭上时在大脑枕部检测到了微弱的电信号并将其称为头皮脑电(即脑电位)信号。1973年美国加州大学洛杉矶分校的J.J.Vidal博士在美国国防部高级研究计划署和美国国家自然科学基金的研究资助下发表的论文中首次提出了脑机接口的概念，并对脑机接口技术的可行性和实用性进行了分析、论述J.J.Vidal的设想及其早期的探索性研究工作被认为是现代脑机接口技术发展的起点。由于计算机、半导体、脑科学等相关技术的进步，使得脑机接口技术进入了快速发展阶段，并使其成为生物医学及康复工程研究的热门领域。且体积小、成本低、简单易用是脑电信号采集设备的发展趋势，如美国神念公司的MindBandt和Emotive公司的EPOC等产品，它们为脑机接口技术应用于实际创造了有利条件，拓宽了脑机接口的应用范围。

在此技术背景下，本发明提出了一种基于实时脑电位信号处理的智能睡眠环境控制系统，通过测量和睡眠状况相关度较高的脑电位信号，处理分析后根据该信号判断人体精神状态，实现对睡眠环境的智能控制，提供给行动不便的病人、老人等人群一个舒适的睡眠环境。此设计原理简单且在一定程度上扩展了现有智能家居的控制方法及发展，居有十分重要的意义。

发明内容

本发明目的是：提供一种基于实时脑电位信号处理的智能睡眠环境控制系统，通过测量脑电位信号并设计了一种脑电位信号处理算法和多线程设计系统，提出了一套具有实时分析能力的脑机界面系统，结合使用者的精神状态对家居进行智能控制，提供给行动不便的病人、老人甚至每个人一个舒适的居家环境如睡眠环境。其发明意义是：(1)该发明提出了一套具有实时分析能力的脑机界面系统，结合使用者的精神状态对家居进行智能控制，提供给每个人一个舒适的睡眠环境；(2)该发明提出了一种新型智能家居的控制方式，使智能家居的控制变得更加人性化，让使用者感觉更加便捷和贴心，完善了智能家居的应用，为其日后发展提供了新思路。

本发明的技术方案是：一种基于实时脑电位信号处理的智能睡眠环境控制系统，其特征在于：包括脑电位信号测量系统，脑电位信号处理系统和睡眠环境控制系统三部分，其中，脑电位信号测量系统包括脑波测量电路和无线通信模块；睡眠环境控制系统包括主控制器，睡眠设备控制器和两者间的通信设备。

优选的，所述的脑电位信号测量系统的脑波测量电路包括前置放大电路，带通滤波电路，增益放大器，带阻滤波电路和A/D转换器；脑电位信号测量系统的无线通信模块将脑电位信号传给脑电位信号处理系统。

优选的，所述的脑电位信号处理系统包括信号分析模型和数据交换平台。

优选的，所述的睡眠环境控制系统的睡眠设备控制器控制空调、主灯和夜灯设备。