[发明专利]基于脑机接口与激光辅助瞄准的智能家居控制系统

说明书

本发明是基于脑机接口与激光辅助瞄准的智能家居系统，包括脑电头盔、家电控制终端和服务器。脑电头盔采集佩戴者脑电信号，发送到服务器进行数据分析处理，处理过后的信息进行分类处理分别发送到脑电头盔和家电控制终端，发送给控制脑电头盔的信号可以控制头盔上激光输出光斑的大小，进行不同家电的选择，再将运动想象处理后的信号发送到家电控制终端，家电控制终端对服务器发送的信号进行处理，改变家电状态，构成一套方便、高效、稳定的智能家居系统。

技术领域

本发明属于嵌入式系统和激光通信技术以及脑机接口应用的交叉技术领域，具体的说是涉及一种基于脑机接口与激光通信的数据采集、数据处理、信息传输、激光定位、光斑自动化控制、终端控制的设计和实现方案，旨在构成基于脑电与激光辅助瞄准的智能家居系统。

背景技术

脑电检测技术是目前热门的新兴技术，它能建立人脑与计算机之间的联系，实现大脑与外界信息的交换，将大脑活动信号通过计算机去控制外部设备，或者提供观察信息，能广泛地运用于生活、娱乐、医疗和军事等领域。脑电技术通过电极从人脑中提取脑电信息，再通过计算机进行去伪除噪处理后得到需要的信息，利用这些信息可以控制相应的物体。通过这项技术就能设计出一套较为完善的智能家居系统。由于目前脑电技术还不够成熟，尤其是脑电技术中运动想象的分类限制，分类越多精度反而越低，这极大地限制了脑电技术在智能家居中的应用。虽然简单的二分类、三分类运动想象已经能够在技术上实现，且二分类实验能达到100%的精度，但太多分类的难度和复杂度明显提高，且精度和准确率会大大下降。目前也有许多智能家居设计方案，比如配备一个屏幕，通过想象屏幕上鼠标的上下左右移动去选中想要控制的家电再完成对家电的相应控制，或者是利用陀螺仪感知头部左右运动去选择屏幕上的不同家用电器。就使用效果而言，这些方案针对残障人士或者行动不便的老年人有很好的辅助作用，而对于普通大众而言倒显得不是很方便。我们通过日常观察发现，当人们想要控制某种家用电器时会不由自主地望向它，于是设计了一种脑电检测装置与激光辅助瞄准相结合的智能家居系统。

发明内容

为了克服目前脑电技术发展的局限性，即运动想象多分类实现精度低且稳定性差的缺点，本发明设计了一种基于脑机接口与激光辅助瞄准的智能家居系统实现方法，将脑电技术应用于智能家居以方便人们的生活。

为了达到上述目的 ，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是一种基于脑机接口与激光辅助瞄准的智能家居控制系统，所述控制系统包括脑电头盔、家电控制终端和服务器，所述脑电头盔采集人的脑电信息并发送给服务器、服务器将数据处理之后反馈给脑电头盔，所述脑电头盔包括脑电采集模块、第一控制器、激光调制器、光学发送天线、第一通信模块，所述第一控制器分别连接脑电采集模块、激光调制模块、光学发送天线、第一通信模块，所述激光调制模块连接光学发送天线，所述家电控制终端安装在家用电器上，所述家电控制终端包括光电转换器、解调器、第二控制器、指示灯、执行部件和第二通信模块，所述光电转换器、解调器、第二控制器依次连接，所述第二通信模块、第二控制器依次连接，所述第二控制器还分别连接指示灯和执行部件，所述执行部件为所述家用电器的受控部件。

本发明的进一步改进在于：所述的光学发送天线包含激光二极管、凹透镜、凸透镜、电机和调焦环，所述凹透镜和凸透镜安装在调焦环上，共轴放置，所述电机连接调焦环并控制调焦环运动，所述激光二极管发出的激光光束经过凹透镜扩散后再经凸透镜缩小扩散角度，激光调制器可以用来调制激光二极管输出的激光束，使光束上加载相关信息。

本发明的进一步改进在于：所述调制的方式包括但不限于幅度调制、幅度键控、开关键控、脉冲相位调制、脉冲宽度调制。

本发明的进一步改进在于：加载的信息包括但不限于脑电头盔的ID信息。

一种基于脑机接口与激光辅助瞄准的智能家居控制系统，所述控制系统包括如下步骤：

（1）用户佩戴上脑电头盔，脑电头盔从佩戴者大脑中采集到脑电信息，在用户初始无任何操作时脑电头盔上激光二极管状态为关；