[发明专利]可无线充电式多通道无线表面肌电信号采集系统

说明书

本发明公布了一种可无线充电式多通道无线表面肌电信号采集系统。整机包括：表面肌电信号的采集模块，用于采集表面肌电信号；信号调理模块，用于对所述信号进行滤波，放大等调制处理。无线传输模块，用于基于Wi‑Fi无线网络向上位机进行所述信号传输。无线充电电源模块，本发明采用噪声较小的可循环利用锂电池，利用无线充电技术为整个系统供电。本发明采用了一种无线表面肌电采集同步技术，可以实现多通道无线通讯同步测量所述信号的有效性。本发明的采集系统实现了微型化，低功耗，高精度，低噪声，可穿戴，同步信号丢包率低等特点。

技术领域

本发明涉及人机交互中一种多通道无线表面肌电信号采集装置，属于运动医学，康复医学以及生物医学工程领域。

背景技术

目前，表面肌电信号(Surface ElectroMyoGraphy,sENG)是人体表面肌电经过表面肌电电极的引导，放大、显示和记录所获得的的电压与时间的序列图。表面肌电信号与神经、肌肉的活动有着密切的联系，目前已经广泛应用于运动科学、康复医学，临床医学等领域。

表面肌电采集系统目前在市面上分有线和无线两种，采用多通道表面肌电采集系统为了提高信号的辨识度和真实性。由于本发明所述系统为人机交互领域的一种研究，需要体现出人机交互的便携性和实用性，所以在发明时应当考虑可穿戴、低功耗、高精度等特点。

有线设备如Delsys表面肌电测试分析系统保证了肌电信号采集的质量，但是在实际的采集过程中使得设备整体变得臃肿不利于穿戴以及进行相应的实验动作，表面肌电信号的有效频率范围在20Hz-500Hz，有线设备会带来50Hz的工频干扰，在去除工频干扰的同时也会去除有效的表面肌电信号。

表面肌电传感器之间相互独立，以wifi的形式和上位机通信，每个传感器都维护自己的一个本地时钟。时钟的信号一般由晶体振荡器提供。但由于制造工艺的限制，在运行过程中易受到外界因素的影响，会存在计时速率的漂移，所以不同的传感器之间的时钟存在一定的误差，可以分为漂移误差和偏移误差。

在无线传感网络中，时间同步的核心和是利用节点时间校正技术建立合适的通信模型，常用的通信模型由单程报文传递、双向报文传递、广播参考报文、参数拟合技术。

其中参数拟合技术能够计算出节点时钟和参考时钟的相对时钟漂移和相对时钟漂移，对一定数量的样本数据做线性回归便可以计算出相应的值。

通过线性回归可以计算出本地时钟和参考时钟的时钟偏移和时钟漂移，而其中样本的数据是要通过传递同步消息来实现。而在同步消息传递的过程中，不可避免的会引入消息传递时延。越大程度上消除消息传递时延的不确定性，同步的精度就会越大。

无线多通道表面肌电采集系统是将采集模块，信号处理模块，无线传输模块等集成在一起，通过无线传输手段(如蓝牙，Wi-Fi)传输给相应的接收单元，目前市面上有关无线多通道表面肌电采集系统的产品较少，国产产品目前缺失。无线多通道表面肌电采集系统的研发主要需要解决微型化、多通道时间同步、无线传输以及电池续航等问题。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有的技术问题，将无线充电、无线传输、表面肌电信号采集、调制、上位机的显示以及多通道信号同步等技术结合，提供一种具有微型化、高精度、低功耗、低噪声、续航能力强，同步丢包率低的多通道无线表面肌电采集系统。本发明的采集系统可以实现表面肌电信号采集、信号调制、信号传输、信号同步显示等功能。

为了实现上述目的，本发明具体采用的技术方案为：

一种可无线充电式多通道无线表面肌电信号采集系统，其包括若干肌电信号采集装置和上位机；