[发明专利]一种基于脑电波检查的无线穿戴头盔系统

权利要求书

1.一种基于脑电波检查的无线穿戴头盔系统，其特征在于，包括脑电波数据采集模块，脑电波数据无线传输模块，脑电波数据存储模块，注意力与冥想度可视化模块，脑电波数据可视化模块，一键拨号通话模块；

脑电波数据采集部分包括脑电检测芯片、氯化银干电极、可穿戴式战术头盔以及参考用耳夹；

脑电波数据无线传输部分包括无线蓝牙传输模块；

注意力与冥想度可视化模块包括可编程rgbLED灯板；

脑电波数据存储部分包括电脑端Mind Record程序及手机端eegID APP；

脑电波数据可视化部分包括Mind Record程序模块；

一键拨号通话模块包括grsm通话模块、麦克以及耳机；

所述脑电波数据采集部分，利用传感器收集原始脑波信号，将传感器模块放置在人脑的一个头发很少的前额区域，提供EEG清晰度，可以准确传输RAW和功率带；同时将作为参考电极的耳夹置于耳垂部位，方便去除生物杂电或其他噪声；

脑电检测芯片采集原始脑波信号，处理和输出α,β脑波波段数据，处理和输出专注度和放松度指数；还可以采集眨眼侦测信息；

所述rgbLED灯板控制LED灯，通过调用PoorQuality的值来判断监护头带是否连接正常；PoorQuality代表当前信号的强弱；范围为0至200；数值越大，则说明信号接收越差，即头带佩戴越不规范；通过switch-case语句使PoorQuality在不同的取值范围内输出LED亮灭的不同的时间比，实现LED灯在监护头带不同程度的未规范佩戴情况下的智能提醒；在监护头带已规范佩戴的情况下，LED灯将随着注意力和冥想度的数值变化而转变颜色；注意力与冥想度的取值范围均为0至100；将其放入绘制好的一个二维颜色直角坐标系中，即可得出不同LED灯光对应的大脑集中/放松程度；为使LED灯在二维坐标下即可遍历绝大多数的颜色；采用格拉斯曼定律进行线性的颜色表达；根据CIE RGB色度图：颜色的色度坐标是由r和g决定的，r与g的定义式如下：

式中，蓝光B并没有作为分子存在；这是因为当指定了一个亮度Y的时候，如果红光R与绿光G均为是固定值，则蓝光B可以通过NTSC标准明度公式求出；NTSC标准明度公式下：

Y＝0.299R+0.587G+0.114B

因此，固定亮度下的色调可以由两个变量决定；此解法可以用来控制LED灯珠的颜色；LED灯珠所用发光数据为RGB数据，因此在已知r、g的情况下，给定Y，求RGB的各项值；由格拉斯曼定律和NTSC标准明度公式列出下列三元一次方程式：

(r-1)R+rG+rB＝0

gR+(g-1)G+gB＝0

0.299R+0.587G+0.114B＝Y

联立可解，当Y≠0时,得式；

在此式中，r与g不能同时为1，会导致方程组无解，符合人脑情况，注意力与冥想度无法同时达到峰值；此外，由于RGB的范围均为0-255，所以Y的值不能超过0.114*255＝29.07；

在上式中，Y值越大，则LED整体亮度越高，所呈现出的效果也就越明显；

脑电波数据存储部分，在接收到脉冲分析数据后，处理和输出α,β等脑波波段数据，并且同时处理和输出专注度和放松度指数以及未来开发的其他数据以及眨眼侦测；

脑电波数据无线传输部分：数据传输是通过UART串行COM口、蓝牙、文件或者任何其他可以传输字节流的设备；对于每个数据包，其开头部分为包头，中间部分是有效数据，结尾是检验变量，参考格式如下：

实际数据部分的长度，不会超过169个字节，其中数据包头和末尾检验变量分别为三个字节和一个字节；这就意味着，一个完整且有效的数据包，至少有4个字节的长度，至多不超过173个字节；数据包头由三个字节组成：两个用于识别帧头的字节,后面跟着一个字节；

为了解析有效数据，必须解析出有效数据中的每一个行数据，直到有效数据的所有字节都被解析完毕；

行数据的参考格式如下：

格式中字节是有条件地出现的，只会出现在某些行数据中，而不是所有的行数据；

接收端接收到的数据包，必须通过前面的3个步骤进行检验；接收端将会对有效数据进行分析，得到各类变量；一旦通过Checksum的检验，接收端就可以解析有效数据；每一个数据包含变量值类型对应的序号，该变量值的长度，该变量值的大小；因此，为了解析有效数据，必须解析出有效数据中的每一个行数据，直到有效数据的所有字节都被解析完毕；

脑电波数据可视化部分：将头盔带到头上，监测测试者脑电波。