資源描述：
《嵌入式腦機(jī)接口系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第24卷第7期計(jì)算機(jī)仿真2007年7月文章編號(hào):1006-9348(2007)07-0292-04嵌入式腦機(jī)接口系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)李波,劉楊,周宗潭(國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙410073)摘要:腦機(jī)接口的出現(xiàn)使得人與外設(shè)之間新型交互方式的實(shí)現(xiàn)成為可能,為了加強(qiáng)其實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的便攜性和靈活性,文中著重探討了基于先進(jìn)精簡(jiǎn)指令微處理器(AdvancedRISCMachines)的嵌入式腦機(jī)接口(brain-computerinterface)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理以及應(yīng)用控制等方面的設(shè)計(jì);采用基于TCP/IP協(xié)議的方法實(shí)現(xiàn)腦電采集和主模塊之間的通信;并利用高性能
2、處理器和多線程技術(shù)構(gòu)建了具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力、可銜接不同腦電實(shí)驗(yàn)應(yīng)用程序的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。關(guān)鍵詞:先進(jìn)精簡(jiǎn)指令微處理器;腦機(jī)接口;多線程中圖分類號(hào):TP311.52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ASoftwareDesignandImplementationofBrain-ComputerInterfaceAppliedinEmbeddedSystemLIBo,LIUYang,ZHOUZong-tan(TheCollegeofMechatronicsandAutomation,NationalUniversityofDefenseTechnology,ChangshaHunan410073,China)ABST
3、RACT:BCI(Brain-ComputerInterface)makesthenewinteractiveapproachbetweenpersonandfacilitiespossible.InordertoenhanceBCIlab-platform’sflexilityandportability,thispaperemphaticallydiscussesthesoftwaredesignfordataacquisition,datatransmission,dataprocessingandapplicationcontrolintheBCI(Brain-ComputerI
4、nterface)basedonembeddedsystemwiththeARM(AdvancedRISCMachines).Thecommunicationbe2tweenEEGsignalacquisitionandmainmoduleisrealizedthroughtheapproachbasedonTCP/IPprotocol.Akindoflab-platformwithrealtimedataprocessingabilityaswellasembeddedfunctionofotherapplicationprogramshasbeenconstructedthrough
5、utilizinghighperformancemicroprocessorandtechniqueofmultithreading.KEYWORDS:ARM(advancedRISCmachines);Brain-computerInterface;Multithreading1引言其中圖1通過(guò)運(yùn)動(dòng)腦機(jī)接口(BCI)是一項(xiàng)新型人機(jī)交互技術(shù),是一種不依想象把光標(biāo)移動(dòng)到數(shù)個(gè)[1]位置的應(yīng)用[3];圖2為賴于大腦外周神經(jīng)與肌肉正常輸出通道的通訊控制系統(tǒng)。它通過(guò)采集和分析人腦生物電信號(hào),在人腦與計(jì)算機(jī)或其它通過(guò)運(yùn)動(dòng)想象控制單詞[4]電子設(shè)備之間建立起直接交流和控制的通道,這樣人就可以拼寫的應(yīng)用
6、;圖3為通過(guò)腦來(lái)表達(dá)意愿或操縱設(shè)備,而不需要語(yǔ)言或肢體動(dòng)作。利用慢皮層電位(SCP)目前世界上許多國(guó)家對(duì)腦機(jī)接口的研究主要還是對(duì)腦來(lái)移動(dòng)光標(biāo)到兩個(gè)可能的位置[5];圖4為基于圖1通過(guò)運(yùn)動(dòng)想象把光標(biāo)移動(dòng)電處理算法的研究,已實(shí)現(xiàn)的接口應(yīng)用主要集中在單詞拼寫到數(shù)個(gè)位置的應(yīng)用和光標(biāo)移動(dòng),其實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)原理主要是根據(jù)BCI2000標(biāo)P300的單詞拼寫應(yīng)[2]用[7]。準(zhǔn),而且由于PC機(jī)的處理速度快,以及提供大量復(fù)雜函數(shù)的調(diào)用,語(yǔ)言選擇的靈活性強(qiáng)等特點(diǎn),目前腦機(jī)接口的實(shí)但是腦機(jī)接口不可能永遠(yuǎn)停留在PC階段,其目的是面現(xiàn)主要還是基于高性能的PC機(jī),涉及嵌入式系統(tǒng)的很少。向真正的應(yīng)用,為了腦機(jī)接口實(shí)際
7、使用更加方便,它必將向下圖是目前國(guó)際上一些實(shí)驗(yàn)室根據(jù)BCI2000標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的幾小型化發(fā)展,未來(lái)的商業(yè)化趨勢(shì)也必將把腦機(jī)接口帶入嵌入個(gè)系統(tǒng):式領(lǐng)域,所以對(duì)其嵌入式軟件的研究是非常有必要的。對(duì)于國(guó)際上實(shí)現(xiàn)的腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)平臺(tái)除了知道根據(jù)BCI2000標(biāo)準(zhǔn)外,其實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)一概不知,所以有必要獨(dú)立設(shè)計(jì)一套符合收稿日期:2006-06-29修回日期:2006-07-07BCI2000標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件,也為以后的—292—腦機(jī)接口實(shí)
