一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路的制作方法.docx

一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路的制作方法一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路的制作方法本实用新型公开了一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，包括对无轨小车操控者的脑电信号进行采集及预处理的脑电信号获取装置、与脑电信号获取装置相接的主控芯片和安装在无轨小车车体上的电机驱动电路，电机驱动电路与主控芯片相接，脑电信号获取装置与主控芯片之间以无线通信方式通信，主控芯片布设在无轨小车车体上；脑电信号获取装置为TGAM模块或Mindwave Mobile脑立方耳机，TGAM模块包括对脑电信号进行提取的脑电信号提取装置和对脑电信号提取装置所提取信号进行采样及预处理的脑电信号预处理装置本实用新型结构简单、体积小、便于携带且使用操作简便、使用效果好，能简便对无轨小车进行驱动控制专利说明】—种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路【技术领域】 [0001]本实用新型涉及一种驱动控制电路，尤其是涉及一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路背景技术】 [0002]基于脑机接口技术，目前在国内正处于发展起步阶段，相关的研究还比较少TGAM (ThinkGear AM)模块是美国NeuroSky (神念科技)公司为大众市场应用所设计的脑波传感器ASIC模块，也称TGAM脑电模块。

此TGAM(ThinkGear AM)模块可以处理并输出脑波频率谱、脑电信号质量、原始脑电波和三个Neurosky的eSense参数:专注度,放松度和眨眼侦测TGAMCThinkGear AM)模块和人体的界面只需一个简单的干接触点，所以可以很容易的运用于玩具、视频游戏和健康设备中，又由于能耗小，适合用在以电池供电的便携式消费产品的应用上为使用操作简便，美国NeuroSky公司推出一款的Mindwave Mobile脑立方耳机，它可以输出脑电图原始数据、8个波段的脑波能量值和2个生物反馈值，2个生物反馈值分别为专注度和放松度 [0003]现如今，市面上出现的玩具车大多为无轨小车，其驱动控制方式主要是通过遥控器进行手动控制目前，所出现的基于脑机接口的无轨小车驱动控制系统主要由脑波采集电路、PC机和小车驱动电路三大部分组成，体积较大，不便于携带，并且现有基于脑机接口的无轨小车驱动控制系统并未有效利用美国NeuroSky公司所推出的TGAM模块和MindwaveMobile脑立方耳机，整体结构和电路设计均较为复杂因而，现如今缺少一种结构简单、体积小、便于携带且使用操作简便、使用效果好的基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，能简便对无轨小车进行驱动控制。

实用新型内容 [0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，其结构简单、体积小、便于携带且使用操作简便、使用效果好，能简便对无轨小车进行驱动控制 [0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，其特征在于:包括对无轨小车操控者的脑电信号进行采集及预处理的脑电信号获取装置、与脑电信号获取装置相接的主控芯片和安装在无轨小车车体上的电机驱动电路，所述电机驱动电路与主控芯片相接，所述脑电信号获取装置与主控芯片之间以无线通信方式进行通信，所述主控芯片布设在无轨小车的车体上；所述脑电信号获取装置为TGAM模块或Mindwave Mobile脑立方耳机，所述TGAM模块包括对无轨小车操控者的脑电信号进行提取的脑电信号提取装置和对脑电信号提取装置所提取信号进行采样及预处理的脑电信号预处理装置，所述脑电信号预处理装置与脑电信号提取装置相接，所述脑电信号提取装置包括对无轨小车操控者左侧或右侧额叶区的电位进行实时采样的第一脑电电极以及对无轨小车操控者的耳部电位进行实时采样的第二脑电电极和第三脑电电极，所述第一脑电电极、第二脑电电极和第三脑电电极均与脑电信号预处理装置相接。

[0006]上述一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，其特征是:所述主控芯片与第一无线通信模块相接，所述Mindwave Mobile脑立方耳机或脑电信号预处理装置与第二无线通信模块相接，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为蓝牙无线通信模块；所述主控芯片通过第一无线通信模块和第二无线通信模块与所述Mindwave MobiIe脑立方耳机或脑电信号预处理装置进行通信 [0007]上述一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，其特征是:所述脑电信号预处理装置为美国NeuroSky公司研发的TGAM芯片 [0008]上述一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，其特征是:所述第一脑电电极的输出端接TGAM芯片的EEG引脚，第二脑电电极的输出端接TGAM芯片的REF引脚，第三脑电电极的输出端接TGAM芯片的EEG_GND引脚 [0009]上述一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，其特征是:还包括与主控芯片相接的红外对管模块 [0010]上述一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，其特征是:所述主控芯片为芯片 STM32F103RBT6 [0011]上述一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，其特征是:所述电机驱动电路为电机驱动芯片L293D，电机驱动芯片L293D的INl管脚和IN2管脚分别与芯片STM32F103RBT6的PAl管脚和PA2管脚相接，电机驱动芯片L293D的IN3管脚和IN4管脚分别与芯片STM32F103RBT6的PA3管脚和PA4管脚相接。

[0012]上述一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，其特征是:还包括对无轨小车的启停状态进行指示的启停状态指示电路；所述主控芯片为对无轨小车进行启停控制的控制芯片，所述启停状态指示电路与主控芯片相接 [0013]上述一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，其特征是:所述启停状态指示电路包括启动指示灯Dl和停止指示灯D2,所述启动指示灯Dl和停止指示灯D2均为发光二极管；芯片STM32F103RBT6的PBl管脚经电阻Rl后接启动指示灯Dl的阳极，启动指示灯Dl的阴极接地；芯片STM32F103RBT6的PB2管脚经电阻R2后接停止指示灯D2的阳极，停止指示灯D2的阴极接地 [0014]上述一种基于脑机接口的无轨小车驱动控制电路，其特征是:还包括电源模块，所述电机驱动电路和主控芯片均与电源模块相接 [0015]本实用新型与现有技术相比具有以下优点: [0016]1、电路简单、设计合理、接线方便且使用操作简便、使用效果好，能简便对无轨小车进行启停控制，投入成本较低 [0017]2、所采用的驱动控制电路电路简单，并且设置有红外对管模块，当红外对管模块检测出前方有障碍物时，通过主控芯片控制无轨小车停止运动。

[0018]3、将现有的脑电信号获取装置和主控芯片相配合，实现无轨小车的脑波启停控制，并且使用操作简便，投入成本较低 [0019]4、所采用的脑电信号获取装置为TGAM模块或Mindwave Mobile脑立方耳机，TGAM模块或Mindwave Mobile脑立方耳机均为美国NeuroSky公司所推出的成品产品，体积小、接线方便且使用操作简便 [0020]5、主控芯片和电机驱动电路均布设在车体上，而所采用的脑电信号获取装置与主控芯片之间以无线通信方式通信，车体外部仅有脑电信号获取装置，不仅操作简便，而且整体体积小、占用空间少且便于携带 [0021]6、使用操作简便且使用效果好，能简便对无轨小车进行驱动控制，并能对无轨小车的启停状态进行直观指示 [0022]综上所述，本实用新型结构简单、体积小、便于携带且使用操作简便、使用效果好，能简便对无轨小车进行驱动控制 [0023]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述专利附图】【附图说明】 [0024]图1为本实用新型的电路原理框图 [0025]图2为本实用新型脑电信号获取装置的电路原理图 [0026]图3为本实用新型主控芯片、电机驱动电路和启停状态指不电路的电路原理图。

[0027]图4为本实用新型电源模块的电路原理图 [0028]附图标记说明: [0029]I一脑电信号获取装置； 1-1 一脑电信号提取装置； [0030]1-11 一第一脑电电极； 1-12—第二脑电电极；1-13—第三脑电电极；[0031 ] 1-2—H电信号预处理装置；2—主控芯片； [0032]3—电机驱动电路；4一第一无线通信模块； [0033]5—第二无线通信模块； 6—红外对管模块； [0034]7一启停状态指不电路； 8 —电源模块具体实施方式】 [0035]如图1所示，本实用新型包括对无轨小车操控者的脑电信号进行采集及预处理的脑电信号获取装置1、与脑电信号获取装置I相接的主控芯片2和安装在无轨小车车体上的电机驱动电路3，所述电机驱动电路3与主控芯片2相接，所述脑电信号获取装置I与主控芯片2之间以无线通信方式进行通信，所述主控芯片2布设在无轨小车的车体上所述脑电信号获取装置I为TGAM模块或Mindwave Mobile脑立方耳机，所述TGAM模块包括对无轨小车操控者的脑电信号进行提取的脑电信号提取装置1-1和对脑电信号提取装置1-1所提取信号进行采样及预处理的脑电信号预处理装置1-2，所述脑电信号预处理装置1-2与脑电信号提取装置1-1相接，所述脑电信号提取装置1-1包括对无轨小车操控者左侧或右侧额叶区的电位进行实时采样的第一脑电电极1-11以及对无轨小车操控者的耳部电位进行实时采样的第二脑电电极1-12和第三脑电电极1-13，所述第一脑电电极1-11、第二脑电电极1-12和第三脑电电极1-13均与脑电信号预处理装置1-2相接。

[0036]本实施例中，本实用新型还包括电源模块8，所述电机驱动电路3和主控芯片2均与电源模块8相接 [0037]如图4所示，所述电源模块8包括三端稳压芯片U4和电压转换芯片U5，其中三端稳压芯片U4为芯片78L05，电压转换芯片U5为芯片ASM117实际接线时，芯片78L05的VI管脚分两路，一路接+8.4V电源端且另一路经电容Cl后接地；芯片78L05的VO管脚分两路，一路为+5V电源端且另一路经电容C2后接地；芯片78L05的GND管脚接地芯片ASM117的VI管脚分两路，一路接+5V电源端且另一路经电容C3后接地；芯片ASM117的VO管脚分两路，一路为+3.3V电源端且另一路经电容C4后接地；芯片ASM117的GND管脚接地 [0038]本实施例中，所述主控芯片2与第一无线通信模块4相接,所述Mindwave Mobile脑立方耳机或脑电信号预处理装置1-2与第二无线通信模块5相接，所述第一无线通信模块4和第二无线通信模块5均为蓝牙无线通信模块所述主控芯片2通过第一无线通信模块4和第二无线通信模块5与所述Mindwave Mobile脑立方耳机或脑电信号预处理装置1-2进行通信。

[0039]本实施例中，所述脑电信号获取装置I为TGAM模块现如今，美国NeuroSky公司已经研发出成品的TGAM模块，实际接线非常简便 [0040]实际使用时，所述脑电信号获取装置I也可以为Mindwave Mobile脑立方耳机 [0041]所述Mindwave Mobile脑立方耳机为美国NeuroSky (中文名:神念科技)公司研发的脑立方耳机所述脑立方耳机从被测试者的额头处采集脑电信号(也称脑波数据)，所述脑立方耳机包括脑电电极和与脑电电极相接的脑电采集芯片(如TGAM模块)所述脑立方耳机能对所采集脑电信号进行去伪波、放大、FFT (快速傅里叶变换)等处理，并能对50Hz工频干扰信号进行滤除同时，所述脑立方耳机还能根据当前所采集的脑电信号相应给出专注度和放松。