基于单通道脑机接口的小车控制系统设计

设计并实现了基于便携式单通道脑机接口的小车控制系统。该系统利用TGAM1_R2.4A模块采集人脑前额FP1处的脑电信号，通过蓝牙模块将信号传送至STM32控制单元。系统使用人脑专注度控制小车速度，利用眨眼信号结合方向指示灯控制小车运动方向。测试结果表明，该系统控制小车的速度和方向具有反应灵敏、稳定性较高的特点，该技术可以推广至对电动轮椅的控制。 《基于单通道脑机接口的小车控制系统设计》 本文介绍了一种创新的基于单通道脑机接口的小车控制系统，该系统巧妙地结合了脑电图（EEG）技术和微控制器技术，实现了对小车速度和方向的高效控制。系统的核心在于使用TGAM1_R2.4A模块采集人脑前额FP1处的脑电信号，并通过蓝牙模块将其传输到STM32微控制器进行处理。 STM32，全称STM32系列微控制器，是一款基于ARM Cortex-M3内核的高性能、低功耗的微处理器，常用于嵌入式系统设计。在这个系统中，STM32作为控制单元，负责解析和响应从脑电图模块接收到的信号，控制小车的运动状态。 脑电信号采集模块TGAM1_R2.4A基于ThinkGearTM技术，能够监测大脑特定区域的α和β波段活动，这些波段与人的注意力集中程度相关。此外，它还能提供eSense专注度和放松度指数。采集到的脑电信号通过BLK-MD-BC04B蓝牙模块无线传输到STM32，实现信号的无线化和实时化处理。 为了确保眨眼信号的准确识别，系统采用了动态阈值设定方法，适应不同用户和不同佩戴条件下的脑电信号变化。在60秒的自动设定过程中，系统根据用户的眨眼频率计算合适的阈值，以提高眨眼事件的检测精度。 小车的硬件设计主要包括STM32为核心处理器的控制板，3.5英寸TFT液晶触摸屏用于交互显示和指令输入，L298N电机驱动器控制小车的前进、后退和转向，TLP521-2光耦芯片则提供电气隔离，增强系统稳定性。通过调整STM32的PWM输出，可以精确控制电机的转速，从而控制小车的速度。 软件部分，系统采用μC/OS-II实时操作系统和μC/GUI图形库，实现多任务处理和图形用户界面。其中，小车运动状态控制任务被设定为最高优先级，确保了对小车实时的精准控制。软件流程包括初始化、信号接收、信号解码、专注度分析和眨眼信号识别，以及根据识别结果控制小车的运动方向。 测试结果显示，该系统在控制小车速度和方向上表现出较高的灵敏度和稳定性，预示着这项技术在电动轮椅等领域的广阔应用前景。这一设计简化了传统多通道脑机接口的复杂性，降低了成本，为脑机接口技术的普及提供了可能。 该研究为脑机接口技术的应用开辟了新的道路，通过结合微控制器技术，成功地将人的思维转化为实际的物理动作，展示了未来智能控制系统的潜力。