專利名稱：腦機(jī)接口短消息發(fā)送控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通信控制裝置，尤其是一種利用腦機(jī)接口發(fā)送短消息的控制
直O(jiān)
背景技術(shù)：
腦機(jī)接口 BCI (brain-computer interface)是一種新的人機(jī)接口方式，它是不依賴大腦正常輸出通路(外周神經(jīng)和肌肉)的通訊系統(tǒng)，可以為人們提供全新的通訊和控制方式，尤其是可以幫助思維正常但嚴(yán)重癱瘓的病人實(shí)現(xiàn)與外界進(jìn)行信息交流和設(shè)備控制。當(dāng)神經(jīng)系統(tǒng)接受視覺(jué)刺激(如圖形或閃光刺激)時(shí)會(huì)產(chǎn)生特定的電活動(dòng)。受試者注視想要選擇的刺激圖形，將測(cè)得的腦電信號(hào)與事先記錄的模板相比較，就可以判斷出受試者所注視的目標(biāo)，從而產(chǎn)生與受試者選擇內(nèi)容相關(guān)的控制信號(hào)。利用瞬態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位可以實(shí)現(xiàn)腦機(jī)接口控制信號(hào)的提取。中國(guó)專利“基于瞬態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位提取腦機(jī)接口控制信號(hào)的方法”(200310121033. 3)介紹了提取腦機(jī)接口控制信號(hào)的信號(hào)處理方法，但不涉及瞬態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口的應(yīng)用及控制裝置。目前，基于腦機(jī)接口的應(yīng)用研究日益受到重視，中國(guó)專利“腦機(jī)接口家電遙控裝置”(200510014575. X)介紹了利用腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)家用電器開(kāi)關(guān)與功能切換的遙控。中國(guó)專利“智能型癱瘓病人輔助康復(fù)系統(tǒng)”(200610014884.1) 介紹了利用腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)對(duì)功能性電刺激的控制。現(xiàn)有技術(shù)腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)對(duì)外界設(shè)備的控制，但不能通過(guò)腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)短消息發(fā)送的控制。對(duì)于嚴(yán)重癱瘓的病人尤其是同時(shí)存在有語(yǔ)言障礙殘疾人來(lái)說(shuō)，難以用通話模式進(jìn)行信息傳送。本實(shí)用新型通過(guò)腦機(jī)接口控制短信息發(fā)送，這將為他們提供一種交流方式，有助于提高其生活質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)腦機(jī)接口不能對(duì)存在語(yǔ)言障礙的殘疾人提供信息交流的缺陷，提供一種腦機(jī)接口短消息發(fā)送控制裝置，利用腦機(jī)接口選擇發(fā)送消息的對(duì)象及發(fā)送消息內(nèi)容并發(fā)送短消息，從而使不方便使用手機(jī)的殘疾人能夠?qū)崿F(xiàn)與他人通訊。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的腦機(jī)接口短消息發(fā)送控制裝置，包括腦電信號(hào)采集單元，腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器，信號(hào)處理及控制單元和無(wú)線通信模塊。腦電信號(hào)采集單元包括腦電頭皮電極、前置放大器、高通濾波器、低通濾波器及放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、光隔離電路。置于大腦枕部的腦電頭皮電極采集包含視覺(jué)誘發(fā)電位的腦電信號(hào)，通過(guò)濾波電路、放大電路處理，送到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)通過(guò)數(shù)字光隔離電路送到信號(hào)處理及控制單元進(jìn)行處理。腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器可采用計(jì)算機(jī)顯示器，通過(guò)編程在顯示器上設(shè)置腦機(jī)接口人機(jī)界面，腦機(jī)接口人機(jī)界面上產(chǎn)生多個(gè)閃爍的方塊作為圖形視覺(jué)刺激模塊，每個(gè)視覺(jué)刺激模塊表示腦機(jī)接口不同的選擇項(xiàng)目，使用者在一定時(shí)間內(nèi)保持注視某一個(gè)視覺(jué)刺激模塊實(shí)現(xiàn)選擇發(fā)送對(duì)象與發(fā)送內(nèi)容并控制。視覺(jué)刺激模塊可以是矩形圖形(方塊或長(zhǎng)方塊)，刺激模塊背景顏色變化引發(fā)視覺(jué)刺激，背景模塊可以是單一顏色(如黑色白色)，也可以是拆2黑白相間的棋盤(pán)格。在刺激模塊上標(biāo)注相應(yīng)文字來(lái)選擇需要發(fā)送的信息，比如選擇發(fā)送短消息的對(duì)象或發(fā)送內(nèi)容。在本實(shí)用新型中腦機(jī)接口人機(jī)界面設(shè)計(jì)了短消息發(fā)送對(duì)象選擇界面、短消息內(nèi)容選擇界面及確認(rèn)取消界面，用于使用者選擇短消息的發(fā)送對(duì)象及內(nèi)容。瞬態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位與刺激之間具有嚴(yán)格的鎖時(shí)關(guān)系(在刺激后固定的時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)視覺(jué)誘發(fā)電位)，具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。不同的視覺(jué)刺激模塊，采用閃爍或模塊顏色交替變化等刺激方式刺激模塊，雖然模塊上標(biāo)注符號(hào)不同，但刺激模式相同，不同的刺激模塊所產(chǎn)生的視覺(jué)誘發(fā)電位信號(hào)波形基本相同。為了能對(duì)多個(gè)刺激信號(hào)進(jìn)行分辨，區(qū)分不同刺激模塊所引起的刺激，對(duì)視覺(jué)刺激模塊的時(shí)序進(jìn)行區(qū)分，各個(gè)刺激模塊采用不同的閃爍時(shí)刻。本實(shí)用新型采用同頻次復(fù)合刺激方式，在單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)刺激模塊閃爍的次數(shù)相同，即在一時(shí)間段內(nèi)，存在多個(gè)視覺(jué)刺激，在一個(gè)刺激周期內(nèi)，所有的刺激模塊在不同的閃爍時(shí)刻都分別閃爍一次。刺激模塊每秒閃爍次數(shù)小于5次。在各個(gè)模塊閃爍時(shí)，分別產(chǎn)生不同的刺激標(biāo)志(不同模塊閃爍時(shí)產(chǎn)生不同的數(shù)字信號(hào))，刺激標(biāo)志數(shù)字信號(hào)與腦電信號(hào)同步記錄，信號(hào)處理及控制單元根據(jù)同步記錄的標(biāo)記區(qū)分不同刺激產(chǎn)生的時(shí)刻，通過(guò)分析腦電信號(hào)判斷各個(gè)刺激模塊是否產(chǎn)生視覺(jué)誘發(fā)電位，識(shí)別使用者所注視的刺激模塊，即可判斷使用者實(shí)現(xiàn)的腦機(jī)接口選擇項(xiàng)目。信號(hào)處理控制單元包括視覺(jué)誘發(fā)電位的提取與識(shí)別兩部分，提取視覺(jué)誘發(fā)電位信號(hào)包括對(duì)腦電信號(hào)采集單元采集的信號(hào)進(jìn)行累加平均，去直流(去除腦電信號(hào)均值)，再進(jìn)行低通濾波信。能提高信噪比，獲得視覺(jué)誘發(fā)電位信號(hào)。視覺(jué)誘發(fā)電位識(shí)別部分將待測(cè)試視覺(jué)誘發(fā)電位信號(hào)與視覺(jué)刺激模塊提供的視覺(jué)誘發(fā)電位模板進(jìn)行比較，確定其是否為視覺(jué)誘發(fā)電位，產(chǎn)生腦機(jī)接口控制信號(hào)。信號(hào)處理及控制單元根據(jù)腦機(jī)接口控制信號(hào)(即通過(guò)腦機(jī)接口選擇的短消息發(fā)送對(duì)象、內(nèi)容)，向通信控制模塊發(fā)送短消息的號(hào)碼及發(fā)送內(nèi)容等控制代碼，控制短消息的發(fā)送。無(wú)線通信模塊包括AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息。無(wú)線通信模塊 TC35與信號(hào)處理及控制單元采用RS232串口通信，獲取發(fā)送的手機(jī)號(hào)碼及短消息內(nèi)容，完成短消息的發(fā)送。信號(hào)處理控制單元是具有信號(hào)處理功能的嵌入式系統(tǒng)，比如可編程門(mén)陣列FPGA實(shí)現(xiàn)。無(wú)線通信模塊可由無(wú)線通信GSM模塊TC35構(gòu)成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)無(wú)須任何肢體動(dòng)作的短消息發(fā)送控制，可以讓全身性重癥癱瘓但思維正常的殘疾人實(shí)現(xiàn)對(duì)外界的消息發(fā)送(如問(wèn)候、報(bào)平安、求救等)， 提高其生存質(zhì)量，具有重要的社會(huì)意義。

圖1本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2腦電信號(hào)采集單元原理框圖；圖3所示腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器；圖4選擇短消息發(fā)送對(duì)象的刺激界面；圖5選擇短消息內(nèi)容的刺激界面；[0020]圖6確認(rèn)或取消短消息發(fā)送的刺激界面。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，如圖1所示為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，包括腦電信號(hào)采集單元，腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器，信號(hào)處理及控制單元和無(wú)線通信模塊。腦電頭皮電極置于大腦枕部采集包含視覺(jué)誘發(fā)電位的腦電信號(hào)，腦電信號(hào)通過(guò)濾波電路、放大電路處理，送到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)通過(guò)數(shù)字光隔離電路送到信號(hào)處理及控制單元進(jìn)行處理。腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器采用計(jì)算機(jī)控制在監(jiān)視器上產(chǎn)生圖形視覺(jué)刺激模塊，在預(yù)測(cè)試階段，讓使用者注視某個(gè)視覺(jué)刺激模塊，獲取腦電信號(hào)，通過(guò)提取視覺(jué)誘發(fā)電位信號(hào)處理提取視覺(jué)誘發(fā)電位模板。對(duì)于同一使用者其視覺(jué)誘發(fā)電位波形相對(duì)一致，通過(guò)對(duì)腦電信號(hào)去直流、累加平均、低通濾波等信號(hào)處理得到視覺(jué)誘發(fā)電位模板。視覺(jué)刺激模塊可為矩形圖形(方塊或長(zhǎng)方塊)，以刺激模塊背景顏色變化方式引起視覺(jué)刺激，背景模塊可以是單一顏色(如黑色白色)，也可以是拆2黑白相間的棋盤(pán)格。在刺激模塊上標(biāo)注相應(yīng)文字來(lái)選擇需要發(fā)送的信息，比如選擇發(fā)送短消息的對(duì)象或發(fā)送內(nèi)容。腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器同時(shí)也是腦機(jī)接口人機(jī)界面，在腦機(jī)接口人機(jī)界面設(shè)置短消息發(fā)送人選擇界面，短消息內(nèi)容選擇界面及確認(rèn)取消界面，供使用者選擇控制。視覺(jué)刺激采用瞬態(tài)視覺(jué)刺激方式，刺激頻率為3. 3Hz，采用同頻次復(fù)合刺激的時(shí)序。本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器采用計(jì)算機(jī)監(jiān)視器，在Cyclone IIEP2C35 FPGA芯片中采用VHDL編程實(shí)現(xiàn)VGA控制，如圖3所示腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器，包括，VGA控制器包括分頻模塊、掃描時(shí)序產(chǎn)生模塊、圖像描述模塊、刺激頻率控制模塊、光標(biāo)控制模塊，產(chǎn)生包括行同步HS信號(hào)、場(chǎng)同步VS信號(hào)和數(shù)字RGB信號(hào)等圖形刺激信號(hào)。數(shù)字 RGB信號(hào)經(jīng)VGA數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為RGB模擬信號(hào)，RGB模擬信號(hào)與行同步HS信號(hào)和場(chǎng)同步 VS信號(hào)均送入VGA接口。HS、VS信號(hào)和模擬RGB信號(hào)經(jīng)VGA接口驅(qū)動(dòng)VGA顯示設(shè)備生成視覺(jué)刺激圖形實(shí)現(xiàn)視覺(jué)刺激。VGA顯示控制器輸出的刺激圖形格式為640X480，場(chǎng)頻60Hz。采用矩形圖形(方塊或長(zhǎng)方塊)作為視覺(jué)刺激模塊，以刺激模塊背景顏色變化方式引起視覺(jué)刺激，背景模塊可以是單一的顏色(如黑色、白色)，也可以是拆2黑白相間的棋盤(pán)格，在刺激模塊上標(biāo)注文字來(lái)選擇需要表達(dá)的信息，比如用于選擇短消息發(fā)送的人或短消息發(fā)送內(nèi)容。腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器設(shè)置短消息發(fā)送人選擇界面，短消息內(nèi)容選擇界面及確認(rèn)取消界面，供使用者選擇控制。信號(hào)處理及控制單元由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)PGA芯片可采用Cyclone IIEP2C35 FPGA, FPGA中設(shè)計(jì)了 AD7683控制器，設(shè)置AD7683的工作頻率為5kHz，一次轉(zhuǎn)換為25個(gè)時(shí)鐘周期，采樣頻率則為200Hz，采用分頻模塊計(jì)數(shù)分頻產(chǎn)生控制器的時(shí)鐘50kHz。 在FPGA中設(shè)計(jì)VGA控制器，VGA控制器包括分頻模塊，掃描時(shí)序產(chǎn)生模塊，圖像描述模塊， 刺激頻率控制模塊，光標(biāo)控制模塊。圖像格式可為640X480，場(chǎng)頻60Hz。分頻模塊產(chǎn)生像素輸出頻率和刺激所需的頻率。如IOOMHz的時(shí)鐘用鎖相環(huán)進(jìn)行四分之一分頻，得到像素輸出頻率25MHz，掃描時(shí)序產(chǎn)生模塊提供VGA行掃描和場(chǎng)掃描的時(shí)序，對(duì)像素輸出頻率計(jì)數(shù)分頻，產(chǎn)生行掃描頻率，行掃描頻率為31. 469KHZ，然后，對(duì)行掃描頻率計(jì)數(shù)分頻，得到場(chǎng)掃描頻率，場(chǎng)頻為59. 94Hz。該模塊產(chǎn)生包括行同步信號(hào)i_hs、行消隱信號(hào)v_hs、場(chǎng)同步信號(hào)i_vs、場(chǎng)消隱信號(hào)v_vs，場(chǎng)同步用行同步為計(jì)數(shù)單位。刺激頻率控制模塊設(shè)計(jì)了刺激的模式， 采用同頻次復(fù)合刺激方式，控制在單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)視覺(jué)刺激模塊閃爍的次數(shù)相同，但各個(gè)刺激模塊閃爍的時(shí)刻相互交錯(cuò)，通過(guò)計(jì)數(shù)器分頻產(chǎn)生模塊閃爍的時(shí)鐘，對(duì)3. 3KHz分頻得到 3.3Hz的刺激頻率，控制相位延時(shí)器實(shí)現(xiàn)閃爍時(shí)刻的錯(cuò)開(kāi)。采用系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生計(jì)數(shù)器，通過(guò)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)控制延時(shí)，達(dá)到精確定時(shí)的要求。當(dāng)閃爍的時(shí)鐘信號(hào)為低電平時(shí)，觸發(fā)背景模塊中方塊呈現(xiàn)黑色；當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)為高電平時(shí)，觸發(fā)背景模塊中方塊呈現(xiàn)白色，可以實(shí)現(xiàn)不同刺激模式的視覺(jué)刺激器。腦機(jī)接口人機(jī)界面有短消息發(fā)送人選擇界面，短消息內(nèi)容選擇界面及確認(rèn)取消界面，如圖5、圖6、圖7所示，供使用者選擇控制。使用者首先通過(guò)短消息發(fā)送人選擇界面選擇發(fā)送人即確定了發(fā)送短消息的電話號(hào)碼，然后通過(guò)短消息內(nèi)容選擇界面選擇短消息的內(nèi)容，通過(guò)確認(rèn)取消界面確定發(fā)送或取消發(fā)送。信號(hào)處理控制單元包括視覺(jué)誘發(fā)電位的提取與識(shí)別兩部分，視覺(jué)誘發(fā)電位提取部分對(duì)腦電信號(hào)采集單元采集的信號(hào)進(jìn)行累加平均，去直流(去除腦電信號(hào)均值)，低通濾波等處理提取強(qiáng)背景噪聲中微弱信號(hào)，獲得待測(cè)試視覺(jué)誘發(fā)電位信號(hào)；視覺(jué)誘發(fā)電位識(shí)別部分將待測(cè)試視覺(jué)誘發(fā)電位信號(hào)與視覺(jué)刺激模塊提供的視覺(jué)誘發(fā)電位模板進(jìn)行比較，確定其是否為視覺(jué)誘發(fā)電位，產(chǎn)生腦機(jī)接口控制信號(hào)，控制信號(hào)對(duì)應(yīng)于使用者選擇的短消息發(fā)送對(duì)象(對(duì)應(yīng)其電話號(hào)碼)及短消息的內(nèi)容。信號(hào)處理及控制單元根據(jù)腦機(jī)接口控制信號(hào)，向通信控制模塊發(fā)送控制代碼。無(wú)線通信模塊包括AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息。無(wú)線通信模塊TC35與信號(hào)處理及控制單元采用RS232串口通信，獲取發(fā)送的手機(jī)號(hào)碼及短消息內(nèi)容，完成短消息的發(fā)送。信號(hào)處理控制單元是具有信號(hào)處理功能的嵌入式系統(tǒng)，比如可編程門(mén)陣列FPGA 實(shí)現(xiàn)。無(wú)線通信模塊可由無(wú)線通信GSM模塊TC35構(gòu)成。如圖2所示為腦電信號(hào)采集單元原理框圖，所述的腦電信號(hào)采集單元包括腦電頭皮電極、前置放大器、高通濾波器、放大器及低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、光隔離電路。腦電頭皮電極置于大腦枕部采集包含視覺(jué)誘發(fā)電位的腦電信號(hào)，通過(guò)前置放大器及高通濾波器放大濾波后送到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由數(shù)字光隔離電路送到信號(hào)處理及控制單元進(jìn)行處理。信號(hào)處理及控制單元由計(jì)算機(jī)或者是具有信號(hào)處理功能的嵌入式系統(tǒng)(比如可編程門(mén)陣列FPGA)實(shí)現(xiàn)。信號(hào)處理部分包括視覺(jué)誘發(fā)電位的提取與識(shí)別兩部分，視覺(jué)誘發(fā)電位提取部分獲取腦電信號(hào)，對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行處理，可采用包括累加平均，腦電信號(hào)去直流(去除腦電信號(hào)均值)，低通濾波等方式，提取出強(qiáng)背景噪聲中比較微弱的視覺(jué)誘發(fā)電位。采用模板匹配方法對(duì)視覺(jué)誘發(fā)電位進(jìn)行識(shí)別，即在預(yù)測(cè)試階段，讓使用者注視某個(gè)視覺(jué)刺激模塊，提取受到視覺(jué)刺激模塊刺激后產(chǎn)生的腦電信號(hào)，處理得到視覺(jué)誘發(fā)電位模板，將待檢測(cè)的視覺(jué)誘發(fā)電位信號(hào)與視覺(jué)誘發(fā)電位模板進(jìn)行比較匹配，確定其是否為視覺(jué)誘發(fā)電位，進(jìn)而判斷出受試者所注視的目標(biāo)，產(chǎn)生腦機(jī)接口控制信號(hào)。信號(hào)處理及控制單元根據(jù)腦機(jī)接口控制信號(hào)， 向通信控制模塊發(fā)送控制代碼。無(wú)線通信模塊由無(wú)線通信GSM模塊構(gòu)成(可采用無(wú)線通信GSM模塊TC35)，可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的短消息服務(wù)，模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息。無(wú)線通信模塊TC35與信號(hào)處理及控制單元采用RS232串口通信，獲取發(fā)送的手機(jī)號(hào)碼及短消息內(nèi)容，完成短消息的發(fā)送。腦電信號(hào)采集單元中頭皮電極可采用銀-氯化銀電極，頭皮電極包括記錄電極和參考電極，記錄電極置于枕部頭皮表面(Oz)，參考電極置于頭頂部(Cz)，地電極置于耳后。 電極可涂抹少許導(dǎo)電膠以增加導(dǎo)電性，降低頭皮電阻。前置放大器采用醫(yī)用放大器如AD620，以增加輸入阻抗，提高共模抑制比，后接高通濾波器，放大器及低通濾波器。放大電路可采用增益6000-12000，頻帶l-25Hz。A/D 轉(zhuǎn)換器可采用AD公司生產(chǎn)的低功耗高精度16位高速串行A/D轉(zhuǎn)換器AD7683，采樣頻率為 200Hz，腦電信號(hào)采集單元采用電池供電。為了保證采集腦電信號(hào)的安全，同時(shí)減小高頻數(shù)字干擾，腦電信號(hào)采集單元與信號(hào)處理及控制單元之間采用光耦隔離電路，光耦隔離電路設(shè)置在A/D轉(zhuǎn)換電路之后，光耦隔離采用高速光耦芯片6N136。采用FPGA實(shí)現(xiàn)對(duì)腦電信號(hào)的處理，提取腦電信號(hào)中視覺(jué)誘發(fā)電位，判斷受試者所注視的目標(biāo)。使用者在預(yù)訂時(shí)間內(nèi)保持注視短消息發(fā)送人選擇界面的視覺(jué)刺激模塊，選擇短消息發(fā)送對(duì)象，然后通過(guò)保持注視短消息內(nèi)容選擇界面的視覺(jué)刺激模塊選擇短消息發(fā)送內(nèi)容，最后通過(guò)短時(shí)間保持注視確認(rèn)取消界面的視覺(jué)刺激模塊確定或取消短消息的發(fā)送。這樣通過(guò)腦機(jī)接口就可以獲取受試者所選擇的發(fā)送短消息的對(duì)象(對(duì)應(yīng)相應(yīng)的電話號(hào)碼，發(fā)送對(duì)象及電話號(hào)碼可進(jìn)行預(yù)設(shè)置)及發(fā)送短消息的內(nèi)容。FPGA與TC35通信模塊之間的串口采用RS232標(biāo)準(zhǔn)。FPGA可以向TC35通信模塊選發(fā)不同的手機(jī)號(hào)碼及短消息內(nèi)容，達(dá)到控制TC35發(fā)送短消息的目的。TC35無(wú)線通信模塊有AT命令集接口，支持文本和協(xié)定數(shù)據(jù)單元PDU模式的短消息。AT即Attention, AT命令集是從終端設(shè)備TE(Terminal Equipment)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備 DTE (Data Terminal Equipment)向終端適配器 TA CTerminal Adapter)或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備 DCE (Data Circuit Terminating Equipment)發(fā)送的。通過(guò) TA，TE 發(fā)送 AT 命令來(lái)控制移動(dòng)臺(tái)MS (Mobile Station)的功能與GSM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互，用戶可以通過(guò)AT命令進(jìn)行短信方面的控制。FPGA作為終端設(shè)備，通過(guò)串口與終端適配器TC35通信，向TC35發(fā)送AT指令。AT指令集是工業(yè)界廣泛采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，AT指令定義了如何配置終端適配器，如何連接以及測(cè)試終端適配器，終端適配器在命令狀態(tài)下接收并解釋AT指令，從而完成對(duì)移動(dòng)臺(tái)的控制， 實(shí)現(xiàn)與GSM網(wǎng)絡(luò)交換信息。除“A/”和“+++”外，所有的AT指令都以“AT”或“at”打頭，以字符結(jié)束的字符串。每個(gè)指令執(zhí)行成功與否都有相應(yīng)的返回，接收端根據(jù)返回信息做出相應(yīng)的下一步處理。AT命令測(cè)試連接是否正常，如果正常則返回“0K”，AT+CMGF，選擇消息格式，這里設(shè)置AT+CMGF=0，即選擇消息格式為PDU格式，此時(shí)，包括所有頭信息的短消息，以二進(jìn)制方式傳送(寫(xiě)成十六進(jìn)制的格式)。選擇的消息格式存儲(chǔ)在TC35的EEPROM里。發(fā)送短消息 AT+CMGS命令，發(fā)送短消息，采用協(xié)定數(shù)據(jù)單元PDU方式的命令格式為AT+CMGS=<length〉， PDU發(fā)送只能輸入十六進(jìn)制的字符0-9，A-F。以發(fā)送“我很好請(qǐng)放心”為例，說(shuō)明FPGA控制TC35模塊發(fā)送短消息的具體過(guò)程如下發(fā)送AT (檢查是否連接)[0042]接收0K (已建立連接)發(fā)送AT+CMGF=0(選擇 PDU 模式)接收OK發(fā)送AT+CMGS=27 (發(fā)送短消息的字節(jié)數(shù)，不包括最初9個(gè)短消息信元字節(jié))接收> (允許上傳數(shù)據(jù))發(fā)送0891683108200305F011000D91685128166738F20008000C62115F88597D8BF7653E5 FC3 (按 CTRL+Z 發(fā)送)接收+CMGS 38OK (短消息發(fā)出成功)其中，最后一次接收到的數(shù)據(jù)中，“38”是由模塊返回的消息參考值，在0-255之間循環(huán)，每發(fā)送一次消息遞增1 (無(wú)論是否發(fā)送成功)。
權(quán)利要求1.一種腦機(jī)接口短消息發(fā)送控制裝置，其特征在于，包括腦電信號(hào)采集單元，腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器，信號(hào)處理及控制單元和無(wú)線通信模塊，腦電信號(hào)采集單元采集包含視覺(jué)誘發(fā)電位的腦電信號(hào)，并對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行處理后送到信號(hào)處理及控制單元，腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器通過(guò)視覺(jué)刺激模塊產(chǎn)生不同的刺激標(biāo)志，與腦電信號(hào)同步記錄產(chǎn)生同步記錄標(biāo)記，信號(hào)處理及控制單元根據(jù)同步記錄標(biāo)記區(qū)分不同刺激產(chǎn)生的時(shí)刻，及產(chǎn)生腦機(jī)接口控制信號(hào)， 根據(jù)腦機(jī)接口控制信號(hào)，控制無(wú)線通信控制模塊發(fā)送短消息的號(hào)碼及發(fā)送內(nèi)容的控制代碼，控制短消息的發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腦機(jī)接口短消息發(fā)送控制裝置，其特征在于，腦電信號(hào)采集單元包括腦電頭皮電極、前置放大器、高通濾波器、低通濾波器及放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、光隔離電路，置于大腦枕部的腦電頭皮電極采集包含視覺(jué)誘發(fā)電位的腦電信號(hào)，通過(guò)濾波電路、放大電路處理，送到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)數(shù)字光隔離電路送到信號(hào)處理及控制單元進(jìn)行處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的腦機(jī)接口短消息發(fā)送控制裝置，其特征在于，信號(hào)處理控制單元包括視覺(jué)誘發(fā)電位的提取與識(shí)別部分，視覺(jué)誘發(fā)電位提取部分對(duì)腦電信號(hào)采集單元采集的信號(hào)進(jìn)行累加平均，去直流，低通濾波，獲得視覺(jué)誘發(fā)電位信號(hào)，視覺(jué)誘發(fā)電位識(shí)別部分將待測(cè)試視覺(jué)誘發(fā)電位信號(hào)與視覺(jué)刺激模塊提供的視覺(jué)誘發(fā)電位模板進(jìn)行比較，確定其是否為視覺(jué)誘發(fā)電位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的腦機(jī)接口短消息發(fā)送控制裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理及控制單元采用RS232與無(wú)線通信模塊進(jìn)行串口通信，控制短消息的發(fā)送。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種腦機(jī)接口短消息發(fā)送控制裝置，腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器采用計(jì)算機(jī)監(jiān)視器，通過(guò)編程方式產(chǎn)生圖形刺激信號(hào)，設(shè)置短消息發(fā)送人選擇界面，短消息內(nèi)容選擇界面及確認(rèn)取消界面，供使用者選擇控制。視覺(jué)刺激采用瞬態(tài)視覺(jué)刺激方式，采用同頻次復(fù)合刺激的時(shí)序。信號(hào)處理包括腦電信號(hào)去直流，累加平均、低通濾波，通過(guò)計(jì)算與模板間相關(guān)系數(shù)，判斷出受試者所注視的目標(biāo)，產(chǎn)生腦機(jī)接口控制信號(hào)。通過(guò)腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)獲取發(fā)送的手機(jī)號(hào)碼及短消息內(nèi)容，向通信控制模塊TC35發(fā)送控制代碼，實(shí)現(xiàn)短消息的發(fā)送。該方法為那些不能通過(guò)肢體動(dòng)作來(lái)表達(dá)想法和操作設(shè)備的人，提供一種新的通訊方式。
文檔編號(hào)A61B5/0484GK202010156SQ20102068336
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者何慶華, 馮正權(quán), 吳寶明, 吳海靜, 王正國(guó), 田逢春, 石銳, 閆慶廣 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)野戰(zhàn)外科研究所