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脑电信号是脑神经细胞传导信息时在大脑皮层或头皮表面电活动的总体反映,其中包含了大量的生理和病理信息。通过对脑电信号的研究,我们可以了解神经细胞电活动与人的生理和心理状态之间的关系,在临床医学和认知科学领域具有重要的科学意义。但是由于脑电信号是一种微弱的随机非平稳生物电信号,从头皮上采集到的脑电信号本身已经淹没在各种其他生物电信号(如肌电、眼电)当中,给脑电信号采集带来了巨大的困难。 针对这一状况,本课题的研究目的就是研发一种基于嵌入式系统的共模抑制比高,输入阻抗大,引入噪声小,抗干扰能力强的高精度脑电采集系统。 本文通过仿真和计算设计了脑电信号采集电路,编写了基于嵌入式实时多任务操作系统的脑电采集软件平台,最后实现了脑电信号采集系统,达到了预期的目标。本论文的研究内容主要包括以下几个方面: 1.分析并概括了国内外脑电监护设备研究现状及特点,得出了本课题研究的意义和目的。简明阐述脑电信号的分类,性质以及特点,为脑电信号的采集系统的设计方案的确立打下基础。 2.研究了各种干扰和工频信号对脑电信号的影响。建立了各种等效电路模型,通过仿真和计算等手段对该影响进行了量化,并找到了一些有效的抑制干扰的办法,并应用到本课题实现的采集系统当中。 3.通过对电路的仿真和计算,给出了各模块设计的依据,完成脑电信号采集电路的设计和实现。其中,头皮阻抗测量模块由于其创新性,已申请专利,现已公开。 4.学习了嵌入式系统中的实时操作系统的基本机制,并利用其完成了任务调度。制定了采集板与PC机串口之间通讯协议,编写了底层驱动、控制以及通讯程序。完成了脑电信号采集软件平台。 5.给出了系统测试方案,经过软硬件的调试和测试,对比了系统需求指标和测试的结果后,得出本采集系统基本满足了设计需求的结论。课题的研究工作达到了预期的目标和要求,本文作为课题研究工作的总结,对以后开发脑电采集模块乃至相关的嵌入式系统都有一定的借鉴意义。