[发明专利]用于近红外光谱上肢运动状态脑信号精确采集的打标系统

权利要求书

1.近红外光谱的上肢运动状态脑信号精确采集的打标系统，其特征在于：包括运动平台、信号收发装置、信号采集装置和打标信息采集软件；

所述运动平台能够实现推、拉、举、放四种动作；在运动平台上安装有加速度传感器和多个光电开关；

所述信号收发装置用于采集加速度传感器和光电开关的信号，并根据通信协议将信号处理后传递给信号采集装置，此时所传递的信号是只在运动启停时的信号，或者是包括运动过程的信号；

所述打标信息采集软件是用于串口信息传递，由于信号采集装置无法直接读取信号收发装置的串口，该缺陷由信号采集装置导致，需要通过打标信息采集软件将信号收发装置的串口数据转发给信号采集装置的串口，以达到数据打标的目的；

被测试者首先佩戴近红外脑信号采集装置，在没有任何外界提示的情况下进行自主运动，所述信号收发装置将运动开始和停止的准确时间信息按照设定的通信协议发送给上位机打标信息采集软件，打标信息采集软件按照通信协议解包数据，一方面将动作开始和停止信息通过串口模块发送给脑信号采集装置，将启停信息记录在脑信号数据流中，为后期脑信号的模式分类以及基于脑信号的上肢运动预判提供时间参考，另一方面将运动方向信息通过打标信息采集软件的指示窗口实时体现在显示器界面。

2.如权利要求1所述的近红外光谱的上肢运动状态脑信号精确采集的打标系统，其特征在于：所述运动平台包括：机架、水平运动导轨及水平运动滑块、竖直运动导轨及竖直运动滑块、水平横梁、把手、挡块；水平运动导轨在机架的左右两侧上下各安装一根，共四根按水平方向的运动；竖直轨道在机架的两侧各安装一根，竖直运动导轨安装在水平运动导轨对应的水平滑块上，两根竖直运动导轨通过水平横梁连接在一起，把手安装在水平横梁的中间位置；

挡块固定时，前后推动把手能够实现上肢在水平方向的推、拉运动，上下推动把手可实现上肢在竖直方向的举、放运动；挡块用于限制一个方向的运动，当进行水平运动时限制竖直运动，当进行竖直运动时限制水平运动；

挡块不固定时，能够实现上肢在任意角度的倾斜运动，不再受限于水平运动和竖直运动。

3.如权利要求1所述的近红外光谱的上肢运动状态脑信号精确采集的打标系统，其特征在于：所述加速度传感器安装在水平横梁上，所述加速度传感器的输出线与竖直方向上下端光电开关的输出线汇合后通过转接端子和FPC排线与所述信号收发装置连接；所述加速度传感器以50Hz的回传速率采集加速度变化并发送给微控制器，所述微控制器在获取信息后利用规定协议解包读取加速度信息，对不同人群的运动速度进行采样分析，选取合适的阈值进行标定，以此对被测试者的运动方向进行一次判别。

4.如权利要求1所述的近红外光谱的上肢运动状态脑信号精确采集的打标系统，其特征在于：所述光电开关包括前端光电开关、后端光电开关、水平光电开关挡片、上端光电开关、下端光电开关、竖直光电开关上挡片以及竖直光电开关下挡片，前端光电开关和后端光电开关安装在下端水平运动导轨两端，水平光电开关挡片安装在右侧下端水平运动滑块上，当把手被前后推动时，分别与前端光电开关和后端光电开关动作是光电开关状态发生改变以被信号收发装置记录；同理上端光电开关和下端光电开关分别同竖直光电开关上挡片和竖直光电开关下挡片发生动作以记录上下运动时的状态。

5.如权利要求1所述的近红外光谱的上肢运动状态脑信号精确采集的打标系统，其特征在于：所述信号收发装置包括：微控制器、转接板、与上位机通信的串口模块；微控制器通过自带串口与加速度传感器通信，通过IO口采集所述光电开关的状态；转接板用于连接传感器单元和微控制器；所述与上位机通信的串口模块一端与微控制器连接，一端通过USB与上位机相连。

6.如权利要求2所述的近红外光谱的上肢运动状态脑信号精确采集的打标系统，其特征在于：所述打标信息采集软件基于QT软件开发，包括：串口1信息框、串口2信息框、运动状态指示框；串口1信息框在扫描获取串口1端口和配置波特率后显示所述信号收发装置发送的处理信息；串口2信息框在扫描获取串口2端口和配置波特率后显示发送给脑信号采集装置；运动状态指示框内包含一个运动平台的模型图，上肢进行四种运动时所述模型图会出现相应的运动方向指示。

7.如权利要求1至6任意一项所述的近红外光谱的上肢运动状态脑信号精确采集的打标系统，其特征在于：所述运动平台还包括四个垫脚。