[发明专利]一种生物反馈入静放松装置及方法

摘要

本发明公开了一种生物反馈入静放松装置及方法，属于生物反馈领域。该入静放松装置包括皮电阻和皮温度采集模块、皮电阻和皮温度恒流源、皮电阻和皮温度取样电路、皮电阻和皮温度信号差分放大电路、单片机、语音模块和电源。通过采集人体的皮电阻和皮温度信号并转换为电压信号，并差分放大相对变化的电压信号，在预设时间段对皮电阻和皮温度放大电压进行平均统计，依据统计值的变化情况来判断人体的入静放松特征，控制语音模块减小或者增大音量，驱动喇叭或者耳机，发出提示声和语音提醒反馈给人听，人通过安静大脑意识和放松身体训练，使反馈的提示声逐渐减小，直到消失，达到入静放松目的，该装置采集数据方便准确，适用范围广。

主权项

1.一种生物反馈入静放松装置的入静放松方法，所述装置包括皮电阻采集模块、皮温度采集模块、皮电阻恒流源、皮温度恒流源、皮电阻取样电路、皮温度取样电路、皮电阻信号差分放大电路、皮温度信号差分放大电路、单片机、语音模块和电源；/n所述皮电阻采集模块佩戴在人体皮肤的部位上，用于采集人体的皮电阻信号；所述皮电阻采集模块的输出端与皮电阻取样电路的输入端相连接，所述皮电阻取样电路的输出端与单片机输入端相连接，所述皮电阻取样电路的输出端与皮电阻信号差分放大电路的正向输入端相连接，所述单片机的输出端与皮电阻信号差分放大电路的负向输入端相连接，所述皮电阻信号差分放大电路的输出端与单片机输入端相连接；/n所述皮温度采集模块佩戴在人体皮肤的部位上，用于采集人体的皮温度信号；所述皮温度采集模块的输出端与皮温度取样电路的输入端相连接，所述皮温度取样电路的输出端与单片机输入端相连接，所述皮温度取样电路的输出端与皮温度信号差分放大电路的正向输入端相连接，所述单片机的输出端与皮温度信号差分放大电路的负向输入端相连接，所述皮温度信号差分放大电路的输出端与单片机输入端相连接；/n所述电源分别与皮电阻恒流源、皮温度恒流源、皮电阻信号差分放大电路、皮温度信号差分放大电路、单片机和语音模块相连接；/n所述单片机输出端与皮电阻恒流源输入端、皮温度恒流源输入端、语音模块输入端相连接；/n所述皮电阻恒流源的输出端与皮电阻采集装置的输入端相连接；皮温度恒流源的输出端与皮温度采集装置的输入端相连接；/n所述皮电阻采集模块是由两个宽度、长度相同的单电极，按规定的间距组成的双电极；/n所述皮温度采集模块是由1个温度感应器组成；/n所述皮电阻采集模块、皮温度采集模块是佩戴在人体皮肤的部位上采集；/n根据所述装置的入静放松方法的特征在于，包括以下步骤：/n（1）统计计时器开始计时，取样计时器开始计时；/n（2）采集人体的皮电阻信号、皮温度信号；/n（3）将采集到的皮电阻信号、皮温度信号经过取样电路后转换为对应的持续电压信号V1、V2；所述V1随皮电阻信号的增大而减小或者随皮电阻信号的减小而增大，V2随皮温度信号的增高而增大或者随皮温度信号的降低而减小；/n（4）提示声初始音量设为高音量档，音量减小计数器ND清零，音量增大计数器NI清零，训练次数计数器NT清零；/n（5）采集V1的瞬间电压值，并与预设标准电压值VS相比较，如果V1电压值大于VS时，延迟规定时间TD，统计计时器清零，取样计时器清零；/n(6)截取一个V1、V2瞬间信号，单片机将V1、V2瞬间信号进行处理，分别减去规定的固定偏差值V1D、V2D，形成相对恒定电压V1C、V2C，将V1C、V2C分别输入到皮电阻信号差分放大电路、皮电阻信号差分放大电路的负向输入端，同时将V1、V2瞬间电压信号分别输入到皮电阻信号差分放大电路、皮温度信号差分放大电路的正向输入端，两个差分放大电路分别对两路电压信号进行差分放大，使输出的初始瞬间值在电源电压值VE的中间值VE/2附近；/n（7）皮电阻信号差分放大电路对恒定电压V1C和持续电压V1信号进行差分放大后得到持续值V1F并输入到单片机；皮温度信号差分放大电路对恒定电压/nV2C和持续电压V2信号进行差分放大后得到持续值V2F并输入到单片机；所述V1F随皮电阻信号的增大而减小或者随皮电阻信号的减小而增大，V2F随皮温度信号的增高而增大或者随皮温度信号的降低而减小；/n（8）判断取样计时器是否到达预设的时间T1，如果未到达取样时间T1，则监测V1电压值，如果皮电阻采集模块在人体皮肤的部位上有戴上或者取下的动作，使 V1电压值从小于VS变化到大于VS或者从大于VS变化到小于VS，进入步骤（5）；如果到达取样时间T1，则进入步骤（9）；/n(9) 对持续差分放大信号V1F、V2F取样，获得一组瞬间电压值V1FS、V2FS，并存储，取样计时器清零；/n（10）判断统计计时器的计时时段T2是否已到，如果计时时段T2未到，则进入步骤（8），如果计时时段T2已到，统计计时器清零，进入步骤（11）；/n（11）将在统计时段T2内存储的多个皮电阻瞬间电压值V1FS值平均，获得一个平均皮电阻放大电压值并存储，将计时时段T2内存储的多个皮温度瞬间电/n压值V2FS值平均，获得一个平均皮温度放大电压值并存储；/n（12）将后一个获得的平均皮电阻放大电压值与前一个获得平均皮电阻放大电压值进行比较：/n如果变化值减小并超过规定电压值VR1，设定皮电阻变化特征值NR1为-1；/n如果变化值增大并超过规定电压值VR1，设定皮电阻变化特征值NR1为1；/n如果变化值没有超过规定的电压值VR1，设定皮电阻变化特征值NR1为0；/n或者将后一个获得的平均皮温度放大电压值与前一个获得的平均皮温度放大电压值进行比较：/n如果变化值增大并超过规定电压值VR2，设定皮温度变化特征值NR2为-1；/n如果变化值减小并超过规定电压值VR2，设定皮温度变化特征值NR2为1；/n如果变化值没有超过规定的电压值VR2，设定皮温度变化特征值NR2为0；/n将上述NR1与NR2相加，得到合并变化特征值NRS= NR1+ NR2；/n判断上述合并变化特征值NRS，如果NRS值小于零，减小1档音量，音量减小计数器ND计数，音量增大计数器NI清零；如果NRS值大于零，增大1档音量；音量增大计数器NI计数，音量减小计数器ND清零；如果NRS值等于零，音量不变，音量减小计数器ND清零，音量增大计数器NI清零；并控制语音模块改变相应音量，驱动喇叭或者耳机发出一声提示声；/n判断上述音量减小计数器ND的值是否达到规定的值NDS，如果达到，控制语音模块发出鼓励入静放松语音提醒，音量减小计数器ND清零；如果未达到，无语音提醒发出；同时判断上述音量增大计数器NI的值是否达到规定的值NIS，如果达到，控制语音模块发出帮助入静放松语音提醒，音量增大计数器NI清零；如果未达到，无语音提醒发出；/n如果上述音量改变后，有提示声发出，进入步骤（8）；如果音量减小到最小后，无提示声发出，完成一次入静放松训练，训练次数计数器NT计数，并开始下一次入静放松训练，提示声音量设为高音量档，音量减小计数器ND清零，音量增大计数器器NI清零，进入步骤（8）。/n