于澤寬-腦電安全帽

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁基于腦電監(jiān)測預(yù)警的安全帽作者：于澤寬專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)號：0一．項目背景我國是煤礦生產(chǎn)大國，但是煤礦事故災(zāi)害頻繁發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計30%的災(zāi)害事故是因為礦工持久工作，工作疲勞產(chǎn)生疲勞造成人為災(zāi)害事故。監(jiān)測礦工生理參數(shù)的主意有無數(shù)種，比如心率信號，心電信號，脈搏等等，但腦電信號更能客觀反映礦工的疲勞程度和注重力擴(kuò)散程度，與此同時腦電監(jiān)測設(shè)備在安全帽內(nèi)，穩(wěn)定性高，不易脫落，不會因為運(yùn)動而產(chǎn)生較大的位移。本產(chǎn)品以此為啟發(fā)，基于腦電信號監(jiān)測各種工種的施工人員施工作業(yè)時的腦電活動，疲勞和注重力下降時可以提前預(yù)警，當(dāng)?shù)V工、危險建造工人等注重力不擴(kuò)散，情緒不穩(wěn)定，就可以從地面GUI監(jiān)測站得到他們的心理狀態(tài)，從而可以讓礦工舉行歇息調(diào)節(jié)，避免繼續(xù)工作，從而會引起未知的不可預(yù)測的操作災(zāi)害。二．作品設(shè)計計劃、實驗原理 本發(fā)現(xiàn)通過6導(dǎo)聯(lián)電極監(jiān)測高危工種作業(yè)的腦電波舉行時時監(jiān)測和危險預(yù)警。（系統(tǒng)暗示圖見附圖）。其實現(xiàn)原理是當(dāng)危險情況驟然來暫時，或者工作人員作業(yè)感到疲勞或注重力不擴(kuò)散時，其腦電的各個節(jié)律信號發(fā)生幅值的變化。通過檢測各個幅值的變化，可對異常周期幅值舉行預(yù)警。本發(fā)現(xiàn)的扣帶穿過兩側(cè)耳垂下方的參考電極，耳垂下方電極檢測不到腦電，肌肉的電流信號和眼電信號干擾較小。其余4個電極分離位于大腦海馬體杏仁核頭皮附近處，左右半腦各兩個電極。電極采用干電極，方便佩戴和替換，保證長時光信號監(jiān)測的穩(wěn)定。通常安全帽都有探燈，在安全帽后端有電池為探照燈供電，其電池也可以為腦電監(jiān)測設(shè)備供電。當(dāng)腦電情況達(dá)到異常值時，安全帽上方的紅色指示燈會閃耀，蜂鳴器會報警。囫圇系統(tǒng)的供電得到充足的保證。腦電信號處理主意采用創(chuàng)新的歸一化重整熵算法，可以直觀的看到各個節(jié)律信號在0到1之間的所占權(quán)重，通過檢測貝塔波信號和伽馬波信號舉行判別腦電活動異常。通過zigbee傳到工業(yè)以太網(wǎng)，匯總到地面工人生理參數(shù)平臺，達(dá)到在工人已經(jīng)疲勞的時候，就舉行換班調(diào)節(jié)，保證生產(chǎn)施工安全的目的。本發(fā)現(xiàn)的控制和數(shù)據(jù)采集部分使用單片機(jī)或者DSP微處理器，每個施工人員將其隨身攜帶。本系統(tǒng)的評價指標(biāo)主要有信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，即較小的丟包率；處理算法的實時性，即迅速找到腦電活動異常峰值；第三是生理參數(shù)平臺的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。同時該設(shè)備也可以舉行情緒監(jiān)測等其他心理狀態(tài)預(yù)警應(yīng)用。腦電安全帽佩戴方式腦電安全帽組合暗示圖可以計算腦電信號功率譜本作品提出了一種重整熵算法，可