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(yè)/共頁(yè)基于腦電監(jiān)測(cè)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(hào)：0一．項(xiàng)目背景我國(guó)是煤礦生產(chǎn)大國(guó)，但是煤礦事故災(zāi)害頻繁發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計(jì)30%的災(zāi)害事故是因?yàn)榈V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(cè)礦工生理參數(shù)的主意有無(wú)數(shù)種，比如心率信號(hào)，心電信號(hào)，脈搏等等，但腦電信號(hào)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(shí)腦電監(jiān)測(cè)設(shè)備在安全帽內(nèi)，穩(wěn)定性高，不易脫落，不會(huì)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)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(hào)監(jiān)測(cè)各種工種的施工人員施工作業(yè)時(shí)的腦電活動(dòng)，疲勞和注重力下降時(shí)可以提前預(yù)警，當(dāng)?shù)V工、危險(xiǎn)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(cè)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(huì)引起未知的不可預(yù)測(cè)的操作災(zāi)害。二．作品設(shè)計(jì)計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)原理 本發(fā)現(xiàn)通過6導(dǎo)聯(lián)電極監(jiān)測(cè)高危工種作業(yè)的腦電波舉行時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和危險(xiǎn)預(yù)警。（系統(tǒng)暗示圖見附圖）。其實(shí)現(xiàn)原理是當(dāng)危險(xiǎn)情況驟然來(lái)暫時(shí)，或者工作人員作業(yè)感到疲勞或注重力不擴(kuò)散時(shí)，其腦電的各個(gè)節(jié)律信號(hào)發(fā)生幅值的變化。通過檢測(cè)各個(gè)幅值的變化，可對(duì)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(cè)不到腦電，肌肉的電流信號(hào)和眼電信號(hào)干擾較小。其余4個(gè)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(gè)電極。電極采用干電極，方便佩戴和替換，保證長(zhǎng)時(shí)光信號(hào)監(jiān)測(cè)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(cè)設(shè)備供電。當(dāng)腦電情況達(dá)到異常值時(shí)，安全帽上方的紅色指示燈會(huì)閃耀，蜂鳴器會(huì)報(bào)警。囫圇系統(tǒng)的供電得到充足的保證。腦電信號(hào)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(gè)節(jié)律信號(hào)在0到1之間的所占權(quán)重，通過檢測(cè)貝塔波信號(hào)和伽馬波信號(hào)舉行判別腦電活動(dòng)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(tái)，達(dá)到在工人已經(jīng)疲勞的時(shí)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(gè)施工人員將其隨身攜帶。本系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，即較小的丟包率；處理算法的實(shí)時(shí)性，即迅速找到腦電活動(dòng)異常峰值；第三是生理參數(shù)平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)該設(shè)備也可以舉行情緒監(jiān)測(cè)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(jì)算腦電信號(hào)功率譜本作品提出了一種重整熵算法，可