Аппаратные средства модуля OpenBCI, анализ интерфейсных возможностей системы

Аппаратные средства модуля OpenBCI, анализ интерфейсных во...
Стр. 1 из 5
https://allrefrs.ru/4-27621.html
Аппаратные средства модуля OpenBCI,
анализ интерфейсных возможностей
системы
Главная Обратная связь
Дисциплины:
Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)
32 разрядная плата OpenBCI, работает от питания 3-6 В, на микроконтроллере
PIC32MX250F128B имеет 24-разрядный АЦП ADS1299 имеющий меньший, чем у
предыдушщего своего аналога уровень шумов и больший динамический диапазон и
предназначен для различного рода биометрических измерений, прежде всего, для
электроэнцефалографии.
Также плата имеей 3-х осевой акселерометр LIS3DH и модуль беспроводной связи
RFduino.
Имеет 8 каналов для регистрации биопотенциалов, предусмотрена возможность
работы как в биполярном режиме, так и в монополярном.
На OpenBCI установлен слот для microSD карт памяти для записи регистрируемых
данных (см. Рисунок 1.12)[10].
27.02.2019, 17:04
Аппаратные средства модуля OpenBCI, анализ интерфейсных во...
Стр. 2 из 5
https://allrefrs.ru/4-27621.html
Рисунок 1.12 – Схематичное описание платы OpenBCI
OpenBCI в своей работе использует ASCII протокол обмена данными. При
использовании прошивки от OpenBCI USB модуль беспроводной связи
сконфигурирован как «HOST» (ведущее устройство), а плата OpenBCI как «DEVICE»
(ведомое устройство). Обмен данными с компьютером производится при помощи
драйвера VCP (виртуальный COM-порт).
Таблица №1.1 - Набор команд протокола ASCII для конфигурации OpenBCI.
№
Команда Назначение
12345
678
Данные символы
отключают канал с
соответствующим номером.
В процессе работы с
указанного канала будет
считываться значение
«0.00».
!@#$
%^&*
Включение каналов.
Команды,
предназначенные
для настройки
каналов
инициируются
отправлением
символа «х», после
чего, OpenBCI
ожидает
поступления
следующих семи
параметров.
х
12345
678
= ON (default) = OFF
Указывает номер канала
для работы с ним (Q W E R
T Y U I – используются при
наличии планы
расширения Daisy Module).
Отключение
27.02.2019, 17:04
Аппаратные средства модуля OpenBCI, анализ интерфейсных во...
Стр. 3 из 5
= Gain 1 = Gain 2 = Gain 4
= Gain 6 = Gain 8 = Gain
12 = Gain 24 (по
умолчанию)
ADSINPUT_NORMAL
(default)
ADSINPUT_SHORTED
ADSINPUT_BIAS_MEAS
ADSINPUT_MVDD
ADSINPUT_TEMP
ADSINPUT_TESTSIG
ADSINPUT_BIAS_DRP
ADSINPUT_BIAS_DRN
Х
https://allrefrs.ru/4-27621.html
Коэффицент усиления
(gain).
Задание режима работы
АЦП.
Включает либо исключает
Remove form BIAS Include
сигнал из настройки BIAS
in BIAS (default)
(смещение).
Отключение/подключение
Disconnect this input from
уровня Р к передаче
SRB2 Connect this input to
сигнала (по умолчанию,
SRB2 (по умолчанию)
подключен).
Disconnect all N inputs
Отключение/подключение
from SRB1 (по
уровня N к передаче
умолчанию) Connect all N сигнала (по умолчанию,
inputs to SRB1
отключен).
Завершение настройки.
Установка
настроек по
умолчанию для
всех каналов.
d
D
Задать всем каналам
настройки «По
умолчанию».
Получить отчет об
установленных настройках
«По умолчанию».
Настройки SD
карты памяти
ASFG
HJKLa
j
Установка времени записи.
A = 5мин S = 15мин F =
30мин G = 1час H = 2час J =
4час K = 12час L = 24час a =
примерно 14 секунд для
теста.
Прекращение записи.
Потоковая
передача
b
s
Начать потоковую передачу
данных.
Окончить потоковую
передачу данных.
Другое
?
v
Считать все имеющиеся
настройки АЦП и
акселерометра. Сообщение
следует за ключом «$$$».
Перезагрузка.
27.02.2019, 17:04
Аппаратные средства модуля OpenBCI, анализ интерфейсных во...
Стр. 4 из 5
https://allrefrs.ru/4-27621.html
В таблице приведены только ASCII символы, кодирующие команды для 32
разрядных 8-канальных плат OpenBCI. Символы, ASCII не задействованные в
кодировании команд: ~ ` 9 ( ) _ { } o O f g h k l ; : ‘ “ V n N M , < . > / (space).
Рассмотрим способ формирования потока данных. После того как плата
инициализировалась, она ожидает команду «b» для начала передачи данных, как
только указанная команда поступила, начинается непрерывная передача данных
(до поступления символа «s»), в формате двоичного файла, состоящая из
следующих блоков:
Таблица 1.2 - Формирование потока данных OpenBCI.
№ Значение блоков
Заголовок
Данные ЭЭГ
6-8
9-11
12-14
15-17
18-20
21-23
24-26
Данные
акселерометра
29-30
31-32
№ байтов
Номер
3-5
Данные ЭЭГ, канал 2
Данные ЭЭГ, канал 3
Данные ЭЭГ, канал 4
Данные ЭЭГ, канал 5
Данные ЭЭГ, канал 6
Данные ЭЭГ, канал 7
Данные ЭЭГ, канал 8
27-28
Содержание
0хА0
Данные ЭЭГ, канал 1
Данные акселерометра по
каналу Х
Данные акселерометра по
каналу У
Данные акселерометра по
каналу Z
Окончание
0xC0
Использование 3 байтов (24 бит) в формировании сигналов ЭЭГ обусловлено
использованием АЦП ADS1299, для которого подобная разрядность является
родной, в случае необходимости, для дальнейшей работы данные можно
программно привести, например, к 32-разрядному виду.
Полученный поток данных надо правильно интерпретировать, для этого
необходимо знать значения двух важных параметров:
-Частота дискретизации (Sample rate) - 250 Гц;
- Коэффицент масштабирования (Scale factor). Зависит от трех параметров:
опорного напряжения (у нас оно составляет 4,5 В), коэффицента усиления (по
умолчанию 24), константы; в случае изменения коэффицента усиления,
коэффицент масштабирования считается по формуле:
В базовый комплект OpenBCI входят следующие элементы:
27.02.2019, 17:04
Аппаратные средства модуля OpenBCI, анализ интерфейсных во...
Стр. 5 из 5
https://allrefrs.ru/4-27621.html
- 32 разрядная плата OpenBCI, обеспечивающая 8-ми канальную регистрацию
данных ЭЭГ, ЭКГ, ЭМГ;
- Программируемый модуль Bluetooth для беспроводной связи;
- Набор соединительных проводников для подключения электродов;
- Пластиковые ножки;
- Контейнер для аккумуляторных батарей.
Вместе с данным комплектом для снятия сигнала использовались пассивные
электроды чашевидной формы и специальная текстильная система крепления
электродов MCScap со съемными электродами.
27.02.2019, 17:04