基于可穿戴装置的脑电检测装置

1.基于可穿戴装置的脑电检测装置，其特征在于，包括脑电采集器、集成模拟前端、混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、电源管理模块、太阳能电池、输入装置和指示灯，所述脑电采集器包括单导脑电电极和参考电极，单导脑电电极置于帽子内侧，与额头接触，参考电极与帽子连接，夹在耳垂处，脑电采集器通过屏蔽电缆和音频接口连接器与可穿戴装置相连；脑电采集器与集成模拟前端相连，集成模拟前端通过SPI与混合信号微控制器相连，蓝牙模块通过UART与混合信号微控制器相连，蓝牙模块与外部网络连接；电源管理模块与太阳能电池相连，二者用于为脑电检测装置中混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、指示灯供电；显示装置、输入装置、指示灯分别与混合信号微控制器相连，并由混合信号微控制器控制工作，所述输入装置用于启动可穿戴装置的脑电检测功能，指示灯用于显示可穿戴装置当前所处的脑电检测功能状态；
所述蓝牙模块包括主控制模块、射频核心模块、通用外围设备接口模块、传感器接口模块和天线，所述主控制模块用于接收、存储混合信号微控制器传来的信号，并在信号需要向外传输时，将信号传入射频核心模块，主控制模块包括导线相连的主控制器、JTAG接口、ROM、闪存、SRAM；所述射频核心模块用于在信号需要向外传输时，接收主控制模块传入的信号，并将信号由天线向外传输，射频核心模块包括导线相连的协控制器、数字锁相环、DSP调制解调器、SRAM、ROM和放大器，放大器与天线相连接；所述天线用于将信号发送到外部移动终端，并接收移动终端反馈结果，将反馈结果发送到显示装置显示；通用外围设备接口模块由导线相连的I2C、UART和SPI组成；传感器接口模块由导线相连的传感器控制器、ADC和比较器组成；主控制模块分别通过导线与射频核心模块、通用外围设备接口模块和传感器接口模块相连。
2.根据权利要求1所述的基于可穿戴装置的脑电检测装置，其特征在于，所述电源管理模块包括太阳能充电电路、太阳能放电电路、太阳能充电控制器、太阳能放电控制器、太阳能接口、蓄电池接口、负载接口和蓄电池，其中太阳能电池与太阳能接口连接，蓄电池接口与蓄电池连接，蓄电池还设有接口用于与外部充电电源连接；负载接口与所述混合信号微控制器连接；太阳能充电控制器控制太阳能充电电路工作，太阳能电池通过太阳能充电电路向蓄电池充电；太阳能放电控制器控制太阳能放电电路工作，蓄电池通过太阳能放电电路向脑电检测装置中混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、指示灯供电。
3.根据权利要求2所述的基于可穿戴装置的脑电检测装置，其特征在于，由所述太阳能充电电路和所述太阳能充电控制器组成的太阳能充电模块与由所述太阳能放电电路和所述太阳能放电控制器组成的太阳能放电模块彼此独立，充电和放电过程独立进行。
4.根据权利要求1或3所述的基于可穿戴装置的脑电检测装置，其特征在于，所述太阳能电池采用多晶硅薄膜型太阳能电池。
5.根据权利要求1所述的基于可穿戴装置的脑电检测装置，其特征在于，所述主控制模块在将信号传到射频核心模块后进入睡眠状态；
所述传感器控制器用于感知外接脑电采集器的工作状态，若外接脑电采集器没有进行信号采集，则控制蓝牙模块自动进入睡眠状态。
6.根据权利要求1所述的基于可穿戴装置的脑电检测装置，其特征在于，所述蓝牙模块采用蓝牙标准V4.0，用以将wifi、UWB无线射频技术纳入蓝牙技术。
7.根据权利要求1所述的基于可穿戴装置的脑电检测装置，其特征在于，所述集成模拟前端选用TI公司的ADS1291芯片，用于对采集到的脑电信号进行滤波、自动增益、AD转换。
8.根据权利要求1所述的基于可穿戴装置的脑电检测装置，其特征在于，所述混合信号微控制器选用TI公司的MSP430FR5739微控制器，用于对采集到的脑电信号采用LMS自适应算法消除工频干扰，采用阈值过滤、重构信号的方法消除眼电伪迹，采用模极大值法消除肌电伪迹，采用小波消噪算法消除噪声，采用正交小波变换算法消除脑电脉冲干扰，并进一步采用运动补偿算法去除运动过程中产生的运动伪差。

基于可穿戴装置的脑电检测装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及生命体征参数检测装置研究领域，具体是指一种基于可穿戴装置的脑电检测装置。\n背景技术\n[0002] 脑电图EEG(Electroencephalogram)是大脑神经元细胞体生理活动所产生的电位综合，具有丰富的大脑活动信息，广泛应用于脑部疾病的医疗诊断、功能康复、疲劳脑电活动监测、脑-机接口及其他脑科学方面的研究，在脑电图的研究中，脑电信号的采集获取尤为重要，脑电信号的采集获取是通过脑电采集系统来完成的，然而传统脑电采集系统普遍由多电极形成的多个通道组成，体积庞大，功耗高，而且操作不便，多电极的局限导致难以独立进行脑电的采集，通常需要他人协助完成脑电电极的安放。\n[0003] 随着人们生活水平的提高，人们的健康意识日益增强，希望能随时随地检测生理参数，近几年，发展迅速的可穿戴医疗产品正是满足这种需求的理想产品。将脑电检测功能移植到可穿戴医疗产品上，一方面可以实时监测癫痫、精神性疾病，对脑外疾病如代谢和内分泌紊乱及中毒等所引起的中枢神经系统变化进行监测，方便使用者进行自我健康状况评估，及时获得发病信息，从而及早采取救治措施，减轻痛苦，降低健康危害，甚至是生命危险，同时，可以进行睡眠监护，通过连续的脑电信号采集，能够帮助使用者分析自己的睡眠状态，从而为睡眠障碍疾病和睡眠呼吸暂停综合症的预防和诊治提供依据。另一方面，能够客观地监测生理与心理疲劳，更直接地反映大脑本身的活动，形成警觉度客观的判别模型，从而为机车疲劳驾驶和危险性工作人员的疲劳作业提供疲劳预警，便于随时了解身心状态，避免疲劳驾驶和疲劳作业带来的危险和伤害，确保安全驾驶和安全作业。\n[0004] 虽然目前市场上已经出现了一系列可穿戴式脑电监测装置，但大部分都采取由多电极形成的多个通道组成的脑电采集系统，并通过设备转接线连接到脑电图仪进行显示，这种连接的局限性使得脑电电极放置难以独立完成，同时会很大程度地限制脑电的实时监测和稳定性，从而影响到监测结果的准确性和实时性。此外，现有脑电检测装置电源几乎全部采用电池供电或电源充电的方式，这种供电方式使检测装置可使用时间受到很大程度的限制，不能满足随时随地监测的需求。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于可穿戴装置的脑电检测装置，该装置是设置于现有的可穿戴式设备上，例如智能手表、智能手环等，具有体积小巧、使用方便、使用时间长的优点。\n[0006] 本发明的目的通过以下的技术方案实现：基于可穿戴装置的脑电检测装置，包括脑电采集器、集成模拟前端、混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、电源管理模块、太阳能电池、输入装置和指示灯，所述脑电采集器包括单导脑电电极和参考电极，单导脑电电极置于帽子内侧，与额头接触，参考电极与帽子连接，夹在耳垂处，脑电采集器通过屏蔽电缆和音频接口连接器与可穿戴装置相连；脑电采集器与集成模拟前端相连，集成模拟前端通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)与混合信号微控制器相连，蓝牙模块通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用非同步收发传输器)与混合信号微控制器相连，蓝牙模块与外部网络连接；电源管理模块与太阳能电池相连，二者用于为脑电检测装置中混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、指示灯供电；显示装置、输入装置、指示灯分别与混合信号微控制器相连，并由混合信号微控制器控制工作，所述输入装置用于启动可穿戴装置的脑电检测功能，指示灯用于显示可穿戴装置当前所处的脑电检测功能状态。\n[0007] 优选的，所述电源管理模块包括太阳能充电电路、太阳能放电电路、太阳能充电控制器、太阳能放电控制器、太阳能接口、蓄电池接口、负载接口和蓄电池，其中太阳能电池与太阳能接口连接，蓄电池接口与蓄电池连接，蓄电池还设有接口用于与外部充电电源连接；\n负载接口与所述混合信号微控制器连接；太阳能充电控制器控制太阳能充电电路工作，太阳能电池通过太阳能充电电路向蓄电池充电；太阳能放电控制器控制太阳能放电电路工作，蓄电池通过太阳能放电电路向脑电检测装置中混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置、指示灯供电。\n[0008] 优选的，由所述太阳能充电电路和所述太阳能充电控制器组成的太阳能充电模块与由所述太阳能放电电路和所述太阳能放电控制器组成的太阳能放电模块彼此独立，充电和放电过程独立进行。从而可以大幅度降低功耗，进一步延长待机、使用时间。\n[0009] 更进一步的，所述太阳能电池采用多晶硅薄膜型太阳能电池。该电池是由高效能、高光电转换效率的多晶硅薄膜型光电材料得到的，因此具有体积小、供电时间长的优点。\n[0010] 优选的，所述蓝牙模块包括主控制模块、射频核心模块、通用外围设备接口模块、传感器接口模块和天线，所述主控制模块用于接收、存储混合信号微控制器传来的信号，并在信号需要向外传输时，将信号传入射频核心模块，主控制模块包括导线相连的主控制器、JTAG(Joint Test Action Group，联合测试工作组)接口、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、闪存、SRAM；所述射频核心模块用于在信号需要向外传输时，接收主控制模块传入的信号，并将信号由天线向外传输，射频核心模块包括导线相连的协控制器、数字锁相环、DSP调制解调器、SRAM、ROM和放大器，放大器与天线相连接；所述天线用于将信号发送到外部移动终端，并接收移动终端反馈结果，并将反馈结果发送到显示装置显示；通用外围设备接口模块由导线相连的I2C、UART和SPI组成；传感器接口模块包括导线相连的传感器控制器、ADC(Analog to Digital Converter,模拟数字转换器)和比较器；主控制模块分别通过导线与射频核心模块、通用外围设备接口模块和传感器接口模块相连。\n[0011] 更进一步的，所述主控制模块在将信号传到射频核心模块后进入睡眠状态。从而可以大大降低蓝牙模块的功耗。\n[0012] 更进一步的，所述传感器控制器用于感知外接脑电采集器的工作状态，若外接脑电采集器没有进行信号采集，则控制蓝牙模块自动进入睡眠状态。从而可以大大降低蓝牙模块的功耗。\n[0013] 更进一步的，所述蓝牙模块采用蓝牙标准V4.0，用以将wifi、UWB无线射频技术纳入蓝牙技术。从而将高速传输和超低功耗有机地结合，可以实现本发明与其他来自全球制造商不同设备之间的信息交互，进行信息共享。\n[0014] 具体的，所述集成模拟前端选用TI公司的ADS1291芯片，该集成模拟前端包含2个低噪声可编程增益放大器和2个高分辨率模数转换器，板载振荡器和内部参考，在这里采集到的脑电信号进行滤波、自动增益、AD转换。\n[0015] 具体的，所述混合信号微控制器选用TI公司的MSP430FR5739微控制器，在这里，采集到的脑电信号采用LMS自适应算法消除工频干扰，采用阈值过滤、重构信号的方法消除眼电伪迹，采用模极大值法消除肌电伪迹，采用小波消噪算法消除噪声，采用正交小波变换算法消除脑电脉冲干扰，并进一步采用运动补偿算法去除运动过程中产生的运动伪差。\n[0016] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：\n[0017] (1)本发明的脑电检测装置基于可穿戴装置，克服了传统脑电检测装置中由多电极形成的多通道连接采集脑电带来的使用局限性，并且通过可穿戴装置可以实现随时随地的脑电检测。体积小巧，可穿戴，结果准确，功耗极低，可利用太阳能充电，便于进行癫痫、精神性疾病、中枢神经系统变化、睡眠状态和生理与心理疲劳状态的随时随地监测，最大程度地降低脑电异常对机体的损害和生命危险。\n[0018] (2)本发明脑电采集器包括单导脑电电极和参考电极，单导脑电电极置于帽子内侧，与额头接触，参考电极与帽子连接，夹在耳垂处，脑电采集器可通过屏蔽电缆和音频接口连接器与可穿戴装置相连，与现有技术相比，突破了多电极形成的多通道连接采集脑电的束缚，使用方便，体积小巧，便于实时监测和对运动中脑电的监测。\n[0019] (3)本发明的蓝牙模块，一方面配有自主的超低功耗传感器控制器，可以自主感知外接脑电采集器的工作状态，若外接脑电采集器没有进行信号采集，则蓝牙模块自动进入睡眠状态。若外接脑电采集器进行信号采集，则蓝牙模块自动进入工作状态；另一方面采用更细致的分区管理，将数据接收、存储与数据向外传输分离，以便独立管理和运行，由混合信号微控制器传来的信号首先在主控制模块中进行接收、存储，主控制模块由主控制器控制工作，此时射频核心模块暂不工作，当信号需要向外传输时，在主控制器作用下将信号传输入射频核心模块，主控制模块随即进入睡眠状态，在协控制器控制下，经过数字锁相环、DSP调制解调器和放大器处理，由天线将此信号向外传输发送。相比于现有技术，以上两个方面可以很大程度地降低蓝牙模块的功耗，从而延长待机和使用时间。\n[0020] (4)本发明采用的蓝牙模块，相比于现有技术，可以很大程度上降低功耗，延长待机和使用时间，同时支持蓝牙、wifi、UWB无线射频技术，可实现本发明与其他来自全球制造商不同设备之间的信息交互，不仅可以将检测结果发送到智能终端，进一步计算得到健康参数，更可以为远程医疗监护和远程医疗诊断提供有力支持，与现有技术相比，具有更广泛的适用范围，可以获得更丰富的监测信息，从而给使用者带来更好的、更准确的、更实用的可穿戴医疗体验。\n[0021] (5)本发明的电源管理模块采取太阳能充电和充电电源充电两种供电模式。其中电源管理模块的太阳能充电模式，采用高效能、高光电转换效率的多晶硅薄膜型太阳能电池，这种新型光电材料制得的太阳能电池一方面可以减小电池体积，从而带来更良好的可穿戴体验，另一方面其高光电转换率保证了本发明的持久供电性能，与现有技术相比，当通过充电电源获得的电量耗尽后，可再利用太阳能电池高效能转换来的电量继续进行脑电的检测，突破了现有技术中脑电检测受电池电量限制的局限。同时，电源管理模块的太阳能充电模式采取充电模块和放电模块彼此独立的结构和工作方式，充电和放电过程不必同时进行，相比于现有技术，可以大幅度降低功耗，进一步延长待机、使用时间。多晶硅薄膜型太阳能电池的使用还可以大幅度降低成本，增加本发明的市场竞争力。\n[0022] (6)本发明采用集成模拟前端，使得信号处理效率更高，稳定性明显增强。克服了以往检测装置中测试装置复杂，需要使用大量电子元件，不易于实现便携化的缺点，此外，现有技术中脑电采集器采集到脑电信号后以模拟电压信号的方式向下一级传输，直到A/D转换处才实现数字化，这个过程中信号极易受到外界的干扰而引入噪声，本发明通过采用集成模拟前端，克服了这个缺陷，极大提高了测量结果的准确性。\n附图说明\n[0023] 图1是本实施例的硬件框图。\n[0024] 图2是本实施例的蓝牙模块的组成结构图。\n[0025] 图3是本实施例的电源管理模块组成图。\n[0026] 图4(a)是本实施例电源管理模块中太阳能充电控制器的电路图。\n[0027] 图4(b)是本实施例电源管理模块中太阳能充电控制器的蓄电池反接保护电路图。\n[0028] 图5是本实施例电源管理模块中太阳能放电控制器的电路图。\n[0029] 图6是本实施例电源管理模块中太阳能充电电路的电路图。\n[0030] 图7是本实施例电源管理模块中太阳能放电电路的电路图。\n[0031] 图8是本实施例混合信号微控制器的工作流程图。\n具体实施方式\n[0032] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。\n[0033] 实施例1\n[0034] 如图1所示，本实施例的硬件组成包括脑电采集器、集成模拟前端、混合信号微控制器、蓝牙模块、显示装置(即液晶显示器)、电源管理模块、太阳能电池、输入装置(即按键)和指示灯。脑电采集器与集成模拟前端相连，集成模拟前端通过SPI与混合信号微控制器相连，混合信号微控制器通过蓝牙模块与外部网络连接，蓝牙模块通过UART与混合信号微控制器相连，电源管理模块与太阳能电池相连，为脑电检测装置中混合信号微控制器、蓝牙模块、液晶显示器、指示灯供电，液晶显示器、按键和指示灯与混合信号微控制器相连，并由混合信号微控制器控制工作，所述按键用于启动可穿戴装置的脑电检测功能，指示灯用于显示可穿戴装置处于脑电检测功能状态。图1中黑色实线箭头表示电流走向，中空箭头表示采集到的脑电信号走向，虚线箭头表示控制指令走向。\n[0035] 具体的，本实施例中所述集成模拟前端选用TI公司的ADS1291芯片，该集成模拟前端包含2个低噪声可编程增益放大器和2个高分辨率模数转换器，板载振荡器和内部参考，在这里采集到的脑电信号进行滤波、自动增益、AD转换。\n[0036] 具体的，本实施例所述混合信号微控制器选用TI公司的MSP430FR5739微控制器，该微控制器为超低功耗型，在这里，采集到的脑电信号采用LMS自适应算法消除工频干扰，采用阈值过滤、重构信号的方法消除眼电伪迹，采用模极大值法消除肌电伪迹，采用小波消噪算法消除噪声，采用正交小波变换算法消除脑电脉冲干扰，并进一步采用运动补偿算法去除运动过程中产生的运动伪差。\n[0037] 本实施例中，脑电采集器包括单导脑电电极和参考电极，单导脑电电极置于帽子内侧，与额头接触，参考电极与帽子连接，夹在耳垂处，脑电采集器可通过屏蔽电缆和音频接口连接器与智能手表相连，从而将单导脑电图显示在智能手表的液晶显示器上。\n[0038] 如图2所示，本实施例的蓝牙模块，包括主控制模块、射频核心模块、通用外围设备接口模块和传感器接口模块。其中主控制模块由导线相连的主控制器、JTAG、ROM、闪存、SRAM组成；射频核心模块由导线相连的协控制器、数字锁相环、DSP调制解调器、SRAM、ROM和放大器组成，放大器与天线相接；通用外围设备接口模块由导线相连的I2C、UART和低功耗SPI组成；传感器接口模块由导线相连的超低功耗传感器控制器、ADC和低功耗比较器组成；\n主控制模块分别通过导线与射频核心模块、通用外围设备接口模块和传感器接口模块相连。\n[0039] 具体的，所述蓝牙模块通过如下方式达到功耗超低水平：\n[0040] (1)所述蓝牙模块配有自主的超低功耗传感器控制器，可以自主感知外接脑电采集器的工作状态，若外接脑电采集器没有进行信号采集，则蓝牙模块自动进入睡眠状态。若外接脑电采集器进行信号采集，则蓝牙模块自动进入工作状态。睡眠状态时蓝牙模块中只有中断检测程序运行，此时功耗极低，几乎可忽略不计。若超低功耗传感器控制器检测到外接脑电采集器进行信号采集，立即向蓝牙模块中主控制器传送中断指令，唤醒蓝牙模块中主控制模块运行。\n[0041] (2)该蓝牙芯片采用更细致的分区管理，将数据接收、存储与数据向外传输分离，以便独立管理和运行，由混合信号微控制器传来的信号首先在主控制模块中进行接收、存储，主控制模块由主控制器控制工作，此时射频核心模块暂不工作，当信号需要向外传输时，在主控制器作用下将信号传输入射频核心模块，主控制模块随即进入睡眠状态，在协控制器控制下，经过数字锁相环、DSP调制解调器和放大器处理，由天线将此信号向外传输发送，\n[0042] 该蓝牙模块除具备超低功耗的特性外，还利用最新的蓝牙标准V4.0提供一个平台，用以将wifi、UWB无线射频技术纳入蓝牙技术，将高速传输和超低功耗有机地结合，可以实现本实施例与其他来自全球制造商不同设备之间的信息交互，进行信息共享。此外，利用本实施例采集得到的脑电信号不仅可以在可穿戴装置的液晶显示器上显示单导脑电图，也可以通过蓝牙模块发送到移动终端，进一步计算其他健康参数，并将结果发送回可穿戴装置的液晶显示器上进行显示，同时，也可以将检测结果和计算得到的健康参数通过移动终端的无线网络传送到远程医疗监护中心和医院，实现远程监护和远程医疗。\n[0043] 本实施例的电源管理模块采取太阳能充电和充电电源充电两种供电模式。电源管理模块的结构如图3所示，由太阳能充电电路(见图6)、太阳能放电电路(见图7)、太阳能充电控制器(见图4(a)和图4(b))、太阳能放电控制器(见图5)、太阳能接口、蓄电池接口、负载接口、蓄电池组成。太阳能电池与太阳能接口连接，蓄电池接口与蓄电池连接，蓄电池也可以与外部充电电源相接，负载接口与所述混合信号微控制器相接。太阳能充电电路实现太阳能电池向蓄电池的充电过程，太阳能放电电路实现蓄电池向脑电检测装置中混合信号微控制器、蓝牙模块、液晶显示器、指示灯的放电过程，太阳能充电控制器控制太阳能充电电路工作，太阳能放电控制器控制太阳能放电电路工作。太阳能电池置于本实施例中可穿戴装置的腕带或手环上。电源管理模块采取太阳能充电模式时，由太阳能充电电路和太阳能充电控制器组成的太阳能充电模块与由太阳能放电电路和太阳能放电控制器组成的太阳能放电模块彼此独立，充电和放电过程独立进行，从而可以大幅度降低功耗，进一步延长待机、使用时间。电源管理模块的太阳能充电模式中，采用高效能、高光电转换效率的多晶硅薄膜型太阳能电池，这种多晶硅薄膜型太阳能电池在保持高光电转换效率的同时，使得太阳能电池得以薄膜化，一方面减小了太阳能电池的体积，提供更舒适的可穿戴体验，另一方面，降低了太阳能电池的生产成本，提高了本实施例的市场竞争力。\n[0044] 具体的，所述太阳能充电控制器的电路图如图4(a)所示，U2起电压比较和震荡作用，其中U2A是核心控制元件，VD3为红绿双色指示LED灯，用于指示充电工作状态，由U2B驱动，根据充电电池的参数指标，通过精密电位器RV1设定浮充电压，RT1为热敏电阻，用于微调不同温度时的浮充电压值。当偶尔发生电池过充时，将开关SW2接通可设置更高的浮充电压，起到补偿均衡的作用。VT2为电源开关，VD4为肖特基二极管，控制蓄电池向太阳能电池方向放电，VD5起蓄电池保护反接作用(见图4(b))，当极性接反时熔断器熔丝烧断，保护电路其余部分免遭损坏。当电池电压低于设定的浮充电压时，U2A输出高电平，LED指示红色，光耦导通使能开关管VT2，太阳能电池向蓄电池充电，当充电电压达到设定浮充电压值时进入浮充状态，LED进入双色闪烁指示状态。\n[0045] 具体的，所述太阳能放电控制器的电路图如图5所示，将开关S1切换至开位置时，供电激活集成运放工作，此时，如果蓄电池电压高于低电压指令(Low Voltage Directive,LVD)电压值，电压比较器输出低电压，VT5截止，上半部分电路驱动VT3，蓄电池为负载正常供电，如果蓄电池电压低于LVD电压值，VT5导通使得通断控制端输出低电压将VT3关断，切断负载电源，为避免负载在LVD电压值附近反复地进行通断操作，此时，将开关S1切换至关位置以自锁，同时关断放电控制系统以实现节能，发光二极管VD14用以提示电池电压接近LVD电压值，调节电位器RV2可调节LVD电压值。\n[0046] 具体的，所述太阳能充电电路图如图6所示，由单相桥式整流电路D和电感L滤波电路组成滤波单元，D可使太阳能电池始终向蓄电池充电而蓄电池不会向太阳能电池供电，且太阳能电池在光线骤变时产生交流电流或与蓄电池反接时，只能向蓄电池充电，滤波电路滤波整流后输出电压的稳波，使充电电流更稳定。\n[0047] 具体的，所述太阳能放电电路图如图7所示，采取两级电保护装置，以防外界短路或其他情况造成的电流骤增而损坏蓄电池以及其他电子元件，第一级保护采集高精密电阻R两段电压，当满足设定最大放电电流与高精密电阻阻值之积且持续20秒，确认短路，由混合信号微控制器控制R11切断放电回路。第二级保护为防止第一级电流过大且未持续20秒，将对电路造成损害，此时增加自恢复保险丝，当流经的电流达到额定值时，自恢复保险丝温度上升，电阻迅速增大，电流迅速减小，当过流消失时，电子保险丝自动回复到初始状态。\n[0048] 如图8所示，本实施例混合信号微控制器的工作流程如下：\n[0049] 当接收到来自集成模拟前端的数字信号后，依次对采集到的脑电信号采用LMS自适应算法消除工频干扰，采用阈值过滤、重构信号的方法消除眼电伪迹，采用模极大值法消除肌电伪迹，采用小波消噪算法消除噪声，采用正交小波变换算法消除脑电脉冲干扰，并进一步采用运动补偿算法去除运动过程中产生的运动伪差。若接收完全部信号则将单导脑电图显示在显示屏上，随即系统结束任务，否则继续接收集成模拟前端传输的数字信号。\n[0050] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。