一种基于脑电波检测及通知系统技术领域
本发明涉及一种脑电波系统，尤其涉及一种基于脑电波检测及通知系统。
背景技术
人脑中有许多的神经细胞在活动着，而成电器性的变动。这些由大脑所产生的电
流脉冲，称之为“脑波”。 脑电波是是一些自发的有节律的神经电活动，脑波依频率可分为
四大类：β波 14HZ一100HZ（有意识）、α波8-13HZ（桥梁意识）、θ波4-7HZ（潜意识）及δ波1-3HZ
（无意识）。这些意识的组合，形成了一个人的内外在的行为、情绪及学习上的表现。脑电图
（Electroencephalography, EEG）是通过脑电图描记仪，将人体脑部自身产生的微弱生物
电于头皮处收集，并放大记录而得到的曲线图。脑电图测量来自大脑中神经元的离子电流
产生的电压波动。因此可通过脑电图的检测，判断人的心理状态变化。
随着科技的进步，脑电图检测设备的体积小型化，脑电设备更适合人们日常使用。
通过脑电算法，可将脑电数据转换为可量化的专注度，焦虑度，放松度，认知度等，可在不同
领域应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于脑电波检测及通知系统，能够根据该系统，将脑
电波转换为各种执行指令，输出至执行设备中进行执行，实用方便且用途广泛。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种基于脑电波检测系统及通知系统，包括：
获取脑电波数据的脑电波信号输入单元、信号放大单元、滤波单元；
所述信号放大单元与脑电波信号输入单元连接，将脑电波信号输入单元的信号进行放
大；
所述滤波单元与信号放大单元连接，用于将已放大的脑电波信号中的杂波、干扰波滤
除。
所述基于脑电波检测系统及通知系统还包括：MCU信号处理单元、数据存储单元、
信号输出单元；
所述MCU信号处理单元电性连接所述滤波单元，将滤波后的脑电波信号进行处理，所述
MCU信号处理单元电性连接信号输出单元，将处理后的脑电波信号所对应的执行信号输出。
所述MCU信号处理单元还电性连接存储单元。
本发明的工作原理为：脑电波输入单元采集人体大脑的脑电波信号，采集脑电波
的振幅、频率、波动和相位等参数，转化为数字信号，将该数字信号进行放大和滤波处理后，
输入MCU信号处理单元进行处理，MCU信号处理单元与存储单元中的对比数据进行对比，将
脑电波的数据转化为一些可量化的专注度、焦虑度、放松度、认知度等，从而输出反馈信号，
所述反馈信号输出至信号输出单元，信号输出单元将该信号输出至各执行系统中进行执
行。
本发明通过前端的脑电波信号输入单元、放大和滤波单元采集并初步处理脑电波
信号，将处理的脑电波信号传输至MCU信号处理单元进行复杂的处理后，输出执行信息，根
据脑电波信息的不同，可根据需要输出不同的执行信息，非常方便，且应用广泛。
附图说明
图1为本发明实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
四种基本脑电波分别是：α波、β波、δ波、θ波；这四种脑电波构成脑电波图。脑电图
是脑内电波的显示，但脑内电波的电压很小，只有百万分之几伏特。
α波（8—13赫兹）是四种基本脑波之一。我们通常所指的潜意识状态，即指人的脑
波处于α波时的状态。α波是连接意识和潜意识的桥梁，是有效进入潜意识的唯一途径，能够
促进灵感的产生，加速信息收集，增强记忆力，是促进学习与思考的最佳脑波。当大脑充满α
波时，人的意识活动明显受到抑制，无法进行逻辑思维和推理活动。此时，大脑凭直觉、灵
感、想象等接收和传递信息。α脑波的振荡平均为10次/秒。在脑波中α脑波是第一个被发现
的。近百年来，无数的科学家花费了大量的时间用于研究α脑波，因此关于α脑波的基础研究
的知识和结论积累丰富。
θ波（4-8赫兹）是持续时间为1/8－1/4秒的一种脑电波成分。把频率为4－8赫兹的脑电
波节律称为θ节律（θrhyt-hm）。它与δ波一样，在正常人睡眠时出现，若觉醒时出现与α波同
样程度的振幅，则属于不正常现象。但青年女性有时在觉醒时可看到低振幅的θ波。儿童在
觉醒期间，特别是在不快、沮丧状态或从睡眠中觉醒过来时等情况下也可看到θ波。
θ波为优势脑波时，人的意识中断，身体深沉放松，这是一种高层次的精神状态，也
就是我们常听到的“入定态”。在这样的状态下，由于意识中断使得我们平常清醒时所具有
批判性或道德性的过滤机制被埋藏起来，因而大开心灵之门，对于外界的讯息呈现高度的
受暗示性状态（Hyper-suggestibility），这就是为什么人在被催眠时会容易接收外来的指
令。此外，θ波与脑部边缘系统有非常直接的关系，对于触发深层记忆、强化长期记忆（LTP）
等帮助极大，所以，在科学界称θ波为“通往记忆与学习的闸门”－The Gateway to
Learning and Memory。
δ波（0.4-4赫兹）是脑电波的一个组成部分，它的持续时间长于1/4秒。频率在4Hz
以下的脑电波节律称δ节律（δrhythm）。成人的δ波只在睡眠时出现，如果非睡眠时出现，则
属异常。但在幼儿非睡眠时也可出现。
δ波为优势脑波时，为深度熟睡，无意识状态。人的睡眠品质好坏与δ波有非常直接
的关联；δ睡眠是一种无梦且很深沉的睡眠状态，通常一夜正常的睡眠周期会出现四至五
次，而发生在睡眠初期第一个出现周期是无梦的δ波（Non-REM）状态，所以，如果在辗转难眠
时，能让自己召唤出近似δ波边缘状态的身心感觉（当然要经过训练），您就可以很快地摆脱
失眠并进入深沉睡眠，真正睡美容觉追求的就是这种时间短但深入的睡眠。此外，根据科学
研究，δ波亦是开发人类直觉雷达系统，以及超能神秘力量的关键。
β波（13—40赫兹），闭目进入安静时出现α波，但进行视觉刺激，计算表明，可变成
振幅小的β波。贝塔脑波（BETA）在清醒时出现，伴有需努力能够达到的注意力集中。
这种脑电波反映的是人类在一种通常的、日常的清醒状态下的脑电波情况。它是
一般清醒状态下大脑的搏动状况，在这种状态下，你和我就会出现逻辑思维、分析以及有意
识的活动。当你睁着双眼，目光盯着这个世界的一切事物，或者你在执行专门任务，比如解
决问题和谈话。你头脑警觉、注意力集中、行动有效。但可能还有点情绪波动或焦虑不安，这
就是典型的β脑波状态的人有时的反映，出现烦恼、气愤、恐惧、恼火、紧张以及兴奋状态。
如图1所示，一种基于脑电波检测系统及通知系统1，包括：
获取脑电波数据的脑电波信号输入单元2、信号放大单元3、滤波单元4；
所述信号放大单元与脑电波信号输入单元连接，将脑电波信号输入单元的信号进行放
大；
所述滤波单元与信号放大单元连接，用于将已放大的脑电波信号中的杂波、干扰波滤
除。
所述基于脑电波检测系统及反馈系统还包括：MCU信号处理单元6、存储单元5、信
号输出单元7；
所述MCU信号处理单元电性连接所述滤波单元，将滤波后的脑电波信号进行处理，所述
MCU信号处理单元电性连接信号输出单元，将处理后的脑电波信号所对应的执行信号输出，
执行信号输出至执行设别7进行执行。
所述MCU信号处理单元还电性连接存储单元。
其中，所述信号输出单元为无线信号输出单元或有线信号输出单元，所述无线信
号输出单元包括但不限于蓝牙或wifi模块。
实施例一
由于自闭症病症的特殊性，患者具有较强的行为能力，且存在一定程度上的自残和暴
力倾向，如若自闭症患者在儿童时期没有良好的矫治，待到进入青春期或成年，将给家庭带
来极大的生活负担和精神负担，给社会带来极大的安全隐患。自闭症患者只有早发现、早介
入、早治疗、才能收到良好的矫治效果。
此系统可对自闭症儿童进行实时行为监控及辅助治疗。脑电波采集处理系统中的
脑电波信号输入单元采集自闭症儿童不同时刻不同情境时的脑电波，该脑电波经过MCU处
理单元处理后，通过蓝牙单元将数据传输至远程的智能接收设备进行实时监测，如监测到
儿童情绪波动较大，则输出提醒信号，通知家人或医生，同时输出安抚信号，控制远程的音
乐播放器播放稳定儿童情绪的音乐。
智能接收设备通过相应软件分析系统，分析记录重要信息，并通过Wifi上传详尽
的脑电波及分析信息到云医疗平台，可为专业的医师治疗提供有效的数据参考，为更专业、
更深层次的病情诊断和分析提供依据。
具体地，脑电波采集系统采集到自闭症儿童的β波的振幅过高或波动较大，则自闭
症儿童正处于发病期。具体地β波在32赫兹以上则为振幅过高；β波在较短时间内变动幅度
超过15-20赫兹，则也可认定为情绪激动的发病期。所述MCU处理单元获取该信号进行分析
计算后，将分析结果通过蓝牙单元发送至远程的接收端。同时，MCU处理单元通过蓝牙单元
将执行指令发出，远程音乐播放器接收到该执行指令，开始播放稳定儿童情绪的音乐。
实施例二
在学生教育方面，可应用于语文、数学、英语等科目教材的学习，耳机形脑波仪可以应
用于监测学生学习时的专注度水平和认知度水平，并可根据学生的反馈数据检验教材的设
计型式是否可吸引学生专注学习。若学习中系统发现某位学生专注度大幅下降也可提醒教
师或者振动提醒学生。
此系统也可将学生的专注状态数据推送给家长作为课后学习的参考。此系统也可
配合脑力训练软件使用，通过电脑画面及音频的引导，直观地呈现使用者目前的专注及放
松程度，而让使用者学习到如何掌握及训练自己大脑的专注及放松，加强使用学生专注度
和认知度，提升学习能力。
具体的，所述脑电波采集系统采集到被采集学生振幅较小的α波（8-9赫兹），则该
学生的学习专注度不高，MCU处理单元将采集到的α波进行分析处理后，生成专注度数据，并
形成专注度曲线，该曲线通过蓝牙单元发送至远程的接收端；同时，MCU处理单元发送提醒
指令给设定的接收端，提醒该学生专注度较低；进一步地，所述MCU处理单元发送执行指令
至脑波发生装置，产生振幅较高的α波（9-12赫兹），改善该学生α波的振幅，从而提高其专注
度。
实施例三
中国已经进入老龄化社会，我国养老设施和保障发展还不成熟，机构养老（如养老院）
的床位极度短缺，仅占老年人口的1.77%，社区养老的建设也不完善。因此家庭养老是目前
我国主要的养老方式。如若在居家环境中老年人或者行动不便的人士发生意外，呼救信息
难以发生。
此系统可在老年人或者行动不便的人士发生意外时，自动检测脑电波的异常变
化，将求救信息发给家人或者医院，可以尽快实施救援。
对于脑部疾病患者 (如癫痫，脑梗等)，患者患病突然，难以防范，此系统可以最快
速度将求救信息发出，节省宝贵的黄金响应时间，最大程度保护使用者的生命安全。具体
的，当脑电波信号输入单元检测到的脑电波与平时该老人正常状态下波动较大时，MCU信号
处理单元根据该信息，发出通话指令通过信号输出单元发送出去，电话拨号装置向其家人
和医院拨打求救电话，求救语音预先设置在存储单元中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在
本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围
内。