高效便携式脑功能fNIRS信号采集与USB传输系统设计

本文主要介绍了设计的一款新型便携式脑功能近红外信号采集传输系统。该系统利用功能近红外光谱技术(fNIRS)，这是一种非侵入式的脑功能成像技术，具备安全性高、体积小巧和易于集成等优点。它通过双波长LED和光电传感器作为探头，实时监测并采集脑部的血氧浓度信号。系统的核心硬件包括STM32F407单片机和TI公司的ADS1299模拟前端集成，这使得系统具有高效能、低功耗和高精度特性。 下位机的设计特别关注了数据传输效率，采用了USB Human Interface Device (HID) 协议，通过这种协议，系统与上位机之间的数据交换便捷且无需额外驱动程序开发，大大简化了系统的维护和兼容性。上位机程序则是在Visual Studio 2010环境下开发，利用Windows API函数实现了与下位机的稳定通信。 在无线传输技术的选择上，文章提到过去的研究者们尝试了蓝牙、ZigBee、WiFi和RF等多种技术，但它们在多通道应用中的速率有限，比如802.11b无线局域网和GPRS技术的传输速度都不及有线技术如USB2.0。因此，本文选择USB HID协议作为有线传输方式，以克服无线传输可能面临的速率瓶颈。 这款便携式脑功能近红外信号采集传输系统的设计注重了实时性、精确性和便捷性，通过优化硬件选型和数据传输协议，使得在医疗、康复和运动生理等领域具有广阔的应用前景。