姚波

(四川信息职业技术学院 教务处, 四川 广元 628040)

0 引言

国内外研究表明，心理素质水平与人体生理参数息息相关，可通过仪器采集人体生理参数反映个体的心理素质[1]。部分研究者利用能够反映个体神经肌肉生物活动的表面肌电信号来评估心理素质，还有学者利用心率电变异信号来解释不同人的心理素质水平[2-3]。本文以表面肌电信号和心率异常信号为采集对象，设计了心理素质评估平台，设计方案如下。

1 系统总体架构

该系统由上位机、无线接收单元和生理信号采集单元组成,如图1所示。

生理信号采集单元包括MCU微控制器、无线发送模块、电源模块、A/D信号转换模块、生理信号调整模块、EMG传感器和BVP传感器组成。BVP传感器和EMG传感器分别用于采集人体的心率变异信号和表面肌电信号，经过信号调整模块进行滤波和放大处理。并通过A/D信号转换模块将处理后的模拟信号转换成数字信号，输入微控制器中进行存储和处理。

无线接收单元包括与上位机通信的USB接口和无线接收模块。无线收、发模块负债通过上位机的协同指令实现整个系统的数据和指令传输。

图1 心理素质评估训练平台架构

上位机单元能够发出采集指令，通过无线收、发模块将指令传达给采集单元，并采集人体生理信号。采集后的信号进化处理后封装、打包，通过无线网络传输至上位机，以便分析、处理和显示。

2 硬件设计

2.1 生理信号采集单元的设计

(1) 表面肌电信号采集