【OpenBCI】（2）：原始数据包解码

去年我写了一篇OpenBCI的博客【OpenBCI】：Matlab实时读取数据流（labstreaminglayer），讲述如何用python的SDK将OpenBCI数据读取到Matlab中。
后来我想，既然是串口通信，能不能用Matlab串口直接读取OpenBCI的数据，跳过官方的python。答案是肯定的。下面讲述一下我利用串口调试助手对OpenBCI原始数据包的解码过程及其数据格式，这样大家可以用任何语言（例如C#，.Matlab等）的串口通信去开发OpenBCI，不再拘泥于python。

1.连接串口

要利用串口调试助手去解码OpenBCI数据，我们先下载一个串口调试助手【串口调试助手下载】
打开串口调试助手，设置串口格式如下：

串口波特率：115200
数据位：8
停止位：1
校验位：无

选择OpenBCI对应的串口号（我的是COM3），打开串口。此时我们再重启一下OpenBCI就可以看到，串口调试助手显示以下信息。代表OpenBCI就位。

2.获取数据包

此时给串口发送不同的字母代表不同的指令：

b--------------begin, 开始采集数据
s--------------stop，停止采集数据
f--------------filter，添加60Hz工频滤波器（国内为50Hz，暂时用不到）
g--------------关闭60Hz工频滤波器（国内为50Hz，暂时用不到）

更多指令参考官方网站[OpenBCI指令集]
我们在串口调试助手下面的发送框里，输入字母“b”，然后点击发送，OpenBCI就开始输出数据到串口，我们可以看到滚动的数据流。

3.数据包解码

因为OpenBCI采样频率为250Hz，所以每秒有250个数据包，部分数据包放大看一下，如下图所示：

图中每一行代表一个数据包，每个数据包由33个字节组成，OpenBCI的所有采集数据（包括8通道的脑电数据和陀螺仪数据）都在这些数据包里。例如上图中的第一行，其数据格式如下：

每个脑电通道数据由3个字节组成，该数据为：低字节序有符号整数（little endian signed integer），即：

第一个字节小于等于127（0x7F）时，该数为正整数
如通道数据0x29 0x96 0x49 即为 2725449
第一个字节大于127（0x7F）时，该数为负整数
如通道数据0xE1 0x96 0x49，即为 -1993143
可以理解为 0x01 0x00 0x00 0x00 - 0xE1 0x96 0x49 = -1993143

计算出的整数乘以系数scale_fac_uVolts_per_count = 0.022351744455307063 即可得到单位为uV的电压数据。

4.结束语

知晓了OpenBCI的数据包格式，这样大家可以用任何语言（例如C#，.Matlab等）的串口通信去读取OpenBCI的原始数据，不再拘泥于官方的python SDK。
是以为记！