前言

接触TGAM脑电波模块是在年初的时候。刚好临近毕业，指导老师找到了我，想让我加入他负责的毕业课题。在此之前有用过Tensorflow做过一个菜品识别的小程序，当时第一步的构思就是收集大量的脑电波数据，用TF训练机器学习模型，但是后来因为考HCIE跟公司项目的事情耽搁了几个月，又临近了毕业答辩，就只是简单的利用了TGAM模块收集到的专注值跟放松值对灯泡进行了一个简单的控制。

前期准备

网上收集TGAM模块的资料

网上介绍TGAM的模块的资料实在是太少了，找了挺久的，找到了一个“基于神念TGAM的脑波小车”的项目，链接如下：https://www.cnblogs.com/fangyuanjili/archive/2018/04/01/8687844.html 。这个项目对TGAM模块发送过来的包的讲解非常的详细。接下来就是进行解包操作，还是由于时间问题，解包的步骤是参考这个老哥的，链接如下：https://blog.csdn.net/y786256773/article/details/80167900

了解蓝牙

刚好公司的上一个项目是一个蓝牙控制器的小程序，手里有一些蓝牙模块，了解了一下蓝牙的工作原理。主要是手贱，把模块给弄坏了，用某宝的物品识别竟然找到了相同型号的SPP模块，艰难的手动焊了一个上去，完美修复。（滑稽）

ps:接收端是用的千月的蓝牙适配器（有点想吐槽）

项目架构

理想级架构

现实级架构

不放了，放了丢人

代码讲解

整个项目分：脑电波接收端、树莓派控制端.

脑电波接收端

脑电波接收端用了pyqtgraph库，用于显示脑波数据跟专注值/放松值

//数据显示
class ShowThread(threading.Thread):def __init__(self, parent=None):super(ShowThread, self).__init__(parent)self.is_started = threading.Event()self.win = pg.GraphicsWindow(title="脑电波")self.win.resize(1000, 600)self.win.setWindowTitle('脑电波检测值')pg.setConfigOptions(antialias=True)self.p2 = self.win.addPlot(title="专注值(蓝色)/放松值(绿色)")self.p6 = self.win.addPlot(title="脑电波值")self.curve = self.p6.plot(pen='y')self.curve2 = self.p2.plot(pen=(0, 255, 0), name="放松值")self.curve3 = self.p2.plot(pen=(0, 0, 255), name="专注值")self.ptr = 0self.ptr2 = 0def run(self):while True:self.curve.setData(data)self.curve2.setData(data2)self.curve3.setData(data3)self.is_started.wait(timeout=0.2)

//接收eeg数据
class EEGThread(threading.Thread):def __init__(self, parent=None):super(EEGThread, self).__init__(parent)self.ip = "http://192.168.43.10"self.com = "COM9"self.bps = 57600self.vaul = []self.is_open = Falseself.is_close = Truedef checkList(self,list,num):list_num = 0for i in list:if i > num:list_num += 1return list_num//检测接收的eeg信号包中的delta值是否持续大于200，此方法是我写的一个粗糙的检测眨眼等生物电流的算法，当监测到之后执行关灯操作def checkEeg(self):old_num = 0delta_num = 0for old in old_data:if self.checkList(old,200)>5:old_num += 1delta_num =self.checkList(delta_data, 50000)if old_num > 3 and delta_num > 4:return Trueelse:return Falsedef run(self):global data,data2,data3,old_data,delta_datatry:t = serial.Serial(self.com, self.bps)b = t.read(3)requests.get(self.ip + "/gpio", params={"oper": "startr"})print(str(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime(time.time())))+"脑电波设备配对中")while b[0] != 170 or b[1] != 170 \or b[2] != 4:b = t.read(3)if b[0] == b[1] == 170 and b[2] == 4:print(str(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime(time.time())))+"配对成功。")requests.get(self.ip+"/gpio", params={"oper": "startb"})a = b + t.read(5)if a[0] == 170 and a[1] == 170 and a[2] == 4 and a[3] == 128 and a[4] == 2:while 1:try:a = t.read(8)sum = ((0x80 + 0x02 + a[5] + a[6]) ^ 0xffffffff) & 0xffif a[0] == a[1] == 170 and a[2] == 32:y = 1else:y = 0if a[0] == 170 and a[1] == 170 and a[2] == 4 and a[3] == 128 and a[4] == 2:p = 1else:p = 0if sum != a[7] and y != 1 and p != 1:b = t.read(3)c = b[0]d = b[1]e = b[2]while c != 170 or d != 170 or e != 4:c = dd = ee = t.read()if c == (b'\xaa' or 170) and d == (b'\xaa' or 170) and e == b'\x04':g = t.read(5)if c == b'\xaa' and d == b'\xaa' and e == b'\x04' and g[0] == 128 and g[1] == 2:a = t.read(8)breakif a[0] == 170 and a[1] == 170 and a[2] == 4 and a[3] == 128 and a[4] == 2:high = a[5]low = a[6]rawdata = (high << 8) | lowif rawdata > 32768:rawdata = rawdata - 65536sum = ((0x80 + 0x02 + high + low) ^ 0xffffffff) & 0xffif sum == a[7]:self.vaul.append(rawdata)if sum != a[7]:b = t.read(3)c = b[0]d = b[1]e = b[2]while c != 170 or d != 170 or e != 4:c = dd = ee = t.read()if c == b'\xaa' and d == b'\xaa' and e == b'\x04':g = t.read(5)if c == b'\xaa' and d == b'\xaa' and e == b'\x04' and g[0] == 128 and g[1] == 2:a = t.read(8)breakif a[0] == a[1] == 170 and a[2] == 32:c = a + t.read(28)delta = (c[7] << 16) | (c[8] << 8) | (c[9])# print(delta)data = self.vaulold_data.append(data)if len(old_data) > 10:old_data = old_data[-10:]delta_data.append(delta)if len(delta_data) > 10:delta_data = delta_data[-10:]flag = self.checkEeg()data2.append(c[32])if len(data2) > 20:data2 = data2[-20:]data3.append(c[34])if len(data3) > 20:data3 = data3[-20:]if self.is_open and flag and not self.is_close:print(str(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime(time.time())))+"关闭灯成功")requests.get(self.ip+"/gpio", params={"oper": "stopall"})# requests.get(self.ip + "/gpio", params={"oper": "startr"})self.is_close = Trueself.is_open = Falseif c[32] > 70 and not self.is_open and self.is_close and not flag:print(str(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime(time.time())))+"开启灯成功")requests.get(self.ip+"/gpio", params={"oper": "startg"})requests.get(self.ip+"/gpio", params={"oper": "start"})self.is_open = Trueself.is_close = Falseself.vaul = []except Exception as e:# print(e)sse =1except Exception as e:# print(e)sse = 1

树莓派控制端

树莓派利用GPIO串口对led灯进行开关操作，led灯泡一头接gnd，一头接入程序设定的串口上，这里我做了指示灯跟照明灯，使用flask框架向外提供url接口

//flask设置的路由
api.add_resource(GPIORoute, '/gpio')
class GPIORoute(Resource):def get(self):try:self.parser = reqparse.RequestParser()self.parser.add_argument('oper', type=str, help='status: type is str')self.args = self.parser.parse_args()self.oper = self.args['oper']if self.oper == "start":gpio.jox_start("LED")elif self.oper == "stop":gpio.jox_stop("LED")elif self.oper == "startr":oper=""gpio.jox_start("RED")elif self.oper == "startg":gpio.jox_start("GREEN")elif self.oper == "startb":gpio.jox_start("BULE")elif self.oper == "stoprgb":gpio.jox_stop("RGB")elif self.oper == "stopall":gpio.jox_stop("LED")gpio.jox_start("RED")elif self.oper == "exit":gpio.jox_exit()except Exception as e:print(e)return "erro"


//控制GPIO串口的线程类，这里使用的是13、19、26串口
class GPIO(Thread):def __init__(self):Thread.__init__(self)self.LED = 15self.SLEDR,self.SLEDG,self.SLEDB =13,19,26RPi.GPIO.setmode(RPi.GPIO.BCM)RPi.GPIO.setup(self.LED, RPi.GPIO.OUT)self.pwm = RPi.GPIO.PWM(self.LED, 70)self.pwm.start(0)RPi.GPIO.setup(self.SLEDR, RPi.GPIO.OUT)RPi.GPIO.setup(self.SLEDG, RPi.GPIO.OUT)RPi.GPIO.setup(self.SLEDB, RPi.GPIO.OUT)self.pwmR = RPi.GPIO.PWM(self.SLEDR, 70)self.pwmG = RPi.GPIO.PWM(self.SLEDG, 70)self.pwmB = RPi.GPIO.PWM(self.SLEDB, 70)self.pwmR.start(0)self.pwmG.start(0)self.pwmB.start(0)def jox_start(self,jox_type):print(jox_type+":start")try:  if jox_type == "LED":self.led_exit = Event()self.pwm.ChangeDutyCycle(100)elif jox_type == "RED":self.pwmR.ChangeDutyCycle(100)self.pwmG.ChangeDutyCycle(0)self.pwmB.ChangeDutyCycle(0)elif jox_type == "GREEN":self.pwmR.ChangeDutyCycle(0)self.pwmG.ChangeDutyCycle(100)self.pwmB.ChangeDutyCycle(0)elif jox_type == "BULE":self.pwmR.ChangeDutyCycle(0)self.pwmG.ChangeDutyCycle(0)self.pwmB.ChangeDutyCycle(100)except Exception as e:print(e)def jox_stop(self,jox_type):print(jox_type+":stop")try:if jox_type == "LED":self.pwm.ChangeDutyCycle(0)elif jox_type =="RGB":self.pwmR.ChangeDutyCycle(0)self.pwmG.ChangeDutyCycle(0)self.pwmB.ChangeDutyCycle(0)except Exception as e:print(e)def jox_exit(self):try:RPi.GPIO.cleanup()except Exception as e:print(e)

结尾

写得有点菜，欢迎各位大佬指正，github地址：https://github.com/jon-son/jox-egg

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