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基于LabVIEW的眼电监护系统设计
眼电监护系统是一种能够监测人眼运动和脑波活动的仪器。它可以用于研究人类眼球运动的特征、疾病诊断以及心理学研究，比如研究在任务相关性持续时间中的认知负荷和疲劳状态。基于LabVIEW的眼电监护系统设计是一种高效、精准的监测技术，具有广泛的应用价值。
一、系统设计方案
本系统设计主要分为六个部分：硬件设备、信号处理、数据存储、实时性能、用户界面和数据分析。其中，硬件设备主要包括眼电放大器、呈现器、并行运动跟踪器和LabVIEWDAQ卡。信号处理部分主要涉及信号滤波、分析和特征提取；数据存储部分用于记录数据；实时性能用于监测用户是否在任务目标中；用户界面用于方便测量者操作；数据分析用于处理数据，分析结果。
二、硬件设备
1.眼电放大器
眼电放大器是眼电监护系统中最重要的设备之一。它可以将小到几微伏的眼电信号放大到可以获取的范围，来满足信号处理部分的需求。目前市场上存在一些成熟的眼电放大器品牌，如BrainAmp，Nicolet等。本文选择使用BrainAmp作为眼电放大器。此种眼电放大器提供了高质量的信号放大及过滤功能，提高了信号的质量并减少了其他噪声的干扰。
2.呈现器
呈现器是用来呈现视觉刺激的设备。常见的呈现器有CRT、LCD、LED等。在本系统方案中，我们选择LCD屏幕，因为它可以提供更宽的视野和更好的图像质量。
3.并行运动跟踪器
并行运动跟踪器是一种用于测量眼球运动的设备，它可以记录眼球运动信息，以研究眼动的规律。常见的并行运动追踪器有眼动仪（eye-tracker）、红外线检测仪(infrareddetection)等。本系统方案中，我们选择了eye-tracker，因为这种仪器具有精度高、响应速度快等优点。
4.LabVIEWDAQ卡
LabVIEWDAQ卡是一种可以在LabVIEW中读取模拟信号或数字信号的设备。本系统中我们选择了NIDAQmx6211这种卡，因为它可以更加方便地与LabVIEW交互，同时能够高速并行地读取数据。
三、信号处理
信号处理是眼电监护系统中最为核心的功能之一，目的是对眼电信号进行有效的处理以达到准确的数据分析。信号处理部分包括：
1.信号处理流程设计
首先，将采集得到的原始眼电信号传入滤波器进行去除噪声。本系统采用了带通滤波器二次滤波，频率范围在0.5Hz到100Hz之间。然后，将信号传入特征提取器中，提取眼动幅度、速度等特征值。最后，将分析得到的数据传入数据存储进行记录和后续分析。
2.信号滤波
信号滤波是信号处理的第一步，它可以保留有用的眼动信息，去除噪声和干扰。在实现时，可按照以下代码进行滤波：
(1)实现一个Butterworth型滤波器。
(2)取样频率为200Hz，带通频率为2-100Hz，阶数为4.
(3)获取眼电信号并将其传入滤波器以得到滤波后的信号.
3.信号分析
眼动信号的分析包括对频率、平均速度、平均峰值大小等多个方面的分析。这些数据涉及到眼球运动的基本特征，可以通过特征提取器、滤波器和其他方法来提取。下面是一个简单的示例：
(1)列出眼动信号中运动次数的统计数据。
(2)比较眼睛跟随屏幕中心的时间。
(3)比较眼部扫视广告的时间。
四、数据存储
数据存储是眼电监护系统中一个非常重要的环节。数据存储涉及到的主要有数据的格式、大小、存储方式等。常见的数据格式包括.csv、.txt格式等。本文数据存储采用CSV格式，因为它可以允许统计软件轻松处理这些数据，并且可以轻松地与LabVIEW进行交互。
五、实时性能
系统的实时性能是指当用户参与视觉任务、指定交互等相关行为时，系统响应和反馈的速度和精度。在实现时，有以下三种连续性反馈的途径。
1.可视化反馈
利用可视化界面及即时显示，对测量及分析结果进行实时反馈，使得测量者及时得知反馈信息。
2.听觉反馈
通过不同声音的响应来提供与可视化反馈不同的传感器引导。
3.电动反馈
通过微电机、振动器等电动设备，反馈不同品质信息。
六、用户界面
用户界面是系统对外的接口之一。它实现了系统的交互和控制、采样器和分析器的启动和停止、数据处理时的参数调整等。在本文中，我们使用了LabVIEW平台来实现用户界面的设计，提供了友好的界面和操作，对操作的方便性和效率进行了优化。
七、数据分析
数据分析环节是对实验的最终结果进行统计和对比。比如可以基于神经网络识别出测量数据中的异常行为(如眨眼)进行分析；可以基于统计方法提取出测量结果的分布，进行数据的分类和重点突出。
八、结论
基于LabVIEW的眼电监护系统设计具有清晰的流程，一定的自适应性和可扩展性，能够实现对眼部运动的实时监测和分析，适用于医疗、心理学和其他相关领域。虽然本系统设计没有覆盖所有的应用场景，但可以帮助用户理解并开发出符合自身需求的方案。