The development of a bluetooth based portable wireless EEG measurement device

Since the interest of a brain science research is increased recently, various devices using brain waves have been developed in the field of brain training game, education application and brain computer interface. In this paper, we have developed a portable EEG measurement and a bluetooth based wireless transmission device measuring brain waves from the frontal lob simply and conveniently. The low brain signals about 10~100${\mu}V$ was amplified into several volts and low pass, high pass and notch filter were designed for eliminating unwanted noise and 60Hz power noise. Also, PIC24F192 microcontroller has been used to convert analog brain signal into digital signal and transmit the signal into personal computer wirelessly. The sampling rate of 1KHz and bluetooth based wireless transmission with 38,400bps were used. The LabVIEW programing was used to receive and monitor the brain signals. The power spectrum of commercial biopac MP100 and that of a developed EEG system was compared for performance verification after the simulation signals of sine waves of $1{\mu}V$, 0~200Hz was inputed and processed by FFT transformation. As a result of comparison, the developed system showed good performance because frequency response of a developed system was similar to that of a commercial biopac MP100 inside the range of 30Hz specially.

블루투스 기반 휴대용 무선 EEG 측정시스템의 개발

최근 뇌 과학 연구에 관심이 높아지면서 두뇌 훈련게임, 교육응용분야 및 BCI(brain Computer Interface)등 여러 분야에서 뇌파를 이용한 장치들이 개발 되고 있다. 본 논문에서는 전두엽 뇌파를 이용해서 간편하고 손쉽게 사용할 수 있는 블루투스 기반 무선 포터블형 뇌파 측정장치를 설계 제작하였다. 10~100 ${\mu}V$의 낮은 진폭을 가진 뇌파를 증폭하여 수V까지 증폭하였고 불필요한 잡음신호와 60 Hz의 전원 노이즈를 제거 하기위하여 저역필터, 고역필터 및 노치 필터를 설계하였다. 또한, 아날로그 뇌파신호를 디지털신호로의 변환과 PC로의 무선 전송을 위해 PIC24F192 마이크로컨트롤러를 사용하였다. AD변환 샘플링율은 1kHz로 하였고, 블루투스방식의 무선전송방식을 이용하여 38,400bps로 PC로 전송하였다. PC로 입력할 때 LabVIEW 프로그램를 이용하여 뇌파신호를 수신하여 모니터링 하였다. 상용 뇌파측정 장치인 Biopac MP100과 개발된 장치에 각각 $1{\mu}V$, 0~200Hz의 동일한 사인파 시뮬레이션 신호를 입력한 후 FFT 변환 후 각각 파워스펙트럼을 분석하여 성능 검증을 비교했다. 상용 Biopac 시스템 MP100과 비교해 본 결과 특히, 30Hz이하의 주파수영역에서 유사한 주파수 응답 특성결과를 얻어 제작된 시스템의 정확도가 우수함을 알 수 있었다.