用TM4C123GH6PM解析TGAM数据包

本次开发使用神念科技的TGAM模块，该模块突破了医用常规的湿传感器使用上的不便，TGAM和人体的接触只需要一个简单的干接触点，使用时，用一电极夹住左耳垂作为基准电位，另一电极放置左前额进行测量。

开发过程较为困难，因为刚开始一无所知，正应了一句话万事开头难。脑电波模块是同学借给我们的，但并没有提供任何资料，仅知道需要蓝牙连接，接收数据。最开始的摸索，甚至连电源开关都没找到，后来更替了新电池，按下一个隐蔽的小按钮，发现有指示灯亮起，估计是可以工作了。

之后就是查阅先关资料，第一个咨询对象就是淘宝，主要是找淘宝上类似产品，通过图示了解使用方法。淘宝在这次开发中的确提供了我很大帮助，之后还会具体提到。淘宝上同类型产品价值都在数百元以上，可见该类产品的确属于高端产品。另一个队员向用户该模块的学长求助，学长只提供了一份TGAM数据了格式说明书，后来我也在网上找到了这份说明，所以这位学长的帮助不占主要地位。真正的突破还是神念科技的官网，不过链接倒是通过那份说明书找到了。官网上有一些产品和应用的介绍，还提供了各种资料的下载，例如APP和供再开发的SDK，这次开发也让我真正认识到了如何使用SDK（SoftwareDevelopment Kit, 即软件开发工具包）。后来仔细研究了从中下载的资料，发现有PC端开发程序以及其他平台（包括微控制器）开发使用的API。

首先肯定要在PC端实现基本的数据解析功能，根据相关说明书的指导，需要将脑电波模块的蓝牙与PC连接，然后运行解析程序（C语言版本），不过需要配置蓝牙连接所在的COM口。由于我的笔记本既不支持串口调试也不配备蓝牙，只有使用别人的电脑进行实验。知道方法后就是连接脑电波模块，但问题又来了，不知道配对码。尝试了多次一般蓝牙默认配对码（0000或1234），都无法连接，无奈只能问模块原主人配对码是什么。好在他提供我们的是正确的配对码，连接成功后，成功运行C程序，果然在屏幕不断打印出解析的数据。突然想起在这之前，我们按照学长提供的资料，下了realterm(用来观察脑电波模块数据包)，不过在我们开发过程中，这款软件仅用来测试是否接收到了数据。

PC端解析的成功，鼓舞我将其移植到微控制器上。基本思路还是有的，首先要配置微控制器UART模块，然后在硬件上与一个蓝牙模块连接，之后想办法让微控制器上的蓝牙与脑电波模块上的蓝牙配对。最后配对的过程是最难的地方，因为根据以往的使用经验，蓝牙一般和手机或者电脑连接，需要人为输入配对码即可，而这次双方都没有交互的界面，真的无从下手。我现在实验室找到一款蓝牙模块，然后在网上大量搜索相关解决方案，了解到可以通过微控制器发送AT指令的形式实现蓝牙模块间的配对。不过经过试验实验室的这款蓝牙模块并不适合，后来也是在淘宝搜索和脑电波模块上蓝牙类似模样的蓝牙模块，断定使用的应该是HC-05，并在一些店铺链接地址中下载了说明书、AT指令集以及PC端调试助手。真的感觉淘宝是个很好的学习地方，期间和咨询过一些店铺的技术员，请教模块配对的方法。在摸索配对方法过程中，前期没有使用正确类型的蓝牙模块浪费了不少时间，所以正确的工具很重要。

配对上，首先两个模块要一主一从，由于脑电波模块可以被搜索到和配对，可以相信它是从模式，我们自己的模块就要为主模式，然后主模式搜索找到附近可以配对的蓝牙地址，进而配对，检查对方模块是否在配对列表中，下次使用直接连接即可。不过期间也有个问题，进入AT模式有两种方法，一是电源和EN同时上电拉高，不过此时使用固定波特率38400，而我们的脑电波模块波特率为57600，此时配对后也难以改变波特率，所以数据包不可能正确解析出来，二是先上电再拉到EN，此时为模块自身设定好的波特率，如果我们事先将其波特率设为57600，那么配对连接好仍可以使用这个波特率接收数据解析数据。

配对成功后，开始研究如何把UART接收的数据用以解析，我找到了先关API函数（一个.c和一个.h文件）。此外还有一份英文说明，尽管英语是硬伤，好在有谷歌翻译。认真阅读后，了解大概的使用方法，并把例程移植到微控制器代码上，需要修改的就是数据读取方式，源代码是C语言使用文件相关的函数如fopen、fread等，它每次一个读取一个字节，既然如此就很容易将这一过程修改为UART每次读取一个字节，这是最主要的修改，此外还有其他一些细节修改不再赘述。

最后，说一下目前实现的效果和作品体验，目前可以在微控制器上解析出脑电波数据包，得到我们脑部活动的专注度和冥想度，大概一秒钟更新一次（受限于脑电波模块数据发送情况），然后显示在LCD上。体验一下，感觉有些延迟，尤其在刚带上脑电波采集器时，需要数秒才会在LCD上显示数值。摘下后，反应还可以，一两秒数值会变为0表示没有脑电数据。

http://www.neurosky.com.cn/products-markets/eeg-biosensors/hardware/  神念科技官网