CN111161509A - 脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法 - Google Patents

脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法 Download PDF

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CN111161509A CN202010075274.2A CN202010075274A CN111161509A CN 111161509 A CN111161509 A CN 111161509A CN 202010075274 A CN202010075274 A CN 202010075274A CN 111161509 A CN111161509 A CN 111161509A
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张海潇
袁嘉楠
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Abstract

本发明提出了一种脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法，解决了无接触式报警的技术问题，接收与检测单元中的所有构件安装于头带中，处理单元中的所有构件安装于盒中。发送单元即为用户智能手机。处理单元与头带、处理单元与用户间均通过一组蓝牙互联。接收与检测单元自然采集脑电波，处理单元进行计算，手机向外界发送求救短信。方法包括,佩戴头带实时采集脑电波信号；平稳状态无报警；突发状态用惊吓检测算法判断；突发状态判断报警；突发状态报警之后复位。惊吓和眨眼算法为本发明解决无接触式报警的核心算法。本发明为无接触式报警，无需手动干预自然报警，误报率低，便携，隐蔽性强，适合用于个人安全防身报警。

Description

脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法
技术领域：
本发明属于智能电子技术领域，尤其指应用于个人安全防护报警方面的技术，主要涉及非接触式报警，具体是一种脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法，用于个人安全防身报警。
背景技术：
目前市面上，随身报警设备可以分为四类：接触式物件类、感应式物件类、手机App类、智能报警类，其启动方式大多数为主动触发，在紧急情况下受制于各种条件，无法进行主动干预导致其无法执行设定功能。物件类警报器如防狼报警器，此类产品相当于小型呼救音响，多做成小的挂饰，通过危险情况下接触开关，即可发出高达120分贝的蜂鸣声，无法提供定位信息和紧急求助报警的功能。感应式物件采用被动式红外探测器，通过红外感应，探测靠近的人体进而触发警报。智能类产品如“怕怕智能防身报警器”,通过用户按动开关，开启GPS定位功能以及录音功能，采集位置信息和语音信息。在反馈确认报警操作后将录音以及位置信息通过蓝牙模块发送给手机，再通过手机APP编辑信息发送给存储联系人。如果反馈取消报警操作，则停止上述操作。手机App类此类产品较物件更加现代化，可以通过摇晃手机、插耳机插孔等方式触发警报器，并定位发送信息给紧急联系人或公安部门。
在专利号为CN206991514U的专利设计《便携式智能安防主动报警器》的专利设计中，公开了一种便携报警器,包括有壳体、PCB板、蜂鸣器、电源以及插销,其PCB板上设置有一插座，相对应的，壳体上设置有一插孔，上述插销穿过插孔可插拔式的设置在插座上，插销拔出状态下，蜂鸣器和LED报警灯开启，蜂鸣器发出高分贝报警声，LED报警灯不停闪烁进而吓退有违法意图的嫌疑人。插销***状态下，蜂鸣器和LED报警灯关闭。
在胡冶,李川涛,祁富贵,王帅杰,张华,王健琪,路国华在中国医疗设备,2015,30(05):18-20.发表的《一种非接触式呼吸暂停报警装置的研制》一文中设计了一种非接触式呼吸暂停报警装置，主要采用生物雷达传感器对呼吸信号进行非接触式检测，通过硬件电路对信号进行预处理，最后将预处理后的信号接入单片机进行呼吸暂停综合判断及报警。该***中没有设置无线通讯模块，因此无法使报警信号通过无线的方式远距离传送，不适用于远程无线监护，无法在危急情况下及时向外界求救。另外，设备无法消除运动产生的干扰，用户的使用状态限制为静息态，无法在活动状态下使用。
市面上主流报警产品主要为物件类报警器，由于触发方式为主动触发，在人身自由受限的情况下不易进行报警操作，且由于拉环等报警触发器件在日常活动中容易脱落、报警环节不存在反馈环节等原因，误报率较高，另由于没有形成与互联网相连的***，报警方式单一，在偏僻区域无法及时获取外界帮助，易贻误报警时机。
为了保护突发事件中的个人安全，需要一种无需手动干预且不易被发现的报警装置。
发明内容：
本发明针对现有技术的不足、缺陷和需求，提出一种无需手动接触、误判率低、便携的脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法。
本发明是一种脑电波触发的非接触式报警装置，根据报警信号传递流程依次设有报警信号接收和检测单元、报警信号处理单元和报警信号发送单元；简称为接收和检测单元、处理单元及报警单元；其特征在于，脑电波触发的非接触式报警装置实体设备分为报警头带、报警信号处理单元和报警信号发送单元；所述报警信号接收与检测单元包含有TGAM脑电波处理模块、微型主控板、振动模块、蓝牙模块和生物电采集电极，其中生物电采集电极包括有耳夹式电位传感器和前额电位传感器，全部安装固定于报警头带中；报警头带设计为有夹层的双层头带，报警信号接收与检测单元所有构件均安装于头带夹层中，并在头带左侧引出耳夹式电位传感器；前额电位传感器采集生物电信号，TGAM脑电波处理模块将生物电信号转换为脑电波数据，脑电波数据包括有生波值即和脑电power值，眨眼值可通过生波值计算所得；TGAM脑电波处理模块通过蓝牙模块将用户的脑电波数据传输给报警信号处理单元，经报警信号处理单元处理后再反馈给蓝牙模块向微型主控板发送震动指令信息控制振动模块震动；所述报警信号处理单元包含有主控板、GPS定位模块、GPS信号接收天线和至少两个蓝牙模块，两个蓝牙模块分别称为第一蓝牙模块和第二蓝牙模块，以主控板为核心构成脑电波运算处理电路，全部安装于方盒中；报警信号接收和检测单元中的蓝牙模块与报警信号处理单元中的第一蓝牙模块设为配对状态；报警信号处理单元中的第二蓝牙模块设为未配对状态，且可与任意智能手机配对；报警信号处理单元通过第一蓝牙模块接收来自报警信号接收与检测单元的脑电波信号，并通过同一蓝牙模块返回震动指令信息给报警信号接收与检测单元，同时第二蓝牙模块传输主控板运算产生的报警指令信息给报警信号发送单元进行报警所述报警信号发送单元为智能手机，智能手机上固有的蓝牙与报警信号处理单元中的第二蓝牙模块进行配对、连接，接收来自所述报警信号处理单元的报警指令信息；用户的智能手机上安装有特定的应用程序，用户的指定的特定智能手机上也需安装有特定的应用程序，应用程序中包含用户的当前位置信息、当前时间、求救短信；用户需提前指定接收报警信息的特定智能手机号，进行报警；足以让人们引起警觉。
本发明还是一种脑电波触发的非接触式报警装置的报警检测方法，在脑电波触发的非接触式报警装置上使用，其特征在于，包括有如下步骤：
(1)佩戴报警头带实时采集脑电波信号：用户正确佩戴报警头带且报警头带处于正常工作状态，在工作状态下，要求用户将传感器接触端置于额头正中位置，调节至合适头带松紧度，除去头发等遮挡物，做到完全接触，同时耳夹接触端也需要与耳垂处皮肤完全接触，在TGAM脑电波处理模块中数据流Signal信号值为0时，确认用户已正确佩戴并且报警头带处于正常的工作状态。用户在其手机及指定的特定智能手机上安装特定的应用程序。
(2)平稳状态时装置无报警信号：如果未发生突发事件则用户当前的脑电波不会触发报警流程。整个***不会触发任何操作，智能手机软件不会发送报警信息，报警信号接收和检测单元实时监测用户的脑电波。
(3)突发状态下运用欧式距离的惊吓检测算法进行异常判断：当特殊情况突发于用户时，脑电波数据会产生一个突发信号，该突发生物电信号经TGAM脑电波处理模块转化为脑电波数据，脑电波数据通过报警信号接收和检测单元中的蓝牙模块发送给报警信号处理单元中的第一蓝牙模块和主控板，主控板通过基于欧式距离的惊吓检测算法计算，并进行脑电波数据验证，监测用户当前是否处于危险状态，若接收到突发生物电信号转化成的脑电波数据，则处于危险状态，主控板会生成震动指令信息，震动指令信息通过报警信号接收和检测单元中的第一蓝牙模块向报警信号接收和检测单元中的微型主控板发送，收到震动指令信息后，微型主控板激活振动模块提醒用户当前已处于准备报警阶段。
(4)突发状态下判断是否报警：主控板对从第一蓝牙模块接收的脑电波数据运行双下采样眨眼检测算法计算用户当前的眨眼频率，利用眨眼频率判断是否有报警必要。若用户当前眨眼频率达到设定阈值，则主控板会通过处理单元中的第二蓝牙模块向报警信号发送单元即智能手机发送报警信号，同时再次通过第一蓝牙模块向接收和检测单元中的微型主控板发送震动信号，使微型主控板激活振动模块提醒用户报警信号已经发出。若用户眨眼频率未达到设定阈值，则处理单元中的主控板判断为误检测，不会运行后续的报警程序。若用户确实处于危险状态但未收到震动提醒，则用户可以通过快速眨眼来直接激活报警程序。
(5)突发状态下装置报警流程：在处理单元中的主控板判定当前状态需要报警时，主控板通过第二蓝牙模块向用户智能手机发送报警指令信息。智能手机基于自身的固有蓝牙收到报警指令信息后，通过特定智能手机应用程序自动向用户提前指定特定智能手机号发送包含有用户当前位置、时间的求救短信。
(6)报警完成后的复位流程：在一个完整的报警流程被完成后，用户需要进入特定智能手机应用手动取消当前报警状态，则特定智能手机应用才会停止共享位置信息，整个报警装置被复位。
为了让人们在紧急情况下不需繁杂的动作和手动操作直接进行报警，本发明提出一种脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法。
与现有技术相比，本发明的优点：
无需手动接触根据突发信号进行报警：在大多数侵害受害人人身财产安全的刑事案件中，因为受害人突然被限制人身自由，无法用手或其他肢体操作触发报警装置。所以需要一种无需手动干预的报警装置来向外界发送报警信息。本装置不需手动触发，可通过眼部的眨眼频率直接进行报警行为，极大的提高了报警的成功率。
误报率低：基于欧式距离的惊吓检测算法的判断用户是否处于危险情况中，该算法经过验证，能够检测到大部分人遇到紧急情况时的脑电波数据，其次基于双下采样眨眼检测算法快速计算出用户当前眨眼频率，用户需眨眼程序才可向外界发送报警信息，通过报警流程主动被动的结合来最大限度的保证能够在高效检测出紧急情况的同时防止出现误报警现象。
便携：本发明装置包括头带式设备一件和数据处理模块一件，总重量不超过500g，相当于不到一瓶水的重量。日常使用时只需戴上头带式设备并随身携带数据处理模块。相较于其他脑电波处理设备本发明易于携带，体积重量大幅度优化，与手机、运动手环等便携式电子设备的便携性基本相同。
隐蔽性强：现有市面上报警装置都有较为明显的外观设计，与日常随身携带物品或衣服穿搭等有较明显的区分，极易被犯罪嫌疑人察觉，从而在实施犯罪时将报警装置损毁或隔离。本发明装置外观为头带，而现有许多女性在外出时会选择各式头带作为搭配，所以本发明外观更加符合日常穿戴习惯，不易被犯罪嫌疑人发现，能够帮助用户及时向外界传递求救信息。
附图说明：
图1是本发明的总体构架简明框图；
图2是本发明的报警信号接收与检测单元的构成框图；
图3是本发明的报警信号处理单元的构成框图；
图4是本发明实施例5的3D透视图，其中左侧为报警头带，右侧为报警信号处理单元；
图5是本发明的报警头带佩戴模拟图；
图6是本发明的报警方法流程框图；
图7是本发明的通过报警头带接收到的单次眨眼时rawdata波形图；
图8是本发明在用户单次眨眼时经双下采样眨眼检测算法后的方差波动图；
图9是本发明在用户快速眨眼时的rawdata波形图；
图10是本发明在用户快速眨眼时经双下采样眨眼检测算法后的方差波动图；
图11是本发明检测到的受到惊吓时的γ脑电波值散点图；
图12是本发明检测到的未受到惊吓的γ脑电波值散点图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明详细说明：
实施例1
现有技术中防身报警装置需要手动触发报警流程，但现在大部分侵害人身财产安全的案件中，受害者基本突然被限制人身自由，无法通过手动激活报警装置，导致其报警信息无法向外界传递，受害人十分无助。2018年滴滴打车司机侵害乘客事件激发了本发明发明人的灵感，并提出多种设想和方案，在经过多次实验推敲和改进后逐渐形成一套脑电波触发的非接触式报警装置和方法。
本发明是一种脑电波触发的非接触式报警装置，根据报警信号传递流程依次设有报警信号接收和检测单元、报警信号处理单元和报警信号发送单元。简称为接收和检测单元、处理单元及报警单元。参见图1，脑电波触发的非接触式报警装置实体设备分为报警头带、报警信号处理单元和报警信号发送单元。本发明的报警信号接收与检测单元包含有TGAM脑电波处理模块、微型主控板、振动模块、蓝牙模块和生物电采集电极，其中生物电采集电极包括有耳夹式电位传感器和前额电位传感器，全部安装固定于报警头带中；报警头带设计为有夹层的双层头带，报警信号接收与检测单元所有构件均安装于头带夹层中，并在头带左侧引出耳夹式电位传感器。前额电位传感器采集用户的生物电信号，并传入TGAM脑电波处理模块中，TGAM脑电波处理模块将生物电信号转换为脑电波数据，脑电波数据包括有生波值即rawdata值和脑电power值即EEG Power值，通过rawdata值计算所可得用户的眨眼值。TGAM脑电波处理模块通过蓝牙模块将用户的脑电波数据传输给报警信号处理单元，经报警信号处理单元处理后再反馈给蓝牙模块向微型主控板发送震动指令信息控制振动模块震动。本发明的报警信号处理单元包含有主控板、GPS定位模块、GPS信号接收天线和至少两个蓝牙模块，两个蓝牙模块分别称为第一蓝牙模块和第二蓝牙模块，若有更多的蓝牙模块，则其名称应顺序排列。以主控板为核心构成脑电波运算处理电路，处理单元的所有构件全部安装于方盒中。报警信号接收和检测单元中的蓝牙模块与报警信号处理单元中的第一蓝牙模块设为配对状态，无需用户手动再进行连接，两个模块连接完成后将自动传输数据，整个设备通电后，接收和检测单元中的蓝牙模块与处理单元中的第一蓝牙模块将自动连接。报警信号处理单元中的第二蓝牙模块在报警装置总体中设为未配对状态，但是在使用时用户应与用户指定的特定智能手机配对，配对后，第二蓝牙模块可在紧急情况时向特定智能手机发送报警指令信息。报警信号处理单元通过第一蓝牙模块接收来自接收与检测单元的脑电波信号，并通过同一蓝牙模块返回震动指令信息给接收与检测单元，同时第二蓝牙模块传输主控板运算产生的报警指令信息给发送单元，发送单元向特定智能手机进行报警，处理单元所有构件存在于不透明白色方盒中，因为将所有构件存在方盒中方便携带，不易散落。本发明的报警信号发送单元为智能手机，因为智能手机发送短信快捷方便。智能手机上固有的蓝牙与处理单元中的第二蓝牙模块进行配对、连接，接收来自处理单元的报警指令信息。用户的智能手机上安装有特定的应用程序，用户的指定的特定智能手机上也需安装有特定的应用程序，应用程序中包含用户的当前位置信息、当前时间、求救短信，位置信息包含于报警指令信息中，并且用户当前位置信息由处理单元中的GPS模块进行收集，因为此GPS模块拥有独立天线，相较于手机定位更加准确迅速。用户需提前指定接收报警信息的特定智能手机号，例如亲戚，朋友等智能手机号，进行报警。足以让人们引起警觉。
本发明比现有手动激活的报警装置，无需手动激活，并且具有便携，隐蔽性强等优点。为报警***增添了一种侵害人未发觉情况下就能成功报警的新装置。
在大多数侵害受害人人身财产安全的刑事案件中，受害人被突然限制人身自由，无法用手或其他肢体操作触发报警装置，通常无法使外界知晓受害人已处于危险之中，即使受害人大声呼救，在许多情况下也收效甚微。本发明给出了一种无需手动接触根据眼电与突发信号进行报警的技术方案，可通过眼部的眨眼频率直接向外界发送报警信息，极大的提高了报警的成功率。
本发明装置包括头带式设备一件和数据处理模块一件，总重量不超过500g，相当于不到一瓶水的重量。日常使用时只需戴上头带式设备并随身携带数据处理模块。相较于其他脑电波处理设备，本发明易于携带，体积小巧，携带轻便，与手机、运动手环等便携式电子设备的便携性基本相同。
现有市面上报警装置都有较为明显的外观设计，与日常随身携带物品或衣服穿搭等有较明显的区分，极易被犯罪嫌疑人察觉，从而在实施犯罪时将报警装置损毁或隔离。本发明装置外观为头带，而现有许多女性在外出时会选择多种样式的头带作为搭配，所以本发明外观更加符合日常穿戴习惯，不易被犯罪嫌疑人发现，能够帮助用户及时向外界传递求救信息。
实施例2
脑电波触发的非接触式报警装置的总体构成同实施例1，参见图2，本发明中报警信号接收和检测单元的核心器件为TGAM脑电波处理模块，通过前额电位传感器采集的生物电信号首先传送给TGAM脑电波处理模块，生物电信号在TGAM脑电波处理模块中转换为脑电波数据，脑电波数据传送到蓝牙模块中，因为报警信号接收和检测单元的蓝牙模块与报警信号处理单元的第一蓝牙模块被设为配对状态，所以报警信号接收和检测单元的蓝牙模块与报警信号处理单元的第一蓝牙模块在通电后会自动连接。脑电波数据被蓝牙模块自动发送到报警信号处理单元的第一蓝牙模块，第一蓝牙模块将脑电波数据传送到报警信号处理单元的主控板中，主控板将所接收到的脑电波数据运行基于欧式距离的惊吓检测算法和双下采样眨眼检测算法，主控板将产生震动指令信息并通过第一蓝牙模块反馈到报警信号接收和检测单元的蓝牙模块，动指令信息传送到微型主控板之中，微型主控板会根据动指令信息控制振动模块震动。TGAM脑电波处理模块通过传感器采集人脑的电信号，经过TGAM脑电波处理模块进行去噪、放大、A/D转化预处理，输出原始波数据和脑电特征值；生物电采集电极包括前额传感器和耳夹式电位传感器，以耳垂处的电位为参考电位收集用户的脑电波生物电信号。
接收用户耳垂处生物电信号并将其沿导线传输至TGAM脑电波处理模块，TGAM脑电波处理模块输出用户脑电波数据通过蓝牙模块传输给报警信号处理单元，在报警信号接收和检测单元中的同一蓝牙模块处接收来自报警信号处理单元中的指令信息控制振动模块使能，使振动模块振动反馈提醒用户。
换一种说法，或者说参见图2，本发明通过采集用户耳垂处的生物电信号并将其沿导线传输至TGAM脑电波处理模块，TGAM脑电波处理模块输出用户脑电波数据，并将用户脑电波数据通过蓝牙模块传输给报警信号处理单元。在报警信号接收和检测单元中的同一蓝牙模块处接收来自报警信号处理单元中的指令信息控制振动模块使能，使振动模块振动提醒用户。
通过接收和解析用户的脑电波，提取出用户的眨眼频率和当前情绪状态，若用户眨眼频率超过阈值或用户情绪处于受惊吓状态且用户眨眼频率超过阈值，则通过手机蜂鸣器发出报警声或通过手机APP发送求救短信给特定智能手机号。
全部报警过程无需手动干预，仅需通过眨眼来控制是否发送报警信号。特别是在紧急情况下，用户可以通过本设备向外界发送报警信息而无任何明显肢体操作，既向外界传递了信息，又在紧急情况下最大程度的确保了自身安全。并且整个报警过程十分迅速，确保用户的报警意图被发现前就已向外界发送出报警信息。减少用户被犯罪嫌疑人察觉的风险。
实施例3
脑电波触发的非接触式报警装置的总体构成同实施例1-2，本发明报警信号处理单元是接收、处理脑电波信号并向报警信号发送单元发送报警指令信号的报警信号处理单元。
本例中报警信号处理单元包括有Arduino Mega 2560主控板、GPS定位模块、GPS信号接收天线、HC-05蓝牙模块和HC-08蓝牙模块。GPS定位模块、HC-05蓝牙模块和HC-08蓝牙模块分别和Arduino Mega 2560主控板通过导线连接，GPS信号接收天线与GPS定位模块通过导线相连。其中GPS定位模块、HC-05蓝牙模块和HC-08蓝牙模块各占用一组ArduinoMega2560主控板串口。HC-05蓝牙模块用于接收报警头带进行发送的脑电波数据和向报警头带发送震动指令信息，HC-08蓝牙模块用于向智能手机发送报警指令信息和接收智能手机发送的复位信息。
本发明报警信号处理单元中以主控板为核心。第一蓝牙模块的发送端与主控板的第三串口的接收端对应连接，第一蓝牙模块的接收端与第三串口的发送端对应连接。第二蓝牙模块的发送端与主控板的第二串口的接收端对应连接，第二蓝牙模块的接收端与第二串口的发送端对应连接。GPS模块的发送端与主控板的第一串口的接收端对应连接，GPS模块的接收端与第一串口的发送端对应连接，共同形成以主控板为核心的脑电波运算处理电路。
相较于市面上普遍的智能电子产品，本发明装置耗电量低，续航能力强，成本低廉，且多种功能实现自动化操作，不需手动调试。报警检测方法已依据现有设备的算力和储存空间进行优化，确保在低算力的情况下也可进行报警检测。若GPS信号消失，则会记录离信号消失点最近的GPS坐标并发送失联时间，最大限度的保证报警求救信息的准确。
实施例4
脑电波触发的非接触式报警装置的总体构成同实施例1-3，本发明中的报警信号与发送单元就是用户的智能手机，现有的用户智能手机自带App及蜂鸣器，智能手机端App中需要预先存入紧急联系人联系方式，紧急联系人即指定的特定智能手机，当用户遇到危险时会将用户位置信息以短信形式发送给紧急联系人，同时App端可以设置用户的智能手机蜂鸣器是否发出警报，根据用户使用需求，设置三种工作方式。
(1)工作方式一警示工作方式
使用智能手机蜂鸣器进行声音警告，能够以最快的速度引起他人注意，及时获得救援；而且可以对犯罪嫌疑人起到震慑作用，可以在制造出瞬间的逃生空间。
(2)工作方式二短信报警方式
使用APP中的通知功能和手机短信给预先设置的紧急联系人发送求救信息，求救信息中包含求救人的GPS坐标、求救信号发出时间和求救人姓名，力求最大限度提供求救人详细信息，让求救人及时得到帮助。
(3)工作方式三双报警方式
同时采用智能手机蜂鸣器声音报警和短信报警，即可以得到附近人的帮助，又可以通知紧急联系人有紧急事件发生，双重保障求救人的生命安全。
利用手机APP进行紧急报警的可操作性强，并且方便后续更新和升级产品。
实施例5
本发明还是一种脑电波触发的非接触式报警装置的报警检测方法，在上述的脑电波触发的非接触式报警装置上使用，脑电波触发的非接触式报警装置的总体构成同实施例1-4，参见图6，包括有如下步骤：
(1)佩戴报警头带实时采集脑电波信号：用户正确佩戴报警头带且报警头带处于正常工作状态，即报警信号接收和检测单元中的在工作状态下，要求用户将传感器接触端置于额头正中位置，调节至合适头带松紧度，除去头发等遮挡物，做到完全接触，同时耳夹接触端也需要与耳垂处皮肤完全接触，佩戴模拟戴图参见图5，是本发明在实验过程中制作的模拟图。在TGAM脑电波处理模块中数据流Signal信号值为0时，确认用户已正确佩戴并且报警头带处于正常的工作状态。用户在其手机及指定的特定智能手机上安装特定的应用程序。
(2)平稳状态时装置无报警信号：如果未发生突发事件则用户当前的脑电波不会触发报警流程。整个***不会触发任何操作，智能手机软件不会发送报警信息，报警信号接收和检测单元实时监测用户的脑电波。
(3)突发状态下运用欧式距离的惊吓检测算法进行异常判断：当特殊情况突发于用户时，脑电波数据会产生一个突发信号，突发信号相当于平稳状态时的脑电波信号可视为异常点。此突发信号被传感器采集，称此信号为突发生物电信号。该突发生物电信号被传送到TGAM脑电波处理模块中，经TGAM脑电波处理模块将其转化为脑电波数据，脑电波数据通过报警信号接收和检测单元中的蓝牙模块发送给报警信号处理单元中的第一蓝牙模块和，脑电波数据将传送给报警信号处理单元中的主控板，若报警信号处理单元中的主控板通过基于欧式距离的惊吓检测算法计算，并进行脑电波数据验证，监测用户当前是否处于危险状态，若接收到突发生物电信号转化成的脑电波数据，则处于危险状态，主控板会生成震动指令信息，震动指令信息通过报警信号接收和检测单元中的第一蓝牙模块向报警信号接收和检测单元中的微型主控板发送，收到震动指令信息后，微型主控板激活振动模块提醒用户当前已处于准备报警阶段。
(4)突发状态下判断是否报警：在此过后，处理单元中的主控板对从第一蓝牙模块接收的脑电波数据运行双下采样眨眼检测算法计算用户当前的眨眼频率，利用眨眼频率判断是否有报警必要。若用户当前眨眼频率达到设定阈值，则处理单元中的主控板会通过处理单元中的第二蓝牙模块向报警信号发送单元即智能手机发送报警信号，同时再次通过第一蓝牙模块向接收和检测单元中的微型主控板发送震动信号，使微型主控板激活振动模块提醒用户报警信号已经发出。若用户眨眼频率未达到设定阈值，则处理单元中的主控板判断为误检测，不会运行后续的报警程序。若用户确实处于危险状态但未收到震动提醒报警信号处理单元未监测到用户当前处于危险状态，则用户可以通过快速眨眼来直接激活报警程序，则报警程序的处理流程同上。
(5)突发状态下装置报警流程：在处理单元中的主控板判定当前状态需要报警时，主控板通过第二蓝牙模块向用户智能手机发送报警指令信息。智能手机基于自身的固有蓝牙收到报警指令信息后，通过特定智能手机应用程序自动向用户提前指定特定智能手机号发送包含有用户当前位置、时间的求救短信，并且特定智能手机应用同时向用户指定的特定智能手机发送应用消息提醒并持续共享位置信息。
(6)报警完成后的复位流程：在一个完整的报警流程被完成后，用户需要进入特定智能手机应用手动取消当前报警状态，则特定智能手机应用才会停止共享位置信息，整个报警装置重新复位，需要报警时本发明重新开始执行步骤2。
本发明通过基于欧式距离的惊吓检测算法的被动判断和用户眨眼操作的主动决策的双重保险，最大限度的保证能够检测到全部的紧急情况，并且防止出现误报警现象。
在大多数侵害受害人人身财产安全的刑事案件中，因为受害人突然被限制人身自由，无法用手或其他肢体操作触发报警装置。所以需要一种无需手动干预的报警装置来向外界发送报警信息。本装置不需手动触发，可通过眼部的眨眼频率直接进行报警行为，极大的提高了报警的成功率。
实施例6
脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法同实施例1-5，报警检测方法中步骤3所述的基于欧式距离的惊吓检测算法，基于欧氏距离的惊吓检测算法用于检测用户当前是否处于惊吓状态，具体算法流程为：
3.1提取固定波段脑电波数据：收集来自报警信号接收和检测单元的脑电波数据，从中提取出中频γ值(中频gamma(41-49.75Hz))和低频γ值(低频gamma(31-39.75Hz))，将其视为二维点集A1。
3.2异常点判断：计算点集A1中对应两点间的欧式距离，储存为一维矩阵X1，对一维矩阵X1进行降序排序，将X1中序列前3％的数据视作异常点。
3.3惊吓状态判断：将异常点的二维点序号储存为一维矩阵X2，并将一维矩阵X2中存在于第一象限的二维点序号视为用户目前处于惊吓状态。
3.4惊吓检测法反馈：随后接收来自双下采样眨眼算法的眨眼频率，若眨眼频率高于阈值，则确认用户处于惊吓状态，储存当前阈值为参考值。若眨眼频率低于阈值，则确认用户并非处于惊吓状态，储存当前欧式距离最大值，即一维矩阵X1的最大值，为参考值。再次进行算法时，若所算阈值高于参考值，则以当前阈值为实际阈值；若所算阈值低于或等于参考值，则以参考值为实际阈值。
实施例7
脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法同实施例1-6，报警检测方法中步骤4所述的双下采样眨眼检测法，用于检测用户单位时间内的眨眼频率，在此定义单位时间为3秒，具体算法流程为：
4.1第一次下采样：收集来自报警信号接收和检测单元的脑电波数据，从中提取出rawdata值，对其进行第一次下采样，即在rawdata数据矩阵X1中求出其峰值矩阵Y1，峰值定义为：设当前下索引为n，若位置n-1到n的斜率为正值，且位置n到n+1的斜率为负值，即定义当前位置n的数值X1n为峰值。
4.2第二次下采样：在峰值矩阵Y1中按上文定义方法继续求取其峰值矩阵Y2，即第二次下采样。
4.3滑动窗口求方差：对Y2采取滑动窗口法求方差，即在Y2中以4为窗口大小，每4个数据对其求方差，并将最终取值储存为一维矩阵X2。
4.4眨眼判断并计算眨眼频率：寻找X2中的峰值矩阵Y3，并设立规则，若峰值Y3n高于1×104且前侧峰值与当前峰值距离大于等于3个数据点，则认定在产生峰值Y3n时用户进行眨眼。通过在单位时间内计数峰值矩阵Y3长度，即可算出用户在单位时间内的眨眼次数和眨眼频率。
本发明基于欧式距离的惊吓检测算法的判断用户是否处于危险情况中，该算法经过验证，能够检测到大部分人遇到紧急情况时的脑电波数据，其次基于双下采样眨眼检测算法快速计算出用户当前眨眼频率，用户需眨眼程序才可向外界发送报警信息，通过报警流程主动被动的结合来最大限度的保证能够在高效检测出紧急情况的同时防止出现误报警现象。
下面对本发明装置连接及运行流程进行详细描述，对本发明进一步说明：
实施例8
脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法同实施例1-7。
本发明中报警头带即报警信号接收和检测单元安装有微型主控板、蓝牙模块、振动模块、供电模块等。
微型主控板可选用：Arduino NANO、STM32F1、STM32F4、STM32F7、树莓派Zero、树莓派ZeroW等，本例中的报警信号接收和检测单元选用Arduino NANO作为微型主控板，因为此微型主控板功耗低，体积小，易于编程。
蓝牙模块可选用：HC-05、HC-08、HC-02、HC-06等。本例中选用HC-05蓝牙模块，因为此蓝牙模块传输速率高，可满足本例中数据传输量大的特点。
供电模块根据电压及尺寸可选用：CR2032纽扣电池、CR2025纽扣电池、LR44纽扣电池等，本例中根据实际情况选用CR2032纽扣电池及其对应电池盒。
本例中振动模块可任意选用，只要符合体积小，振动频率高，功耗小等特点即可选用。
总体来说，本发明装置包括头带式设备一件和数据处理模块一件，总重量不超过500g，相当于不到一瓶水的重量。日常使用时只需戴上头带式设备并随身携带数据处理模块。在开启开关后，蓝牙将会自动连接，不需其他手动操作。相较于其他脑电波处理设备本发明更加易于携带，方便操作；相较于其他防身报警装置，本发明准确性高且适用范围广，报警方式更加及时有效，并且本发明的外观更加贴近生活，隐蔽性高，能够在无形中保障用户的生命安全。
下面进行具体的连接及调试的描述：
HC-05蓝牙模块1引脚接入Arduino NANO微型主控板TX1针脚，该模块2引脚接入TGAM模块T插孔。该模块12引脚接入Arduino NANO微型主控板3.3V针脚、13引脚接入微型主控板3.3V针脚对侧GND针脚。该模块其它针脚悬空不接。
生物电采集电极与TGAM脑电波处理模块连接，本例中生物电采集电极包含有耳夹式电位传感器和前额电位传感器。
振动模块“+”针脚接入Arduino NANO微型主控板3.3V针脚、“-”针脚接入3.3V针脚对侧GND针脚。S针脚接入微型主控板D3针脚。
将此蓝牙模块设置为“从机模式”波特率为57600。
接通电源后微型主控板PWR红色LED灯长亮说明该主控板上电成功，HC-05蓝牙模块上电后其自带蓝色LED会快速闪烁，此时说明该模块处于正常工作状态，若此时便携式设备上的HC-05蓝牙模块也处于开启状态，则需等待该模块蓝色LED闪烁频率变化，若该模块蓝色LED闪烁方式变为两闪一停则说明该模块已经与报警头带的HC-05蓝牙模块连接成功。
本发明便携式设备即报警信号处理单元安装有主控板、GPS模块、GPS天线、HC-05蓝牙模块、HC-08蓝牙模块、锂电池等组成。
主控板可选用：Arduino Mega2560、STM32F104、STM32F107、STM32F407、树莓派3B+等，本例中的报警信号处理单元选用Arduino Mega2560作为主控板，因为此主控板功耗低，体积小，具有多路输入输出接口，便于与多设备连接并且易于编程。
第一和第二蓝牙模块可选用：HC-05、HC-08、HC-02、HC-06、HC-42等。本例中第一蓝牙模块选用HC-05蓝牙模块，因为第一蓝牙模块便于与报警头带中的蓝牙模块兼容。本例中第二蓝牙模块选用HC-08蓝牙模块，因为此第二蓝牙模块需要兼容智能手机等电子设备，配对及连接较为容易。
GPS模块可选用：ATGM336H-5N-31、NEO-7N、NEO-6M、GY-NEO6MV2等，本例中的GPS选用ATGM336H-5N-31GPS模块，因为该模块功耗低，定位准确，兼容世界上多个导航***。
GPS天线及锂电池可根据实际情况选用或定制，本例中选用IPX双模天线及6V900mAh锂电池。
下面进行具体的连接及调试的描述：
报警信号处理单元中的HC-05蓝牙模块1引脚接入Arduino Mega2560主控板15插孔，该模块2引脚接入Arduino Mega2560主控板14插孔。该模块12引脚接入ArduinoMega2560主控板3.3V插孔、13引脚接入Arduino Mega2560主控板3.3V插孔右侧GND插孔。该模块其它针脚悬空不接。
HC-08蓝牙模块1引脚接入Arduino Mega2560主控板17插孔，该模块2引脚接入Arduino Mega2560主控板16插孔。该模块12引脚接入Arduino Mega2560主控板3.3V插孔、13引脚接入Arduino Mega2560主控板3.3V插孔右侧GND插孔。该模块其它针脚悬空不接。
GPS天线通过信号屏蔽线与ATGM336H-5N-31GPS模块IPX端口连接。
ATGM336H-5N-31GPS模块VCC针脚接入Arduino Mega2560主控板5V插孔、该模块GND针脚接入Arduino Mega2560主控板13针脚左侧GND针脚，该模块TX针脚接入ArduinoMega2560主控板19插孔，该模块RX针脚接入Arduino Mega2560主控板18针脚。该模块PPS针脚悬空不接。
6V 900mAh锂电池正极连接Arduino Mega2560主控板Vin插孔，负极连接ArduinoMega2560主控板Vin插孔左侧GND插孔。
将此HC-05蓝牙模块设置为“主机模式”波特率为57600；将HC-08蓝牙模块设置为“从机模式”波特率为9600。ATGM336H-5N-31GPS模块使用其默认设置即可。
其中蓝牙的正常连接显示为：接通电源后，GPS模块黄色LED灯闪烁则说明定位成功并正在向Arduino Mega2560主控板发送定位信息。HC-05蓝牙模块蓝色LED闪烁方式变为两闪一停则说明该模块已经与报警头带的蓝牙模块连接成功。HC-08模块蓝色LED将变为常亮状态，说明智能手机已与HC-08蓝牙模块连接成功。全部安装完成后，报警信号接收与检测单元与报警信号处理单元的3D透视图参见图4，图4是本实施例的3D透视图，其中左侧为报警头带，右侧为报警信号处理单元。
在确认***正常工作后，下面进行整个工作过程描述：
用户佩戴报警头带，正确佩戴方式为：将头带前方金属电极固定于用户额头正中心并保证磁极与皮肤最大面积接触，将头带左侧耳夹夹在左侧耳垂处。在正确佩戴头带后，TGAM将会实时读取用户脑电波数据，通过Arduino Mega2560主控板中的TGAM通信代码可以将TGAM数据解析并储存在Arduino Mega2560主控板中。此时为本装置正常状态。
当Arduino Mega2560主控板通过基于欧氏距离的惊吓检测算法测算出用户当前处于异常状态时，Arduino NANO将会激活振动模块提醒用户进行操作。若用户进行快速眨眼操作，并且Arduino Mega2560主控板通过双下采样眨眼检测算法测算出用户眨眼频率高于既定阈值，则称此时进入本装置报警状态，Arduino Mega2560主控板将会通过蓝牙给手机APP发送指令，让其利用APP给紧急联系人发送求救短信，并根据设置选择激活手机蜂鸣器或不激活手机蜂鸣器。在发送完报警信息后，Arduino NANO将会激活振动模块给予用户报警反馈，随后用户手动进入手机APP取消报警状态，本装置恢复正常状态。
若Arduino Mega2560主控板未通过基于欧氏距离的惊吓检测算法测算出用户当前处于异常状态但是用户进行快速眨眼操作，并且Arduino Mega2560主控板通过双下采样眨眼检测算法测算出用户眨眼频率高于既定阈值，本装置也会进入报警状态。在完成上述报警操作后，用户手动进入手机APP取消报警状态恢复为正常状态。
若Arduino Mega2560主控板通过基于欧氏距离的惊吓检测算法测算出用户当前处于异常状态，但用户未进行快速眨眼操作并且Arduino Mega2560主控板通过双下采样眨眼检测算法测算出用户眨眼频率未高于既定阈值，则称本装置进入校准状态，ArduinoMega2560主控板将会记录当前基于欧氏距离的惊吓检测算法中的欧氏距离最大值作为参考值，将基于欧氏距离的惊吓检测算法的最低阈值更新为参考值，然后恢复到本装置的正常状态。
TGAM脑电波处理模块通过串行数据流的形式传输数据，大约每秒钟发送513个数据包，发送的数据包有大数据包和小数据包两种，一个小数据包包含一个rawdata值，一个大数据包包括一个信号强度值、一个专注度值、一个放松度值和8个EEG Power值；8个EEGPower值按照下列顺序输出：delta(0.5-2.75Hz)、theta(3.5-6.75Hz)、低频alpha(7.5-9.25Hz)、高频alpha(10-11.75)、低频beta(13-16.75Hz)、高频beta(18-29.75)、低频gamma(31-39.75Hz)、中频gamma(41-49.75Hz)；通常情况下，TGAM脑电波处理模块会以一秒传输一次的形式，回传上述所有数据；数据包通过板载蓝牙传输给所述报警信号处理单元中的主控板，进行下一步处理。
下面通过实验及其数据，对本发明的准确率再做说明：
实施例9
脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法同实施例1-8。
实验1：眨眼检测
实验设置：以5名眨眼功能正常的成年男性和女性作为实验体，在静息状态下，采集其单位时间内(3秒)正常眨眼、快速眨眼、无眨眼时的脑电波数据。
实验结果：参见图7、图8、图9和图10。
图7为单次眨眼时rawdata波形图，横轴为时间，纵轴为rawdata值，是本发明从报警信号处理单元中提取得到的rawdata值信息，图7中可见在3000ms时产生一个窄脉冲，是本发明在测试过程中在3000ms时采集到的是由眨眼活动引起的一次rawdata值的突变。
图8是本发明在单次眨眼时经双下采样眨眼检测算法后的方差波动图，横轴为时间，纵轴为方差值，是本发明从报警信号处理单元中采集得到的信号，经过双下采样眨眼检测算法后的方差波动图。在图8中，实心圆点为所检测出的眨眼点，虚线为阈值，通过算法算得在该时间区段内眨眼一次。
图9是本发明的快速眨眼时的rawdata波形图，横轴为时间，纵轴为rawdata值，是本发明从报警信号处理单元中提取得到的rawdata值信息，图9中可见在该时间段内总共有10次数值强波动，是由于十次眨眼产生的rawdata值波动。
图10是本发明在快速眨眼时经双下采样眨眼检测算法后的方差波动图。在图10中，实心圆点为所检测出的眨眼点，虚线为阈值。从图中看出，经算法计算后，10次强波动被全部检测出，这说明该时间段内共眨眼10次。
实验表明，在多组实验的情况下，本发明双下采样眨眼检测法表现出普适性，136个数据点中，正确检测出125个眨眼值点，检测正确率为91.91％，具有工程化实用价值。
实施例10
脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法同实施例1-8。
实验2：惊吓检测
实验设置：以40名脑功能正常的成年人为实验体，让其游玩一款名叫《吓人迷宫》的电脑游戏，该游戏要求玩家使用鼠标控制光标移动，但不允许触碰所规定的墙壁边缘，在第三关中，该游戏要求玩家在极小的缝隙中穿过，玩家为了过关必须集中注意力，但在即将过关时，游戏将会自动跳出恐怖图片，玩家会受到不同程度的惊吓。本实验将在实验体游玩游戏时记录实验体的脑电波数据，并通过外观观察，当实验体表现出受惊吓状态时，对当前脑电波数据值进行标记，并记为异常脑电数据值。
实验结果：
图11为受到惊吓时的γ脑电波值散点图。
图11中实心圆点为所检测出的异常值，与标记值相符。
图12为未受到惊吓的γ脑电波值散点图。
表1为应用基于欧氏距离的惊吓检测算法对40名实验体数据分析得出的异常点检测表。
表1
Figure BDA0002378336040000161
Figure BDA0002378336040000171
表1中的40个实验体，未受到惊吓或惊吓程度不明显的有13个实验体，受到惊吓的有27个实验体。在全部数据验证中，有18个实验体数据准确判断标记点或准确发现未有标记点；有16个实验体数据判断有多个异常值，但在异常值中有标记点；有6个实验体数据判断错误。总体准确率为75％。
现有市面上报警装置都有较为明显的外观设计，如拉拽式报警器，通常被设计为一个椭球型报警主体配有一个拉环，与日常随身携带物品或衣服穿搭等有较明显的区分，极易被犯罪嫌疑人察觉，从而在实施犯罪时将报警装置损毁或隔离。本发明接收和检测单元全部单元构件安装于头带中，外观为头带，而现有许多女性在外出时会选择各式头带作为搭配，本发明外观更加符合日常穿戴习惯，不易被犯罪嫌疑人发现，能够帮助用户及时向外界传递求救信息。更重要的是，本发明通过电极直接采集人体自然脑电波，通过本发明的蓝牙与智能手机的蓝牙互联，无需手动干预，使报警信息自然向外界传输，将报警动作幅度降到了最低，隐蔽性强。除此之外，本发明还具有准确的优点。本发明采用基于欧式距离的惊吓检测算法的判断用户是否处于危险情况中，经过验证，本发明能够检测到大部分人遇到紧急情况时的脑电波数据，其次基于双下采样眨眼检测算法快速计算出用户当前眨眼频率，用户需眨眼程序才可向外界发送报警信息，通过报警流程主动被动的结合来最大限度的保证能够在高效检测出紧急情况的同时防止出现误报警现象。
简而言之，本发明提出的一种脑电波触发的非接触式报警装置及其报警检测方法，解决了无接触式报警的技术问题，属于智能电子技术领域，尤其指应用于个人安全防护报警方面的技术，作为接收与检测单元的TGAM脑电波处理模块、微型主控板、振动模块、蓝牙模块全部安装于头带之中，处理单元的主控板、GPS定位模块、GPS信号接收天线和两个蓝牙模块，安装于方盒之中。发送单元就是用户的智能手机。处理单元与头带通过一组蓝牙互联，处理单元与用户的智能手机通过一组蓝牙互联。接收与检测单元主要功能为采集脑电波，处理单元主要功能为处理比对用户的脑电波数据，发送单元主要功能为向外界发送求救短信。方法包括,佩戴报警头带实时采集脑电波信号；平稳状态时装置无报警信号；突发状态下运用欧式距离的惊吓检测算法进行异常判断；突发状态下判断是否报警；突发状态下装置报警流程；报警完成后的复位流程。惊吓算法和眨眼算法为本发明解决无接触式报警的核心算法。本发明为无接触式报警，具有无需手动干预即可报警，误报率低，便携，隐蔽性强等优点，适合用于个人安全防身报警。

Claims (7)

1.一种脑电波触发的非接触式报警装置，根据报警信号传递流程依次设有报警信号接收和检测单元、报警信号处理单元和报警信号发送单元；简称为接收和检测单元、处理单元及报警单元；其特征在于，脑电波触发的非接触式报警装置实体设备分为报警头带、报警信号处理单元和报警信号发送单元；所述报警信号接收与检测单元包含有TGAM脑电波处理模块、微型主控板、振动模块、蓝牙模块和生物电采集电极，其中生物电采集电极包括有耳夹式电位传感器和前额电位传感器，全部安装固定于报警头带中；报警头带设计为有夹层的双层头带，报警信号接收与检测单元所有构件均安装于头带夹层中，并在头带左侧引出耳夹式电位传感器；前额电位传感器采集生物电信号，TGAM脑电波处理模块将生物电信号转换为脑电波数据，脑电波数据包括有生波值和脑电power值，眨眼值可通过生波值计算所得；TGAM脑电波处理模块通过蓝牙模块将用户的脑电波数据传输给报警信号处理单元，经报警信号处理单元处理后再反馈给蓝牙模块向微型主控板发送震动指令信息控制振动模块震动；所述报警信号处理单元包含有主控板、GPS定位模块、GPS信号接收天线和至少两个蓝牙模块，两个蓝牙模块分别称为第一蓝牙模块和第二蓝牙模块，以主控板为核心构成脑电波运算处理电路，全部安装于方盒中；报警信号接收和检测单元中的蓝牙模块与报警信号处理单元中的第一蓝牙模块设为配对状态；报警信号处理单元中的第二蓝牙模块设为未配对状态，且可与任意智能手机配对；报警信号处理单元通过第一蓝牙模块接收来自报警信号接收与检测单元的脑电波信号，并通过同一蓝牙模块返回震动指令信息给报警信号接收与检测单元，同时第二蓝牙模块传输主控板运算产生的报警指令信息给报警信号发送单元进行报警，所述报警信号发送单元为智能手机，智能手机上固有的蓝牙与报警信号处理单元中的第二蓝牙模块进行配对、连接，接收来自所述报警信号处理单元的报警指令信息；用户的智能手机上安装有特定的应用程序，用户的指定的特定智能手机上也需安装有特定的应用程序，应用程序中包含用户的当前位置信息、当前时间、求救短信；用户需提前指定接收报警信息的特定智能手机号，进行报警；足以让人们引起警觉。
2.根据权利要求1所述的脑电波触发的非接触式报警装置，其特征在于，其中报警信号接收和检测单元的核心器件为TGAM脑电波处理模块，通过前额电位传感器采集的生物电信号首先传送给TGAM脑电波处理模块，生物电信号在TGAM脑电波处理模块中转换为脑电波数据，脑电波数据传送到蓝牙模块中，脑电波数据被蓝牙模块发送到报警信号处理单元的第一蓝牙模块，第一蓝牙模块将脑电波数据传送到报警信号处理单元的主控板中，主控板将所接收到的脑电波数据运行基于欧式距离的惊吓检测算法和双下采样眨眼检测算法，产生指令信号并通过第一蓝牙模块反馈到报警信号接收和检测单元的蓝牙模块。
3.根据权利要求1所述的脑电波触发的非接触式报警装置，其特征在于，报警信号处理单元是接收、处理脑电波信号并向报警信号发送单元发送报警指令信号的便携式处理单元；
第一蓝牙模块的发送端与主控板的第三串口的接收端对应连接，第一蓝牙模块的接收端与第三串口的发送端对应连接；第二蓝牙模块的发送端与主控板的第二串口的接收端对应连接，第二蓝牙模块的接收端与第二串口的发送端对应连接；GPS模块的发送端与主控板的第一串口的接收端对应连接，GPS模块的接收端与第一串口的发送端对应连接，共同形成以主控板为核心的脑电波运算处理电路。
4.根据权利要求1所述的脑电波触发的非接触式报警装置，其特征在于，报警信号发送单元就是用户的智能手机，智能手机自带App及蜂鸣器，根据用户使用需求，设置三种工作方式；
(1)工作方式一警示工作方式
使用智能手机蜂鸣器进行声音警告，起到震慑作用；
(2)工作方式二短信报警方式
使用短信方式向外界报警，隐蔽报警；
(3)工作方式三双报警方式
同时采用智能手机蜂鸣器声音报警和短信报警。
5.一种脑电波触发的非接触式报警装置的报警检测方法，在脑电波触发的非接触式报警装置上使用，其特征在于，包括有如下步骤：
(1)佩戴报警头带实时采集脑电波信号：用户正确佩戴报警头带且报警头带处于正常工作状态，在工作状态下，要求用户将传感器接触端置于额头正中位置，调节至合适头带松紧度，除去头发等遮挡物，做到完全接触，同时耳夹接触端也需要与耳垂处皮肤完全接触，在TGAM脑电波处理模块中数据流Signal信号值为0时，确认用户已正确佩戴并且报警头带处于正常的工作状态；用户在其手机及指定的特定智能手机上安装特定的应用程序；
(2)平稳状态时装置无报警信号：如果未发生突发事件则用户当前的脑电波不会触发报警流程；整个***不会触发任何操作，智能手机软件不会发送报警信息，报警信号接收和检测单元实时监测用户的脑电波；
(3)突发状态下运用欧式距离的惊吓检测算法进行异常判断：当特殊情况突发于用户时，脑电波数据会产生一个突发信号，该突发生物电信号经TGAM脑电波处理模块转化为脑电波数据，脑电波数据通过报警信号接收和检测单元中的蓝牙模块发送给报警信号处理单元中的第一蓝牙模块和主控板，主控板通过基于欧式距离的惊吓检测算法计算，并进行脑电波数据验证，监测用户当前是否处于危险状态，若接收到突发生物电信号转化成的脑电波数据，则处于危险状态，主控板会生成震动指令信息，震动指令信息通过报警信号接收和检测单元中的第一蓝牙模块向报警信号接收和检测单元中的微型主控板发送，收到震动指令信息后，微型主控板激活振动模块提醒用户当前已处于准备报警阶段；
(4)突发状态下判断是否报警：主控板对从第一蓝牙模块接收的脑电波数据运行双下采样眨眼检测算法计算用户当前的眨眼频率，利用眨眼频率判断是否有报警必要；若用户当前眨眼频率达到设定阈值，则主控板会通过处理单元中的第二蓝牙模块向报警信号发送单元即智能手机发送报警信号，同时再次通过第一蓝牙模块向接收和检测单元中的微型主控板发送震动信号，使微型主控板激活振动模块提醒用户报警信号已经发出；若用户眨眼频率未达到设定阈值，则处理单元中的主控板判断为误检测，不会运行后续的报警程序；若用户确实处于危险状态但未收到震动提醒，则用户可以通过快速眨眼来直接激活报警程序，则报警程序的处理流程同上；
(5)突发状态下装置报警流程：在处理单元中的主控板判定当前状态需要报警时，主控板通过第二蓝牙模块向用户智能手机发送报警指令信息；智能手机基于自身的固有蓝牙收到报警指令信息后，通过特定智能手机应用程序自动向用户提前指定特定智能手机号发送包含有用户当前位置、时间的求救短信；
(6)报警完成后的复位流程：在一个完整的报警流程被完成后，用户需要进入特定智能手机应用手动取消当前报警状态，则特定智能手机应用才会停止共享位置信息，整个报警装置被复位。
6.根据权利要求5所述的脑电波触发的非接触式报警装置的报警检测方法，其特征在于，步骤3中所述的基于欧式距离的惊吓检测算法，基于欧氏距离的惊吓检测算法用于检测用户当前是否处于惊吓状态，具体算法流程为：
3.1提取固定波段脑电波数据：收集来自报警信号接收和检测单元的脑电波数据，从中提取出Middleγ值和Lowγ值，将其视为二维点集A1；
3.2异常点判断：计算点集A1中对应两点间的欧式距离，储存为一维矩阵X1，对一维矩阵X1进行降序排序，将X1中序列前3％的数据视作异常点；
3.3惊吓状态判断：将异常点的二维点序号储存为一维矩阵X2，并将一维矩阵X2中存在于第一象限的二维点序号视为用户目前处于惊吓状态；
3.4惊吓检测法反馈：随后接收来自双下采样眨眼算法的眨眼频率，若眨眼频率高于阈值，确认用户处于惊吓状态，储存当前阈值为参考值；若眨眼频率低于阈值，确认用户并非处于惊吓状态，储存当前欧式距离最大值，即一维矩阵X1的最大值，为参考值；再次进行算法时，若所算阈值高于参考值，则以当前阈值为实际阈值；若所算阈值低于或等于参考值，则以参考值为实际阈值。
7.根据权利要求5所述的脑电波触发的非接触式报警装置的报警检测方法，其特征在于，步骤4中所述的双下采样眨眼检测法，用于检测用户单位时间内的眨眼频率，在此定义单位时间为3秒，具体算法流程为：
4.1第一次下采样：收集来自报警信号接收和检测单元的脑电波数据，从中提取出rawdata值，对其进行第一次下采样，即在rawdata数据矩阵X1中求出其峰值矩阵Y1，峰值定义为：设当前下索引为n，若位置n-1到n的斜率为正值，且位置n到n+1的斜率为负值，即定义当前位置n的数值X1n为峰值；
4.2第二次下采样：在峰值矩阵Y1中按上文定义方法继续求取其峰值矩阵Y2，即第二次下采样；
4.3滑动窗口求方差：对Y2采取滑动窗口法求方差，即在Y2中以4为窗口大小，每4个数据对其求方差，并将最终取值储存为一维矩阵X2；
4.4眨眼判断并计算眨眼频率：寻找X2中的峰值矩阵Y3，并设立规则，若峰值Y3n高于1*10^4且前侧峰值与当前峰值距离大于等于3个数据点，则认定在产生峰值Y3n时用户进行眨眼；通过在单位时间内计数峰值矩阵Y3长度，即可算出用户在单位时间内的眨眼次数和眨眼频率。
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