Python动手系列——利用MindWave读取脑波，辨认眨眼动作（一）
2015-05-14 22:33阅读：
我们暂且放下Python的基础系列，奉上Python动手实践系列的第一篇，因为最近在捣鼓的东西可以趁热打铁记录下来。写着写着发现太长，我们这一篇先只基本介绍吧。
硬件介绍
最近一直跟同学捣鼓的这个MindWave
Mobile，说白了就是淘宝上买来的一个300软妹币的可以读取头部皮层的人体电压的小玩意。小东西大概是这样的：
一个夹子一样的东西夹在左耳作为参考电极，另一个电极（图中左前的“触手”般的部件）紧贴着头部的左前额。人类左耳耳垂的电压较稳定，于是可作为参考电压，左前额的电极可探测出实时EEG。EEG是什么呢，度娘告诉我们可以这样解释：人体脑部自身产生的微弱生物电于头皮处收集，并放大记录而得到的曲线图。EEG包含Delta（δ）波、Theta（θ）、Alpha（α）波等八个波，详见度娘。而且这里mindwave还给出了分析之后的佩戴者的专注度（Attention）和冥想度（Meditation），所以mindwave可以给出专注度、冥想度和EEG共十个数据。最后通过外接蓝牙模块把数据发送出来。
除了上面的mindwave、蓝牙模块（适配器）。这里还使用到的硬件是树莓派。其实使用树莓派更多的是因为爱好以及为了后边的扩展（通过GPIO外接电器控制等和风扇等）。还有就是树莓派作为一种Linux系统，可以使用到PyBluez（Bluetooth）库，主要用于在Python里实现和蓝牙模块的沟通。Windows上面貌似安装不了这个Bluetooth，而且除了这种方法，我目前不知道在Windows上面如何使用Python读取蓝牙发来的数据，如果有高人知道告诉下我~当然如果懂的，或者电脑有装Linux系统的也可以直接使用电脑开工，树莓派不是必需品。
我们的目标
我们发现用它来辨识人的眨眼这个动作，具有较高的可行性。
刚开始满怀希望，摩拳擦掌准备各种实验和机器学习分析数据，搞出人类有史以来最伟大的情绪辨别的智能硬件。￣O￣)ノ后来发现由于水平有限、
单电极脑外读取电波方式有局域性、机器精度不高、人类自我情绪难以控制等原因还是放弃了这个伟大梦想。但玩玩还是可以的，戴着它，通过程序，你眨下眼它就知道啦！
据说新版的mindwave，配合使用它的某个软件貌似也是可以直接辨识出眨眼动作的。这个没体验过，我们准备使用自己的算法来辨识眨眼！下面准备开工！
连接与准备
作为前期准备，先说硬件连接。树莓派没有是没有蓝牙接收功能的，这里通过蓝牙适配器解决。一个适配器插在树莓派的USB插口上面，打开mindwave的开关（及打开蓝牙），通常这时树莓派就可以通过适配器找到mindwave并接收数据了。
说下数据与软件方面。树莓派要先安装上文提到的PyBluez（Bluetooth）。直接sudo
apt-get install libbluetooth-dev
python-bluetooth就可以了。再安装一个blueman，就可以像Windows上面一样可视化的查看搜寻的附近的蓝牙设备了。
数据方面，要说下mindwave发送的数据格式。简单的说，它发来的数据包括“小包”和“大包”，其中小包是以大概512Hz的频率发送，大包大概以1Hz的频率发送，就是说一秒内大概发送过来512个小包，这512个小包发送完毕之后会发来一个大包，接着进入下一秒的512个小包和最后一个大包依次循环。小包的数据是脑波的原始数据，大包就是上面提到的专注度、冥想度和EEG的十个数据。如果用串口接收工具接收到的数据大概是这样的：
有点乱不要紧。因为接下来就要说到“重头戏”了。Python上面有专门应付mindwave通过蓝牙发送过来的数据的库。详情请移步github：
https://github.com/robintibor/python-mindwave-mobile
这里有较详细的介绍。以及上文说的这个
PyBluez，这里也有提及。总之介绍详细、使用方便。但记得，这个库暂时是Python2版本的。还好树莓派上面Python2好Python3都有。下文的工作环境都是在Python2中实现的。
Let it work!
上文的github中的文章最后也有提及。通过import进相关模块之后，如图中所示直接实例化一个MindwaveDataPointReader的类，最后调用这个类里的start方法，数据就滚滚而来了。使用方法如图：
如上图所说，如果你把这个库安装了之后，就能像import urllib、import
math之类的一样方便使用。不然的话就只能在同个文件夹中使用。最后我们新建一个Python文件，代码如上图，最后一句print把数据打出来。我们看看运行结果如何：
我们看到树莓派上的Python成功打印出了数据。大约每秒512个的rawdata以及大约每秒一个的大包中的
专注度、冥想度和十个EEG。此刻觉得世界如此美好。好了关于如何辨识眨眼，咱下期见！
