基于超寬譜生物雷達(dá)微弱生命信號(hào)的非接觸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、非接觸監(jiān)測(cè)技術(shù)是通過對(duì)雷達(dá)技術(shù)、電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合運(yùn)用，隔一定介質(zhì)（如衣服、空氣、墻壁等）、在不接觸人體的條件下從超寬譜生物雷達(dá)的回波中實(shí)時(shí)提取一定距離上人體微弱生命特征信號(hào)(呼吸、體動(dòng)等)的新技術(shù)。由于它具有無創(chuàng)、非接觸、現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體的呼吸信號(hào)和體動(dòng)信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)，能夠?yàn)槠?、?zhàn)時(shí)實(shí)施醫(yī)學(xué)救援的操作人員隨時(shí)了解被救援對(duì)象的生命體征狀況提供必要的參考，也在臨床上實(shí)現(xiàn)對(duì)患者進(jìn)行連續(xù)非接觸監(jiān)護(hù)具有一定意義。
　　超寬譜生物雷達(dá)監(jiān)

2、測(cè)的生命信號(hào)具有幅度小、強(qiáng)噪聲背景、易受干擾，屬于微弱信號(hào)；回波信號(hào)隨機(jī)性強(qiáng)，屬于非平穩(wěn)信號(hào)。因此，基于超寬譜生物雷達(dá)微弱生命信號(hào)的非接觸監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要問題是如何盡可能的提高信噪比，從回波信號(hào)中有效地提取出生命信號(hào)。雖然在生命探測(cè)技術(shù)中，較好的解決了生命信號(hào)的探測(cè)問題，但多用的是時(shí)間積累技術(shù)，而監(jiān)測(cè)技術(shù)要求實(shí)時(shí)處理，無法長(zhǎng)時(shí)間積累。因此，研究雷達(dá)回波生命參數(shù)信號(hào)實(shí)時(shí)處理的新算法，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的，是基于超寬譜生物雷達(dá)微弱生命信號(hào)的非

3、接觸監(jiān)測(cè)技術(shù)的一個(gè)重要問題。
　　針對(duì)上述問題，本研究設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了符合人體在電磁暴露環(huán)境下安全標(biāo)準(zhǔn)的基于超寬譜生物雷達(dá)微弱生命信號(hào)的非接觸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由基于超寬譜的生物雷達(dá)前端、無線網(wǎng)絡(luò)和基于筆記本電腦的無線通訊、參數(shù)控制、信號(hào)處理、波形顯示、頻率計(jì)算單元組成，可以實(shí)時(shí)處理超寬譜生物雷達(dá)回波信號(hào)，基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體的呼吸信號(hào)和體動(dòng)信號(hào)的現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
　　具體工作內(nèi)容如下：
　　1.針對(duì)人體暴露在電磁環(huán)境下的安全

4、問題，依據(jù)美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,IEEE)電磁暴露安全標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了8段可變硬件增益的超寬譜生物雷達(dá)，構(gòu)建了包括無線網(wǎng)絡(luò)和筆記本電腦的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件平臺(tái)；
　　2.以delphi7.0為軟件開發(fā)平臺(tái)，采用多線程編程技術(shù)，編寫算法，實(shí)現(xiàn)了回波信號(hào)采集和處理的同步進(jìn)行，保證了整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。采集到的回波信號(hào)經(jīng)過一系列的信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)了呼吸信號(hào)和

5、體動(dòng)信號(hào)的同步提取和波形顯示。
　　3.在國(guó)家地震緊急救援訓(xùn)練基地，對(duì)基于超寬譜生物雷達(dá)微弱生命信號(hào)的非接觸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。通過在不同測(cè)試環(huán)境中進(jìn)行監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，完成對(duì)系統(tǒng)整體性能的評(píng)價(jià)和系統(tǒng)完善，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)要求。
　　本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)包括：
　　1．實(shí)現(xiàn)了基于超寬譜生物雷達(dá)微弱生命信號(hào)的非接觸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)參數(shù)設(shè)置方法，采用無線網(wǎng)絡(luò)通訊方式，較好解決了生物雷達(dá)回波信號(hào)實(shí)時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)處理的問題。