基于24GHz多普勒雷达的非接触式呼吸监测系统设计

发布时间：2021-01-17 18:29

　　基于非接触多普勒雷达的生命信号检测技术具有非接触、远距离、穿透性等特点,可以广泛应用到日常的家庭监测、医疗监测、灾难救援搜寻、特殊人群监护等场景。本文设计了一款基于24GHz多普勒雷达的非接触式呼吸监测系统。该系统关键和难点是从带有较强噪声干扰的雷达回波信号提取出呼吸信号。本文在给出24GHz多普勒雷达的非接触式呼吸监测系统的数据采集硬件设计的基础上,利用最小二乘椭圆拟合算法校正雷达数据并通过基于胸腔运动速率的解调方法有效避免相位的解缠问题。真实环境下的实验结果表明,该系统能以非接触地方式精确地测量呼吸频率,并且不影响睡眠的舒适性,十分适用于日常生活中的睡眠呼吸监测。针对24GHz多普勒雷达的非接触呼吸监测系统的设计,本文的工作主要包括以下几个方面:（1）设计非接触式多普勒雷达呼吸监测的硬件系统,为后续的数据采集做基础铺垫。（2）设计非接触式多普勒雷达呼吸监测所需的数据采集软件系统,即将多普勒雷达采集的数据发送到PC端进行存储与处理,进而为后续的数据处理做准备。（3）设计一种基于温度传感器的接触式呼吸检测智能口罩系统,作为本文的参照系统,用来验证非接触式呼吸监测系统的有效性。（4）实现... 

【文章来源】：温州大学浙江省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景与科学意义
    1.2 呼吸监测的研究现状
        1.2.1 接触式呼吸监测研究现状
        1.2.2 非接触式呼吸监测研究现状
    1.3 本文的研究内容和结构安排
第二章 非接触式呼吸监测系统总体设计方案
    2.1 非接触式呼吸监测系统的工作原理
    2.2 系统总体设计
    2.3 多普勒雷达相关知识介绍
        2.3.1 雷达背景介绍
        2.3.2 多普勒雷达概述
        2.3.3 多普勒雷达电磁学基础
    2.4 多普勒雷达波段选择
第三章 非接触式呼吸监测系统数据采集硬件设计
    3.1 系统硬件设计
    3.2 多普勒雷达选型
    3.3 处理器选型
    3.4 带通滤波电路设计
    3.5 模数转换器选型
    3.6 数模转换器选型
    3.7 DAC信号调理电路设计
    3.8 电源电路设计
第四章 非接触式呼吸监测系统数据采集软件设计
    4.1 下位机软件设计
    4.2 上位机软件设计
第五章 非接触式呼吸监测系统呼吸检测算法实现
    5.1 信号校正
    5.2 信号解调
        5.2.1 主成分分析算法
        5.2.2 反正切算法
    5.3 呼吸频率提取
        5.3.1 自相关法
        5.3.2 峰值检测法
        5.3.3 快速傅里叶变换法
    5.4 实际数据Matlab处理的结果图
第六章 系统实验验证
    6.1 参考系统
    6.2 复信号解调方法
    6.3 验证结果
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]连续波多普勒测速雷达射频前端电路设计与仿真[J]. 刘丽华,董天临.  电子科技. 2007(05)
[2]生物雷达技术的研究现状[J]. 路国华,王健琪,杨国胜,荆西京.  国外医学.生物医学工程分册. 2004(06)



本文编号：2983380