研究目的
开发一种便携、低成本的24GHz多普勒雷达系统,用于非接触式远距离人体生命体征监测,以解决现有实验室系统存在的局限性。
研究成果
所开发的便携式24GHz多普勒雷达通过时频分析成功提取人体心肺率,其低成本和小尺寸的特点证明了其实用性。未来的工作将聚焦于采用先进信号处理算法来提高测量精度。
研究不足
该系统可能受到人体运动及其他移动部件的干扰;其性能取决于信号处理算法,而针对运动状态下实现精确测量的先进算法尚未得到充分解决。
1:实验设计与方法选择:
系统采用外差式雷达架构,使用商用24GHz收发??榛袢∧D庹恍藕牛ü逼捣治鏊惴ǘ孕藕沤惺只硪蕴崛∩逭鳌?
2:样本选择与数据来源:
验证实验使用一名距雷达50厘米就座的34岁男性受试者,数据与指夹式脉搏传感器进行对比。
3:实验设备与材料清单:
包括K-LC2 24GHz收发???、Silicon Labs C8051F350微控制器、WIFI???、印刷电路板及信号处理软件(NI LabVIEW或MATLAB)。
4:实验流程与操作步骤:
雷达发射24GHz连续波,接收经胸腔运动调制的反射信号,对基带信号进行滤波放大后通过ADC数字化,经WIFI传输至计算机,采用短时傅里叶变换(STFT)和中频估计进行处理。
5:数据分析方法:
使用时频分析中的短时傅里叶变换提取瞬时频率,再通过频谱估计确定呼吸和心跳频率。
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K-LC2
K-LC2
RFbeam Microwave GmbH
24GHz transceiver module for transmitting and receiving radar signals to obtain analog quadrature baseband signals.
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C8051F350
C8051F350
Silicon Labs
Microcontroller with 24-bit ADC for digitizing analog signals from the radar transceiver.
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WIFI module
Transmits digitized signals to a laptop or mobile phone for distant monitoring.
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Finger pulse sensor
HM10
Healthcare
Used as a reference device to validate the measured respiration and heartbeat rates.
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