基于FPGA的微弱生命信號(hào)檢測(cè)研究.pdf

1、中國(guó)幅員遼闊,同時(shí)也是自然災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家之一。地震、泥石流等一直威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。災(zāi)后搜救結(jié)合了多種方式,并與現(xiàn)代科技相結(jié)合,可以迅速準(zhǔn)確的對(duì)遇難者進(jìn)行定位和營(yíng)救。非接觸式雷達(dá)波生命探測(cè)技術(shù)運(yùn)用多普勒頻移等原理,在不接觸人體的情況下,通過雷達(dá)波探測(cè)未知區(qū)域的生命體。然而生命信號(hào)具有信號(hào)弱、噪聲強(qiáng)、頻率范圍低和隨機(jī)性強(qiáng)的特點(diǎn),微弱生命信號(hào)的提取在生命探測(cè)技術(shù)中顯得尤為重要。
　　本文為解決生命探測(cè)系統(tǒng)中信號(hào)處理部分的問題,設(shè)

2、計(jì)了基于FPGA的生命信號(hào)處理模塊。討論了小波變換在信號(hào)處理中的應(yīng)用,重點(diǎn)研究小波變換多分辨率分析。在生命信號(hào)特征的分析中,運(yùn)用虛擬儀器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了不同頻段下生命信號(hào)的提取實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,生命信號(hào)存在0.2-2Hz的呼吸、心跳諧波分量,以及2-15Hz的體動(dòng)信號(hào)諧波分量。經(jīng)過不同層數(shù)的小波分解,能有效將不同頻段的生命信號(hào)提取出來。本文采用第二代小波提升方法,在FPGA上設(shè)計(jì)整數(shù)的小波分解、小波重構(gòu)等模塊,并用流水線技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行

3、優(yōu)化。設(shè)計(jì)了獨(dú)立的數(shù)據(jù)寄存器模塊,將小波變換中數(shù)據(jù)的輸入輸出與分解步驟隔離,提高各模塊獨(dú)立性;添加額外寄存器組隔離預(yù)測(cè)與更新步驟,實(shí)現(xiàn)流水線結(jié)構(gòu)優(yōu)化,提高其數(shù)據(jù)處理能力?；贔PGA的小波變換模塊完成了生命探測(cè)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)信號(hào)處理。從探測(cè)數(shù)據(jù)上可以看出,體動(dòng)信號(hào)由其幅度大、頻率高,更容易檢測(cè)出來,能夠快速準(zhǔn)確分辨出有人無人。呼吸、心跳信號(hào)微弱,容易淹沒在背景噪聲中。經(jīng)過進(jìn)一步小波分解,提取2Hz以內(nèi)信號(hào),在頻域上有峰值存在,為心跳信號(hào)與