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

1、非接觸監(jiān)測技術(shù)是通過對雷達(dá)技術(shù)、電子技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)綜合運用，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)的回波中實時提取一定距離上人體微弱生命特征信號(呼吸、體動等)的新技術(shù)。由于它具有無創(chuàng)、非接觸、現(xiàn)場、實時監(jiān)測人體的呼吸信號和體動信號等優(yōu)點，能夠為平、戰(zhàn)時實施醫(yī)學(xué)救援的操作人員隨時了解被救援對象的生命體征狀況提供必要的參考，也在臨床上實現(xiàn)對患者進(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、測的生命信號具有幅度小、強(qiáng)噪聲背景、易受干擾，屬于微弱信號；回波信號隨機(jī)性強(qiáng)，屬于非平穩(wěn)信號。因此，基于超寬譜生物雷達(dá)微弱生命信號的非接觸監(jiān)測技術(shù)的主要問題是如何盡可能的提高信噪比，從回波信號中有效地提取出生命信號。雖然在生命探測技術(shù)中，較好的解決了生命信號的探測問題，但多用的是時間積累技術(shù)，而監(jiān)測技術(shù)要求實時處理，無法長時間積累。因此，研究雷達(dá)回波生命參數(shù)信號實時處理的新算法，以達(dá)到實時監(jiān)測的目的，是基于超寬譜生物雷達(dá)微弱生命信號的非

3、接觸監(jiān)測技術(shù)的一個重要問題。
　　針對上述問題，本研究設(shè)計并實現(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)微弱生命信號的非接觸監(jiān)測系統(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、信號處理、波形顯示、頻率計算單元組成，可以實時處理超寬譜生物雷達(dá)回波信號，基本實現(xiàn)了對人體的呼吸信號和體動信號的現(xiàn)場、實時監(jiān)測。
　　具體工作內(nèi)容如下：
　　1.針對人體暴露在電磁環(huán)境下的安全

4、問題，依據(jù)美國電氣和電子工程師協(xié)會(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,IEEE)電磁暴露安全標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計了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)測系統(tǒng)硬件平臺；
　　2.以delphi7.0為軟件開發(fā)平臺，采用多線程編程技術(shù)，編寫算法，實現(xiàn)了回波信號采集和處理的同步進(jìn)行，保證了整個系統(tǒng)的實時性。采集到的回波信號經(jīng)過一系列的信號處理，實現(xiàn)了呼吸信號和

5、體動信號的同步提取和波形顯示。
　　3.在國家地震緊急救援訓(xùn)練基地，對基于超寬譜生物雷達(dá)微弱生命信號的非接觸監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了測試。通過在不同測試環(huán)境中進(jìn)行監(jiān)測實驗，完成對系統(tǒng)整體性能的評價和系統(tǒng)完善，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計要求。
　　本論文的主要創(chuàng)新點包括：
　　1．實現(xiàn)了基于超寬譜生物雷達(dá)微弱生命信號的非接觸監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建，實現(xiàn)了自動參數(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)回波信號實時、現(xiàn)場處理的問題。