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非接触生命体征监护仪系统,是在不接触被测人体的情况下,能够实时检测到人体的体征参数信息(包括心跳、呼吸)。主要用于对临床病人及婴儿的实时监护,在国防军事方面也有特殊的意义。
本文根据非接触式生命体征监护仪的工作原理,进行整个系统设计。系统主要包括:雷达发射模块、模拟接收模块、数字下变频模块和数字信号处理模块。本项目采用2.5GHz的连续波雷达来发射信号,通过天线(收发双置天线)接收回波;经低噪放大、射频滤波、混频等一系列处理,将射频信号转换到中频信号送入数字下变频模块;其后对信号进行带通采样,将信号下变频到零中频信号,并通过抽取滤波处理来实现采样率的转换,数字下变频模块输出低速的I/Q两路基带信号送至数字信号处理模块;数字信号处理先对I/Q两路基带信号进行反正切解调,提取体征信号的相位信息,再通过自适应滤波算法(LMS算法和RLS算法)来进行呼吸和心跳信号的分离,最终获得被测人体的具体体征信息,来对人体的健康状况进行推断。
本文采用的是FPGA+DSP方案,能够同时兼顾速度和灵活性,并且使系统更加智能化和小型化。FPGA用于实现信号的数字下变频,而数字信号处理基于DSP平台实现。该方案的选择给非接触式生命探测带来了更广阔的应用前景。