2。6 生命体征信号分析 9

2。7 本章小结 11

3 非接触式生命体征检测系统信号处理硬件电路设计 12

3。1 模拟信号预处理部分 12

3。2 DSP 数字信号处理部分 16

3。3 本章小结 21

4 非接触式生命体征检测系统信号处理算法设计 22

4。1 呼吸信号的提取 22

4。2 心跳信号的提取 24

4。3 信号处理算法仿真实验 28

4。4 本章小结 30

5 系统制作及联试 31

5。1 硬件制作 31

5。2 测试结果及分析 31

5。3 本章小结 34

结论 35

致谢 36

参考文献 37

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1 引言

1。1 研究背景及意义

现有的医用生命体征检测设备多为穿戴式，虽然检测精度高，但是穿戴式设备的应用范 围具有局限性。例如，穿戴式设备无法应用于大面积烧伤患者的检测等此类传感器不能直接 接触人体的情形，以及对于精神病人、婴儿的监护等不便用穿戴式设备的情形。因此，非接 触式的生命体征检测系统具有实际的应用价值。采用生命探测雷达便是其中一种非接触式的 检测手段。

雷达的原意是无线电探测与测距，即通过无线电探测目标并能够测定其位置的电子设备。 由雷达向目标发射无线电波，电磁波辐射目标并在目标表面产生反射，雷达接收反射的回波 信号，通过信号处理便可得到目标与雷达间的距离、方位角、目标运动速度、高度等目标信 息[1]。论文网

随着雷达技术的发展，雷达能够从回波信号中获得更多的目标信息，例如生命探测雷达 对人体的呼吸和心跳信息的探测。由于人体的呼吸和心跳运动将导致胸腔的起伏。因此，当 电磁波辐射人体胸部时，人体呼吸和心跳的振动将会对反射的电磁波信号进行相位调制。生 命探测雷达通过对回波信号的混频、放大等信号处理，即可从中提取出的呼吸和心跳信号， 从而实现人体生命体征实时监测的功能。

20 世纪 70 年代，James C。 Lin 首次在非接触式人体呼吸检测系统中应用连续波多普勒雷 达[2]。早期的雷达探测系统，由于受到制造工艺、天线以及其他器件的限制，系统体积大、成 本高、探测精度不高，相比其他生命探测技术并没有明显的优势，难以满足应用领域的需求。 近几年来，集成电路和雷达技术飞速发展，理论研究也日趋完善，开始关注这一技术领域的 组织和机构逐渐增多。而且由实验证明，非接触式生命体征探测系统中，连续波多普勒体制 的雷达具有非常好的发展潜力。