【摘 要】
:
基于超宽带雷达的非接触式生命体征监测系统是将雷达技术应用于生物监测领域,其目的是通过非接触方式获取目标人体的呼吸和心跳频率。在新冠肺炎全球蔓延的大背景下,医院各方都在寻求更为有效与安全的监测手段,而基于超宽带雷达的非接触式生命体征监测系统,在保护病人生命安全的同时,也为前线医疗人员提供安全保障,集合了高效、安全的监测特征,不仅应用于防疫医疗监测,也适用于慢性病患者或老人居家呼吸心跳等健康体征监测,
论文部分内容阅读
基于超宽带雷达的非接触式生命体征监测系统是将雷达技术应用于生物监测领域,其目的是通过非接触方式获取目标人体的呼吸和心跳频率。在新冠肺炎全球蔓延的大背景下,医院各方都在寻求更为有效与安全的监测手段,而基于超宽带雷达的非接触式生命体征监测系统,在保护病人生命安全的同时,也为前线医疗人员提供安全保障,集合了高效、安全的监测特征,不仅应用于防疫医疗监测,也适用于慢性病患者或老人居家呼吸心跳等健康体征监测,势将成为广受欢迎的监测手段。本文主要搭建了超宽带雷达监测系统,对超宽带雷达模块以及超宽带雷达天线进行选型,根据它们的性能参数,选出合适的超宽带雷达模块以及超宽带雷达天线,从而建立起超宽带雷达生命体征监测系统。在此基础之上,根据呼吸运动、心跳运动与胸腔起伏的联系,建立生命体征信号仿真信号。提出了MUSIC算法在超宽带雷达生命体征监测系统的应用,并通过仿真信号验证了MUSIC算法的可行性。对雷达回波进行信号的处理,去除雷达回波中的噪声、杂波等影响因素,为后续实验的展开提供较为纯净的含有生命体征信息的信号。接着进行超宽带雷达天线的实验验证和生命体征提取算法的实验验证,分别在正常环境和复杂环境下进行生命体征监测实验。超宽带雷达天线主要是选取了全向超宽带雷达收发天线、30度定向超宽带雷达收发天线、90度定向超宽带雷达收发天线,通过设置0.8m、1.0m、1.2m、1.4m、1.6m、1.8m六种实验距离,三种天线分别在六种距离上进行实验,得到目标人体生命体征回波图的波形以及运用MUSIC算法和傅里叶变换得到的呼吸心跳的频谱图,进行对比,最终选取合适的超宽带雷达天线,以及验证MUSIC算法的可行性。
其他文献
近些年来,由于国家政策的扶持和生活质量的提高,越来越多人前往高原地区工作,旅游,登山,科学实验等。但是高海拔地区海拔高,低压低氧,环境极度恶劣,给驻藏人群带来了极大的挑战。即使是克服了暂时的高海拔应激反应,长居居住也会损害人脑的认知功能,如短时记忆、执行控制功能等。因此研究高海拔地区长期移居者因缺氧导致的大脑损伤具有重要意义。脑电能记录大脑活动时的脑电波变化,具有比较高的时间分辨率,因此能够捕捉大
物联网(Internet of Things,IoT)技术已经广泛应用在我们的生活当中,如智慧物流、智能医疗、智慧农业等。然而,目前的物联网通信技术都使用有源射频单元,具有很高的功耗。反向散射技术的出现解决了高能耗的问题,随着频谱资源竞争压力的增加,提高反向散射技术的频谱利用率成为亟待解决的问题。环境反向散射通信(Ambient Backscatter Communication,AmBC)技术的
目前,我国已经全面进入第五代(the fifth generation,5G)移动通信技术商用时代,5G技术广连接的特性将推动物联网(Internet of Things,Io T)产业进一步向前发展。传统的物联网设备多使用有源射频单元,当接入网络的设备较多时,其总能耗不容小觑,且有源设备通常体积较大。反向散射通信方式被认为是推动物联网产业进一步发展的新机遇,反向散射通信系统以其终端无源、体积小的
大脑本质上是一个非线性复杂的系统,其神经信号内在特征的变化可以反映大脑结构与功能的异常。在神经信号特性中,复杂度研究一直是研究者们关注的焦点。熵作为一种常用的复杂度分析方法,能够有效刻画神经信号的无序性和混乱程度,并且随着技术的发展,多尺度熵在神经信号分析领域也得到了广泛的应用,其被用来分析非平稳信号时表现出了显著的优势。近些年,大量的研究人员利用熵指标分析大脑静息态功能性磁共振成像(Restin
光电子器件是光通信网络的基础,光学谐振腔作为典型光学结构,广泛应用于光学滤波器、缓存器、光开关等器件中。品质因子Q值是衡量光学谐振腔性能的一个重要参数,代表谐振腔储存光能量的能力,追求更高的Q值是谐振腔研究的永恒主题之一。除了性能之外,光学谐振腔样式众多,各有其结构特点,所以针对不同应用场景,探索更加切合实际需求的光学谐振腔,不仅能拓宽光学谐振腔的应用领域,也能发挥不同谐振腔各自的优势特点。基于共
脑老化是一个复杂的、不可避免的生物学过程,对大脑成熟和衰老生长曲线的研究可以探索人脑老化机制,有助于对老年性认知疾病的早期干预。阿尔茨海默症(Alzheimer’s Disease,AD)是一种起病隐匿的且与认知能力相关的老年性神经退行疾病,从早期轻度认知损害(Early Mild Cognitive Impairment,EMCI)到晚期轻度认知损害(Later Mild Cognitive I
进入21世纪以来,基于位置信息的服务迅速发展,全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)在人们的生活中变得越来越无可替代。全球卫星导航系统定位方式主要有标准单点定位、标准差分定位、精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)和载波差分定位(Real-time kinematic,RTK)四种。其中,精密单点定位因
近几年来,随着科学技术的磅礴发展,出现了数据爆炸的现象,数据如何进行存储也就成为了比较重要的研究课题。为了存储更多的数据,并且为用户减少存储开销,于是云环境存储应运而生,越来越多的用户选择将数据存储在云环境中,但是云存储的出现也面临着数据不安全的问题,需要用户对数据加密处理后再上传到云环境中。云存储指的是数据所有者将数据存放在网络中的多台虚拟服务器中,它们由第三方服务商来管理,而不是本地计算机中,
入侵探测技术被广泛用于区域防护以保障人身和公共财产安全。现有的入侵探测技术包括激光雷达、光学/热红外摄像机、电子围栏、振动电缆传感器、光纤传感器和入侵探测雷达。除入侵探测雷达外,其它入侵探测技术普遍存在隐蔽性差、易受环境温度、可见度以及嘈杂振动影响的缺陷。入侵探测雷达采用泄漏电缆或者常规天线发射探测信号和接收回波信号,从而构建人眼不见的电磁防护区域,弥补了上述缺陷。但是受限于发射信号的固有特性,入
激光雷达作为一种主动式扫描探测技术,可以快速获取周边环境的信息。随着激光雷达在机器人、无人驾驶等领域的广泛应用,国内外激光雷达市场迅速发展。鉴于目前市场上成熟的激光雷达产品存在价格昂贵、国外技术垄断和控制算法不开源等问题,本课题开展了激光雷达的设计研究工作。本文以移动机器人室内环境感知为背景,结合车载环境和实际应用需求,使用课题组自行研制的激光测距模块,设计了一种二维激光雷达扫描系统。设计的二维激