检索历史 清除

摘要非接触监测技术是通过对雷达技术、电子技术及计算机技术综合运用，隔一定介质（如衣服、空气、墙壁等）、在不接触人体的条件下从超宽谱生物雷达的回波中实时提取一定距离上人体微弱生命特征信号(呼吸、体动等)的新技术。由于它具有无创、非接触、现场、实时监测人体的呼吸信号和体动信号等优点，能够为平、战时实施医学救援的操作人员随时了解被救援对象的生命体征状况提供必要的参考，也在临床上实现对患者进行连续非接触监护具有一定意义。<br>　　超宽谱生物雷达监测的生命信号具有幅度小、强噪声背景、易受干扰，属于微弱信号；回波信号随机性强，属于非平稳信号。因此，基于超宽谱生物雷达微弱生命信号的非接触监测技术的主要问题是如何尽可能的提高信噪比，从回波信号中有效地提取出生命信号。虽然在生命探测技术中，较好的解决了生命信号的探测问题，但多用的是时间积累技术，而监测技术要求实时处理，无法长时间积累。因此，研究雷达回波生命参数信号实时处理的新算法，以达到实时监测的目的，是基于超宽谱生物雷达微弱生命信号的非接触监测技术的一个重要问题。<br>　　针对上述问题，本研究设计并实现了符合人体在电磁暴露环境下安全标准的基于超宽谱生物雷达微弱生命信号的非接触监测系统。系统主要由基于超宽谱的生物雷达前端、无线网络和基于笔记本电脑的无线通讯、参数控制、信号处理、波形显示、频率计算单元组成，可以实时处理超宽谱生物雷达回波信号，基本实现了对人体的呼吸信号和体动信号的现场、实时监测。<br>　　具体工作内容如下：<br>　　1.针对人体暴露在电磁环境下的安全问题，依据美国电气和电子工程师协会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,IEEE)电磁暴露安全标准，设计了8段可变硬件增益的超宽谱生物雷达，构建了包括无线网络和笔记本电脑的监测系统硬件平台；<br>　　2.以delphi7.0为软件开发平台，采用多线程编程技术，编写算法，实现了回波信号采集和处理的同步进行，保证了整个系统的实时性。采集到的回波信号经过一系列的信号处理，实现了呼吸信号和体动信号的同步提取和波形显示。<br>　　3.在国家地震紧急救援训练基地，对基于超宽谱生物雷达微弱生命信号的非接触监测系统进行了测试。通过在不同测试环境中进行监测实验，完成对系统整体性能的评价和系统完善，达到了预期设计要求。<br>　　本论文的主要创新点包括：<br>　　1．实现了基于超宽谱生物雷达微弱生命信号的非接触监测系统的构建，实现了自动参数设置方法，采用无线网络通讯方式，较好解决了生物雷达回波信号实时、现场处理的问题。<br>　　2．针对基于超宽谱生物雷达微弱生命信号的非接触监测，研制了穿透障碍物条件下自适应线增强人体呼吸和体动实时处理和显示算法。<br>　　在本课题研究中，主要完成了基于超宽谱生物雷达微弱生命信号的非接触监测系统硬件平台的构建以及包括系统算法、自动参数设置、任务控制、波形显示、保存和回放界面等系统软件的设计，为基于超宽谱生物雷达微弱生命信号的非接触实时监测技术的进一步研究和发展奠定了基础。