自追踪的非接触式生命体征监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种自追踪的非接触式生命体征监测装置，包括CW雷达系统、二自由度云台和两级十字形滑动轨道，所述CW雷达系统安装于二自由度云台的动作端；所述二自由度云台的底座由二级轨道电机驱动行走于两级十字形滑动轨道的二级轨道上，所述二级轨道由一级轨道电机驱动行走于十字形滑动轨道的一级轨道上；所述CW雷达系统包括主机和设置于主机天线端面上的两个天线，两个天线的距离为雷达信号的半个波长的整数倍，两个天线始终位于同一个平面上，所述CW雷达系统的主机控制二自由度云台、一级轨道电机和二级轨道电机的运动状态。该装置可以根据雷达实时探测人体生命体征，并实现与目标间距离、角度的实时调节。实现与目标间距离、角度的实时调节。实现与目标间距离、角度的实时调节。

【技术实现步骤摘要】
自追踪的非接触式生命体征监测装置


[0001]本技术涉及雷达检测
，具体的说，涉及了一种自追踪的非接触式生命体征监测装置。

技术介绍

[0002]睡眠不仅是人体精力恢复的主要生理活动之一，还是人体自身免疫调节的重 要过程，它占据了人生大约 30%的时间。在睡眠期间，人体处于静息状态，各项生理指标较之清醒状态会有所不同。通过对睡眠状态下的人体生理参数进行采 集和分析，可以发现某些只在睡眠过程中才会显现出的疾病症状。
[0003]因此应用于睡眠监测和病床监护的生命体征监测系统成为研究热点。
[0004]目前大多数基于雷达的生命体征监测系统都有以下局限：任何天线的波束范围都是有一定限度的，系统位置、天线角度无法针对环境实时改变，在被监护人的姿势、位置改变时，容易造成被监护人处于监测死角而监测不到或者非监测最佳角度的后果。
[0005]因此，需要一种针对以上问题的技术解决方案。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种能够根据被监测人的状态调整自身状态的自追踪的非接触式生命体征监测装置。
[0007]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种自追踪的非接触式生命体征监测装置，包括CW雷达系统、二自由度云台和两级十字形滑动轨道，所述CW雷达系统安装于二自由度云台的动作端；
[0008]所述二自由度云台的底座由二级轨道电机驱动行走于两级十字形滑动轨道的二级轨道上，所述二级轨道由一级轨道电机驱动行走于十字形滑动轨道的一级轨道上；r/>[0009]所述CW雷达系统包括主机和设置于主机天线端面上的两个天线，两个天线的距离为雷达信号的半个波长的整数倍，两个天线始终位于同一个平面上；
[0010]所述CW雷达系统的主机控制二自由度云台、一级轨道电机和二级轨道电机的运动状态。
[0011]基上所述，所述CW雷达系统的主机包括雷达信号处理单元、数据处理单元和无线通讯单元，所述雷达信号处理单元连接数据处理单元，所述数据处理单元通过无线通讯单元连接移动端设备。
[0012]基上所述，所述雷达信号处理单元包括数控放大器、功分器、信号源、模数变换器、混频器和AD8302芯片；
[0013]所述信号源通过功分器发射第一路信号至数控放大器、发射第二路信号至混频器，数控放大器连接发射天线，混频器连接接收天线，混频器的输出侧通过AD采样器输出至数据处理单元，所述AD8302芯片的输入侧分别连接接收天线和功分器的第一路信号侧，所述AD8302芯片的输出侧通过AD采样器连接所述数据处理单元。
[0014]基上所述，所述数据处理单元的型号为STM32103RCT6。
[0015]基上所述，所述无线通讯单元为蓝牙或WiFi或移动网络。
[0016]本技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本技术具有以下优点：
[0017]1.CW雷达系统可用于对人体的生命体征进行采集，并根据采集信号的强弱状态、频率、峰值等特征值判断距离的远近，并通过两级十字形滑动轨道调整与人体的距离，通过二自由度云台调整与人体的角度。
[0018]2.为提升生命体征信号的信噪比，在传统雷达系统的基础上增加AD8302芯片，其主要功能有两点：第一是对AD8302的输出信号解调并去除直流偏置，提取生命体征信号，可以与CW雷达系统相干解调后的信号进行信号融合处理，进而提高生命体征信号信噪比；第二是根据收发信号增益差值判断被测者与系统的距离，并根据距离调整CW雷达系统的信号增益，同时此增益差值反馈给主机，作为主机对目标追踪的依据之一。
附图说明
[0019]图1是本技术中自追踪的非接触式生命体征监测装置的整体结构示意图。
[0020]图2是本技术中自追踪的非接触式生命体征监测装置核心机构的第一状态结构图。
[0021]图3是本技术中自追踪的非接触式生命体征监测装置核心机构的第二状态结构图。
[0022]图4是本技术中的雷达原理图。
[0023]图中：1.CW雷达系统；2.二自由度云台；3.两级十字形滑动轨道；
[0024]11.主机；12.天线；21.第一舵机；22.第二舵机；23.底座；31.二级轨道；32.一级轨道；
具体实施方式
[0025]下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0026]如图1
‑
图4所示，一种自追踪的非接触式生命体征监测装置，包括CW雷达系统1、二自由度云台2和两级十字形滑动轨道3，所述CW雷达系统1安装于二自由度云台2的动作端。
[0027]所述二自由度云台2包括舵机支架23、安装在底座23上的提供水平旋转驱动能力的第二舵机22和安装在第二舵机22的输出端并提供垂直方向转动能力的第一舵机21，图2和图3提供了转动至不同角度下的状态图。
[0028]所述二自由度云台2的底座由二级轨道电机驱动行走于两级十字形滑动轨道的二级轨道31上，所述二级轨道31由一级轨道电机驱动行走于十字形滑动轨道的一级轨道32上。
[0029]所述CW雷达系统1包括主机11和设置于主机天线端面上的两个天线12，两个天线12的距离为雷达信号的半个波长的整数倍，两个天线12始终位于同一个平面上；
[0030]所述CW雷达系统1的主机控制二自由度云台2、一级轨道电机和二级轨道电机的运动状态。
[0031]具体的，所述CW雷达系统的主机包括雷达信号处理单元、数据处理单元和无线通
讯单元，所述雷达信号处理单元连接数据处理单元，所述数据处理单元的型号为STM32103RCT6，属于可编程芯片，所述数据处理单元通过无线通讯单元连接移动端设备，所述无线通讯单元为蓝牙或WiFi或移动网络，移动端设备主要指手机，用于接收探测信息，实时掌握人体的生命体征状态。
[0032]其中，所述雷达信号处理单元包括数控放大器、功分器、信号源、模数变换器、混频器和AD8302芯片；
[0033]所述信号源输出的微波信号通过功分器分成第一路信号和第二路信号；
[0034]第一路信号至数控放大器，通过发射天线发出探测信号；
[0035]第二路信号至混频器，接收天线将接收到的信号发送至混频器，混频器用于对两组信号进行处理，混频器的输出侧通过模数变换器输出至数据处理单元，分解出生命体征信号，该部分功能为传统雷达系统的常规功能。
[0036]本实施例中，增加所述AD8302芯片，其输入侧分别连接接收天线和功分器的第一路信号侧，根据收发信号增益差判断被测者与系统的距离，当距离过大时，系统自动调整CW雷达系统的信号增益，进而进一步提高信号信噪比；
[0037]所述AD8302芯片的输出侧通过模数变换器连接所述数据处理单元，对AD8302的输出信号解调并去除直流偏置后，可以得到与人体生命体征信号有关的信息，因此可以与CW雷达系统相干解调后的信号进行信号融本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自追踪的非接触式生命体征监测装置，其特征在于：包括CW雷达系统、二自由度云台和两级十字形滑动轨道，所述CW雷达系统安装于二自由度云台的动作端；所述二自由度云台的底座由二级轨道电机驱动行走于两级十字形滑动轨道的二级轨道上，所述二级轨道由一级轨道电机驱动行走于十字形滑动轨道的一级轨道上；所述CW雷达系统包括主机和设置于主机天线端面上的两个天线，两个天线的距离为雷达信号的半个波长的整数倍，两个天线始终位于同一个平面上；所述CW雷达系统的主机控制二自由度云台、一级轨道电机和二级轨道电机的运动状态。2.根据权利要求1所述的自追踪的非接触式生命体征监测装置，其特征在于：所述CW雷达系统的主机包括雷达信号处理单元、数据处理单元和无线通讯单元，所述雷达信号处理单元连接数据处理单元，所述数据处理单元通过无线通讯单元连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，郑傲梅，张桓，段鹏松，曹仰杰，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：