【導讀】心率監(jiān)控的嚴重燒傷病人，地震災害時瓦礫下掩埋的生還者等的生命探測等。皮燒傷的人體、瓦礫掩埋下的人體等無法接觸人體的真實情況下的非接觸探測，提供測試方法和數(shù)據(jù)的支持。Keywords：Non-contact；VitalSigns；Microwaveradar；Lifedetection

　　

【正文】 肉眼看不見的電 信號 變換成看得見的圖像，從而方 便人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。示波器利用高速電子組成的狹窄的電子束，打在 熒光 物質屏面上，會產生細小的光點。在被測信號的作用下，電子束能夠在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化 曲線 。利用 示波器 不僅可以觀 察不同信號幅度隨時間變化的 波形 曲線 ，還能夠測試各種不同的電量，如 電流 、電壓、 頻率 、調幅度、相位差 等等。 示波器的分類 示波器可分為模擬示波器與數(shù)字示波器兩類。 ，打出的電子束通過水平偏置和垂直偏置系統(tǒng)，打在屏幕的熒光物質上顯示波形。 ADC 將模擬數(shù)字離散化并存入存儲器，通過 CPU 或專用芯片進行處理后在屏幕上進行顯示。原有的數(shù)字存儲示波器對波形的捕獲率較慢，隨著技術及專用芯片的發(fā)展，現(xiàn)有數(shù)字存儲示波器的波形捕獲率已經可以達到每秒 100 萬次，高于模擬示波器的 40 萬次。 數(shù)字示波器又可分為： DSO， Digital Storage Oscilloscope：將信號數(shù)字化后再建波形，具有記憶、存儲被觀測信號的功能，可以用來觀測和比較單次過程和非周期現(xiàn)象、低頻和慢速信號，以及不同時間不同地點觀測到的信號。 DPO， Digital Phosphor Oscilloscope：通過多層次輝度或彩色可顯示長時間內信號。 MSO,Mixed Signal Oscilloscope：把數(shù)字示波器對信號細節(jié)的分析能力和邏輯分析儀多通道定時測量能力組合在一起，可用于分析數(shù)?；旌闲盘柦换ビ绊?。 示波器 工作原理 利用顯示示波器上波形幅度的相對大小來反映加在示波器 Y 偏轉極板上的電壓最大值的相對大小，從而反映出電磁感應中所產生的交變電動勢的最大值的大小。因此借助示波器可以研究感應電動勢與其產生條件的關系。 試驗中實物演示 我們進行的實驗最后需要的是心跳和人體呼吸所產生的波形圖，然后進行比較，這樣才能對我們的非接觸式人體生命體征探測進行強有力的說明。如下圖就 27 是心跳與呼吸和雷達信號之間的科學關系。 圖 23 人體的呼吸與心跳生命體征與雷達信號之間的科學聯(lián)系 進行實物測試演示，首先我們需要記錄在沒有人的狀態(tài)下 ，示波器上所顯示的波形圖，這樣才能有助于我們對后面的記錄進行一個對比，從而判斷出人體生命特征。 圖 24測試場景 28 如下圖 25： 圖 25 最初沒人在微波雷達前端示波器所顯示的波形圖 下圖為模擬心跳示意圖： 圖 26 模擬人心跳的實驗場景 29 圖 27 模擬心跳實驗所測波形圖 從波形圖中我們可以看出其波動的幅度不是很大，但是它的波動頻率還是相當大的，聯(lián)想我們人體心跳的速率，將這作為人體心跳的波形圖還是可行的，有一定準確性以及可行的。 下圖為模擬人體呼吸特征： 圖 28人體呼吸實驗測試 30 下圖為人體呼吸特征波形圖： 圖 29 人體呼吸測試所得波形 將此波形圖與上面的人體心跳波形圖對比，可以發(fā)現(xiàn)此波形圖的波動幅度明顯比它大了。再看頻率，卻比心跳波形圖的頻率小了很多。而頻率這一特征最能體現(xiàn)出兩者的不一樣，這樣一來，我們就可以很好的區(qū)別出心跳與呼吸。再根據(jù)這些從而可以在利用微波進行非接觸式的探測時可以很好的發(fā)現(xiàn)人體生命特征，這就有利于我們在實際應用中起到至關重要的作用。例如 嚴重表皮燒傷的人體、瓦礫掩埋下的人體等無法接觸人體的真實情況下的非接觸探測 31 結論 大學 四 年就會在這最后的畢業(yè)設 計總結劃上一個圓滿的句號 .我曾經以為時間是一個不快不慢的東西 ,但現(xiàn)在我感到時間過的是多么的飛快 ,四 年了 ,感覺就在一眨眼之間結束了我的大學生涯 .畢業(yè) ,最重要的一個過程 ,最能把理論知識運用到實踐當中的過程就數(shù)畢業(yè)設計了 .這也是我們從一個學生走向社會的一個轉折 .另一個生命歷程的開始 .畢業(yè)設計的兩個月 ,我學到了很多 ,也成熟了很多 .對所學基礎知識和專業(yè)知識的一種綜合應用，是一種綜合的再學習、再提高的過程，這一過程有助于培養(yǎng)我的 學習 能力和獨立工作能力。 我現(xiàn)在將我的過程以及所學到的總結如下 : 我選的課題是《非接觸式人體生命體征微波探測儀設計》 ，剛開始接觸這個課題時有些不知道該如何下手，我便詢問我的指導老師，在時翔老師的細心指導下，終于是我了解到怎樣去完成這一項任務。首先當然是利用圖書館尋找相關資料，或者可以上網尋找更為多的資料。在搜集資料之后，我在電腦中將其進行了分類的整理，然后針對自己 不同部分的寫作內容進行歸納和總結。盡量使我的資料和論文的內容符合，這有利于論文的撰寫。然后及時拿給老師進行溝通，聽取老師的意見后再進行相關的 修改。老師的意見總是很寶貴的，可以很好的指出我的資料收集的不足以及需要什么樣的資料來完善文章。 資料查找完畢，當然不可能直接就這樣開始寫。作為理科類的畢業(yè)設計，還需要進行一些相關實驗測試以及數(shù)據(jù)收集，以及最后的系統(tǒng)集成都是畢業(yè)設計中重要的一部分。在實驗期間，在老師的幫助下，學習了雷達的一些相關原理以及周邊知識。還做了微波穿透的實驗，記錄了相關數(shù)據(jù)，這些都對我的畢業(yè)設計有很大的幫助。 在實驗過程中遇到的一些問題： 呼吸與心跳測試時由于只有微波雷達前端，測試所得波形圖不明顯 解決方案： ，可以根據(jù)其他相關特征進行判斷 ，從而測試波形圖 除了以上，這次的畢業(yè)設計中我還學到了很多： （ 1） 促使我進一步鞏固了所學的基礎理論、基本技能和專業(yè)知識，使之系統(tǒng)化、綜合化；在實際學習工作過程中理論聯(lián)系實際，把四年的知識積累串聯(lián)起來， 32 認識到了其在實際工作中的應用。 （ 2） 鍛煉我獨立工作、獨立思考并運用已學的知識解決工程技術實際問題的能力，結合畢業(yè)設計課題的需要鍛煉了我們獨立 獲取新知識的能力，獨立解決實際困難的能力。 （ 3） 強化了我文獻檢索和翻譯、實驗方法、數(shù)據(jù)處理、編輯設計文件等最基本的實際能力。利用有效資源和不同方法解決完成工作。 （ 4） 使我樹立起嚴謹負責、實事求是、刻苦鉆研、用于探索并具有創(chuàng)新意識以及和他人合作的工作作風。 經過幾周的奮戰(zhàn)我終于完成了畢業(yè)設計。在沒開始做畢業(yè)設計之前，我認為畢業(yè)設計只是對大學四年來所學知識的單純總結，但是這次做畢業(yè)設計的經歷讓我意識到自己的看法很片面。畢業(yè)設計除了是對以前所學知識的一種檢驗，也能使自己的能力得到提高。我從這次畢業(yè)設計中了解到自己的知識還 是比較欠缺的。還有太多的知識需要去學習，之前覺得自己什么東西都會，什么東西都懂真是一個錯誤的想法。通過這次畢業(yè)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。得出一個結論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)時兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。 33 致謝 這篇畢業(yè)設計說明書終于在歷時將近兩個月的時間完成了 ，在 這期間的 寫作過程中遇到了 很多 的困難和障礙， 但是 都在 老師與同學 的幫助下度過了。 在這里特別 要強烈感謝我的指導老師 —— 時 老師 ，他給了我 無私的指導和幫助， 幫助我進行畢業(yè)設計說明書進行修改和改進但是卻不厭其煩 。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。 時翔 老師 除了 在學業(yè)上 對我進行 精心指導， 在思想與生活上也給予了我 無微不至的關懷，在此謹向時翔 老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 感謝這篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。 感謝我的同學 與 朋友 們 ， 他們 在我寫論文的過 程中 給我提供了 了很多素材，在 畢業(yè)設計說明書 的撰寫和排版過程中提供 了 熱情的幫助。 實驗中幫忙拍攝圖片以及實驗過程中幫我打理實驗器材。 同時也感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設計的環(huán)境。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設計中曾經幫助過我的良師益友和同學，以及在設計中被我引用或參考的論著的作者。 34 參考文獻 [1] 王德純 ， 微多普勒生物探測雷達技術研究 ， 2020(10)。 [2] Ashith Kumar, Experimental study of throughwall human being detection using ultrawideband radar， 2020。 [3] 賀峰 ， 朱國富 ， 牟妙輝 ， 超寬帶穿墻雷達對人體動目標探測的實驗研究 ，2020(07)。 [4] Narayanan R M。 Shastry M C。 Chen P H, Through thewall detection of stationary human targets using Doppler radar， 2020。 [5] Debes C。 Weiss C。 Zoubir A M, Wallclutter mitigation using crossbeam forming in throughthewall radar imaging， 2020。 [6] Greneker G, Radar technology for acquiring biological signals， 2020(02)。 [7] Christian D., Advances in detection and classification for throughthewall radar imaging， 2020。 [8] 朱振乾 ， 王揚 ， 陳明 等 ， 基于虛擬儀器技術的生命探測儀系統(tǒng)的研究與實現(xiàn) ，電子測量技術 ， 2020(7)。 [9] 姚振靜 ， 高韜 ， 張軍 等， 震后生命探測技術研究綜述 [J]傳感器與微系統(tǒng) ，2020(12)。 [10] 劉國芳 ， 祝忠明 ， 魯霞 ， 生命探測雷達信號處理 [J]， 四川兵工學報 ， 2020(3)。 [11] 王揚 .朱振乾 .陳明 等， 穿墻生命探測系統(tǒng)干擾抑制方法的研究與實現(xiàn) ， 電子測量技術 ， 2020(9)。 [12] 齊濤 ， 生命探測雷達電路與信號處理研究 [D]， 2020. [13] 趙偉，雷達波生命探測技術研究 [D],2020. [14] 楊 劍，電磁波生命探測方法研究 [D]2020 [15] 顧昌展， 基于微波多普勒方法的非接觸生命信號探測 ， 2020。 [16] 徐艷云， 基于超寬帶雷達技術的生命微動信號檢測方法研究 ， 2020.