[发明专利]一种基于微波雷达的生命体征智能监测控制系统和方法

权利要求书

1.一种基于微波雷达的生命体征智能监测控制系统，其特征在于：包括：多普勒人体生命探测雷达前端、智能控制端、本地控制端和远程端，所述多普勒人体生命探测雷达前端和智能控制端、所述智能控制端和本地控制端、所述本地控制端和远程端均为通讯联接；所述本地控制端包括控制器和本地硬件设备，所述本地硬件设备包括智能家居和医疗急救系统；所述智能控制端将多普勒人体生命探测雷达前端采集到的原始数据识别后生成人体生命特征参数及手势命令；

一种基于微波雷达的生命体征智能监测控制系统的智能控制方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一、开启系统，设置参数，所述手势命令预设为：面向雷达的向前挥手、向后挥手及一个周期的前后挥手，向前挥手控制本地灯具开启，向后挥手控制本地灯具关闭，一个周期的前后挥手控制本地拨打120急救电话；

步骤二、所述多普勒人体生命探测雷达前端将输出为正交I/Q基带信号放大100倍后发射出电磁场波，所述电磁场波遇到被探测人体后回传的探测信号经过低通滤波输出两个正交模拟信号，将其转换成原始数字信号传输至智能控制端；

步骤三、智能控制端读取原始数字信号并识别处理，将识别处理后生成的人体生命特征参数及手势命令发送至本地控制端和远程端，同时保存人体生命特征参数及手势命令；

步骤四、重复步骤二和步骤三，当智能控制终端识别到的人体生命特征参数传输至本地控制端和远程端后，若该参数异常，将开启医疗急救系统，并触发警报；

步骤五、当本地控制端接收到手势命令后，将根据手势控制本地智能家居。

2.根据权利要求1所述的一种基于微波雷达的生命体征智能监测控制系统，其特征是所述多普勒人体生命探测雷达前端包括发射机、接收机、本振、收发天线、精密放大器、低通滤波组件和AD信号采集卡；其中所述发射机、接收机、本振、收发天线属于雷达射频部分，型号为24GHz雷达模拟前端K-LC2，主要负责雷达射频收发；所述精密放大器用于信号放大；所述低通滤波组件用于将放大的信号低通滤波成两个正交模拟信号；所述AD采集卡用于将两个正交模拟信号转换成数字信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于微波雷达的生命体征智能监测控制系统，其特征是所述智能控制端包括数据接口模块、信号处理模块、无线通信模块、数据保存模块、显示模块、参数配置模块；所述数据接口模块用于接收AD采集卡采集的原始数字信号；所述信号处理模块用于处理原始数字信号并生成人体生命特征参数；所述无线通信模块用于将人体生命特征参数发送给本地控制端及远程端；所述数据保存模块用于系统采集并生成的人体生命特征参数；所述显示模块用于实时显示人体生命特征参数；所述参数配置模块用于设置智能控制端的基本参数、网络配置、历史数据存储配置等。

4.根据权利要求3所述的一种基于微波雷达的生命体征智能监测控制系统，其特征是所述人体生命特征参数包括人体呼吸与心跳频率检测、人体呼吸骤停检测；

所述人体呼吸与心跳频率检测为通过多普勒人体生命探测雷达输出基带信号I/Q，对该基带信号进行时频分析得到二维时频分布，利用基于时频分布的瞬时频率检测技术检测出呼吸运动的多普勒瞬时频率(IF)；对所述瞬时频率(IF)进行频谱分析，在0-0.6Hz以及0.8-2HZ之间寻找峰值，得到人体呼吸与心跳频率；

所述人体呼吸骤停检测为基于24GHz多普勒雷达根据呼吸的频率范围、呼吸运动的周期性，以及生命特征信号的能量来检测是否出现呼吸骤停。

5.根据权利要求3所述的一种基于微波雷达的生命体征智能监测控制系统，其特征是所述手势命令为人体静止时的三种典型手势；

当人体挥手时，人体手势会对雷达入射波产生一种多普勒调制，该多普勒调制的频率表达式为：

其中，v为人体挥手速度、θ为手臂与雷达垂直方向的夹角，λ为雷达电磁波波长；手势命令算法可以通过频率的正负区分出手势，手势回波的双边频谱为P_d(k)，其中k为离散频率点；正向频谱为负向频谱为频谱为N个离散点，使用正负半轴频率的幅度和的比值作为区分手势的依据，其表达式为：