一种基于电磁波生命探测仪的信号处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于电磁波生命探测仪的信号处理系统，包含依次连接的信号收发模块、信号采集模块、数据处理模块和显示模块；所述数据处理模块包含微控制器模块以及与其连接的ADC前置电路、键盘电路、复位电路、时钟电路和电源电路；本实用新型专利技术能够有效的降低电路的复杂程度，降低整个系统的成本，提高整个系统的实际使用价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种信号处理系统，尤其涉及一种基于电磁波生命探测仪的信号处理系统，属于信号处理控制领域。
技术介绍
近年来，不论是我国还是其他国家都发生了一些重大的自然灾害。在2008年I月到2013年2月期间，全球共发生了 114次7级以上地震、6次8级以上地震，其中就有2008年5月12日在我国四川省汶川县发生的8.0级地震。汶川地震波及四川、甘肃、陕西、重庆、云南、山西、贵州、湖北8省市，造成了巨大的人员伤亡和财产损失。除了汶川地震，我国还发生了舟曲泥石流灾害等一系列重大灾难和事故。我国是一个国土辽阔的国家，960万平方公里的国土面积位居世界第三，但从另一个意义上说，我国发生重大灾害的概率也相对较大，而在灾害的救援中，电磁波生命探测仪可以发挥出重大的作用。此外，电磁波生命探测仪还可以用于军事，反恐，安检等领域，具有广阔的应用前景。近些年来随着雷达、计算机、生物医学工程等学科的发展，以及军事、社会发展需要，产生了电磁波生命探测这一新技术。它利用电磁波良好的穿透性以及电磁波的多普勒效应，在不需要直接接触目标生命体的情况下，利用呼吸、心跳等人体生命参数，对生命体进行探寻。经过对电磁波生命探测系统的深入研宄，发现现有的电磁波生命探测系统还存在一些问题。其中，最主要问题是电磁波生命探测仪具有较高的技术成本以及较高的硬件成本，导致了电磁波生命探测仪不能大规模推广。电磁波生命探测仪对生命信号检测过程中的核心部分是对接收到的信号进行快速傅立叶变换(FFT)。快速傅里叶变换(FFT)是为了减少离散傅里叶变换(DFT)运算量的一种快速有效的算法，它们的目的都是将信号变换到频域并进行相应的频谱分析。虽然FFT的运算量已经大幅减少，但是计算N点的FFT时依然需要Nlog2N次加法和0.5Nlog2N次乘法。当N比较大时，FFT过程中复杂的复数运算对所用设备的计算能力以及RAM的需求也是很大的。当前所研发出的生命探测仪绝大部分都是采用专用的DSP或者采用FPGA来进行该过程。使用这些元件会带来较高的成本，导致电磁波生命探测仪的价格居高不下，不利于产品的大规模推广。而极少数采用单片机的方案为了能够完成FFT的过程都采用了多个单片机来进行计算，既增加了设备的复杂程度，使得设备的可靠度在一定程度上被降低了，又不能有效的解决成本的问题。如果能开发出一种能够仅依靠单块单片机来完成整个处理过程的生命探测仪就能够有效的降低成本，加速产品的推广。目前，多采用FFT运算来进行生命信号的处理。但是由于现有的设计大多采用计算性能较强的设备，因而在这些设计中基本都在使用原始的FFT算法，并未在编写运行程序时做进一步的优化，导致了这些系统在FFT的运算过程上消耗了大量的系统资源，降低了整个系统的工作效率。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种基于电磁波生命探测仪的信号处理系统，其能够有效的降低电路的复杂程度，降低整个系统的成本，提高整个系统的实际使用价值。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案:一种基于电磁波生命探测仪的信号处理系统，包含依次连接的信号收发模块、信号采集模块、数据处理模块和显示模块；所述数据处理模块包含微控制器模块以及与其连接的ADC前置电路、键盘电路、复位电路、时钟电路和电源电路；所述信号收发模块用于发射电磁波进行生命探测，所述信号采集模块用于对接收到的信号进行A/D转换并加以记录和传输，所述数据处理模块用于对信号采集模块传输来的信号进行数据处理进而通过显示模块实时显示，所述电源电路用于提供微控制器模块、ADC前置电路、键盘电路、复位电路、时钟电路所需电能。作为本技术一种基于电磁波生命探测仪的信号处理系统的进一步优选方案，所述信号收发模块设有一根发射天线和两根接收天线，用于消除环境中的一些因素对信号造成的干扰。作为本技术一种基于电磁波生命探测仪的信号处理系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用C8051F120单片机。作为本技术一种基于电磁波生命探测仪的信号处理系统的进一步优选方案，所述显不1?块为IXD显不屏。作为本技术一种基于电磁波生命探测仪的信号处理系统的进一步优选方案，所述电源模块采用可充电蓄电池。本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:1、本技术能够有效的降低电路的复杂程度，降低整个系统的成本，提高整个系统的实际使用价值；2、本技术使用了一块单片机来完成全部的控制与运算工作，使得系统的生产成本大大降低，便于推广，因此本文设计的电磁波生命探测仪具有较高的实用价值。【附图说明】图1是本技术的结构框图；图2是本技术数据处理模块的结构原理图；图3是本技术的电源电路原理图；图4是本技术的时钟电路原理图；图5是本技术的复位电路原理图；图6是本技术的ADC前置电路原理图；图7是本技术的键盘电路原理图；图8是本技术的显示电路原理图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明:如图1所示，一种基于电磁波生命探测仪的信号处理系统，包含依次连接的信号收发模块、信号采集模块、数据处理模块和显示模块；虚线框外的部分为电磁波生命探测仪的前端雷达系统部分，框内则为后端信号处理系统部分，前端雷达系统的为一个小型的手持雷达装置，可以发射特定频率的电磁波来进行生命探测，其收发模块有一根发射天线和两根接收天线，这是一种在电磁波生命探测仪中常用的设计，为的是可以利用它们分别收集到的信号进行运算来消除环境中的一些因素对信号造成的干扰，后端信号处理系统部分由采集模块、数据处理模块和显示模块组成，整个后端模块接收前端雷达信号并进行处理。具体来说，采集模块就是对接收到的信号进行A/D转换并加以记录、传输以进行进一步处理的模块；数据处理模块是整个系统的核心，它负责调配整个系统的工作，同时对A/D数据进行处理，并输出到显示模块；显示模块是用图形或文字来直观的表现电磁波生命探测的结果的模块，图一中的运算与控制模块即为数据处理模块。如图2所示，所述数据处理模块包含微控制器模块以及与其连接的ADC前置电路、键盘电路、复位电路、时钟电路和电源电路；所述信号收发模块用于发射电磁波进行生命探测，所述信号采集模块用于对接收到的信号进行A/D转换并加以记录和传输，所述数据处理模块用于对信号采集模块传输来的信号进行数据处理进而通过显示模块实时显示，所述电源电路用于提供微控制器模块、ADC前置电路、键盘电路、复位电路、时钟电路所需电能。其中，所述信号收发模块设有一根发射天线和两根接收天线，用于消除环境中的一些因素对信号造成的干扰，所述微控制器模块采用C8051F120单片机，所述显示模块为IXD显示屏，所述电源模块采用可充电蓄电池。本技术以C8051F120单片机为核心进行设计，实现对输入信号的FFT运算和显示，并检测出是否有生命信号存在。本设计包括硬件电路设计与软件设计两部分，其中最重要的是对运行在C8051F120单片机上的FFT程序进行针对性优化，进而只使用一块单片机来完成全部的功能。本文的设计能够有效的降低电路的复杂程度，降低整个系统的成本，提高整个系统的实际使用价值。[0当前第1页1 2&nbs本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电磁波生命探测仪的信号处理系统，其特征在于：包含依次连接的信号收发模块、信号采集模块、数据处理模块和显示模块；所述数据处理模块包含微控制器模块以及与其连接的ADC前置电路、键盘电路、复位电路、时钟电路和电源电路；所述信号收发模块用于发射电磁波进行生命探测，所述信号采集模块用于对接收到的信号进行A/D转换并加以记录和传输，所述数据处理模块用于对信号采集模块传输来的信号进行数据处理进而通过显示模块实时显示，所述电源电路用于提供微控制器模块、ADC前置电路、键盘电路、复位电路、时钟电路所需电能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建，姚劲鹏，郭淑芳，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32