基于多普勒效应的非接触式呼吸探测传感器研究

作     者：邹优敏 俞卫锋 罗恒 蔡端芳 谭友果 ZOU Youmin;YU Weifeng;LUO Heng;CAI Duanfang;TAN Youguo

作者机构：苏州城市学院江苏苏州215000 上海交通大学上海200127 苏州科技大学江苏苏州215000 西南医科大学附属自贡医院四川自贡643020 

出 版 物：《电子元件与材料》 (Electronic Components And Materials)

年 卷 期：2024年第43卷第8期

页      面：938-943页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：自贡市科技计划项目(2023YLWS28) 

主　　题：非接触呼吸检测 多普勒效应 毫米波雷达 中值滤波 FFT变换 

摘      要：呼吸检测方法最常用的是接触式传感器,长时间佩戴可能导致皮肤红肿或压痛。非接触呼吸探测传感器通过多普勒效应来探测呼吸,是一种非接触探测方法,可以有效解决上述问题。系统包含单片毫米波雷达、STM32微处理器等模块,通过微装工艺组装。雷达发射的FMCW信号与接收信号混频后,通过中值滤波过滤信号噪声,零均值归一化后进行FFT变换和频谱分析计算呼吸频率。测试结果表明,当距离为1.0~2.0 m时,检测30~60 s的呼吸频率准确率可达98.9%,误差值在±1次每分钟以内。倾斜安装,人平躺测试,垂直距离为1.0~1.5 m时,检测10~30 s准确率可达98.2%,检测60 s准确率可达99.1%,误差值在±1次每分钟以内。平躺呼吸检测在同时间同距离情况下的准确率比水平检测的准确率更高。