[发明专利]一种基于RCS变化的非接触驾驶员呼吸检测装置

说明书

本发明公开了一种基于RCS变化的非接触驾驶员呼吸检测装置，射频源、低频噪声放大器、低通滤波器、模数转换器、单片机、车载控制中心、云端、发射机控制器、接收机、和压控振荡器+锁相环，所述低频噪声放大器、模数转换器和单片机组成接收机；所述射频源通过天线与低频噪声放大器连接，所述低频噪声放大器与模数转换器电性连接，模数转换器与单片机电性连接，单片机通过有线或无线的连接方式与车载控制中心连接，车载控制中心与云端电性连接；所述发射机控制器通过SPI接口与压控振荡器+锁相环连接，压控振荡器+锁相环通过天线与接收机连接，接收机通过USB与车载控制中心连接。

技术领域

本发明一种基于RCS变化的非接触驾驶员呼吸检测装置，属于呼吸检测设备技术领域。

背景技术

传统的呼吸速率的检测往往是利用气流计，呼吸胸带等接触式呼吸检测方法，这样的检查方法测量准确，但是由于安装复杂以及穿戴不舒适，给用户的使用带来了不便；随着非接触式呼吸检测技术的提出，实现了在驾驶员不携带任何装置，也不与装置发生任何接触行为的情况下获得驾驶员的呼吸频率；传统的非接触式检测雷达，利用电磁波反射，无法解决在人体扭动状态下，雷达无法照射到胸壁，带来呼吸率检测失效的问题。但是，目前的解决方法都具有一定的局限性和适用范围，上述很少有研究考虑随机方向被试的呼吸检测。基于胸壁微动生物学机制的雷达在没有天线和被试正确方向的情况下，效果不佳，在睡眠监测期间，不能要求受测者整夜保持一个姿势，当他侧睡时，天线不能朝向他的胸壁，因此，基于胸壁微动作检测原理的雷达很难检测到有效的信息。另外，在对驾驶员呼吸的监测过程中，驾驶员在操作方向盘时扭动身体会增加单站雷达的检测误差。因此，需要进一步提升测试系统的实用性和测试结果的准确性。进而，本发明提出了一种基于前向散射的生物雷达呼吸速率检测方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RCS变化的非接触驾驶员呼吸检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于RCS变化的非接触驾驶员呼吸检测装置包括射频源、低频噪声放大器、低通滤波器、模数转换器、单片机、车载控制中心、云端、发射机控制器、接收机、和压控振荡器+锁相环，所述低频噪声放大器、模数转换器和单片机组成接收机；所述射频源通过天线与低频噪声放大器连接，所述低频噪声放大器与模数转换器电性连接，模数转换器与单片机电性连接，单片机通过有线或无线的连接方式与车载控制中心连接，车载控制中心与云端电性连接；所述发射机控制器通过SPI接口与压控振荡器+锁相环连接，压控振荡器+锁相环通过天线与接收机连接，接收机通过USB与车载控制中心连接。

优选的，所述低通滤波器可以对接收的信号进行包络检波和同步检波。

优选的，所述射频源和低频噪声放大器之间设置有人体，所述射频源产生任意频率的射频信号，经天线发射到人体上，任意频率的射频信号绕过人体，再由天线发送至低频噪声放大器；所述与发射机控制器连接的天线、人体和与接收机连接的天线三者的中心处于同一水平线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明一种基于RCS变化的非接触驾驶员呼吸检测装置，

（1）不仅可以实现非接触式的呼吸传感，并可以自动检测人的呼吸频率，而且还利用前向散射的雷达系统，可以准确的检测出人的呼吸率，相比传统的接触式呼吸检测系统而言，有更好的舒适性，实用性强，便于实际操作。

（2）相比其他非接触式呼吸检测生物雷达，由于无论人的位置，相对天线的旋转角度如何，RCS随呼吸变化的规律并没有改变，对人的姿态，运动和旋转有更好的鲁棒性，有利于保持系统的稳定性，可靠性。

（3）经过实验对比可知，本装置对于呼吸率的测试误差较低，测量准确性较高。

附图说明

图1是本发明的电路原理图；