非接觸式呼吸和心率等生命體征檢測(cè)雷達(dá),雷達(dá)是怎么判斷動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)呢?
生命體征參數(shù)是人體健康與否的重要表征,實(shí)時(shí)地檢測(cè)生命體征信號(hào)有著很大的研究?jī)r(jià)值。現(xiàn)在市場(chǎng)中的生命體征檢測(cè)裝置不僅在價(jià)格、體積上難以滿足普通用戶的要求,裝置本身還受制于線纜連接,且傳統(tǒng)的常規(guī)監(jiān)測(cè)方法大多需要傳感器接觸人體,如心電圖(ECG)、光電容積圖血氧傳感器(PPG)和壓敏脈搏傳感器等。
基于微波雷達(dá)的生命體征檢測(cè)是不需要接觸人體的,不易受到周圍環(huán)境的影響,具有穿透性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),
為健康監(jiān)護(hù)等領(lǐng)域的心肺活動(dòng)監(jiān)測(cè)提供非接觸式.小型化、便攜式的解決方案,使得便攜式醫(yī)療、家庭與戶外場(chǎng)合的實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)成為可能。讓微波多普勒生物雷達(dá)在臨床檢測(cè)、醫(yī)療檢測(cè)和睡眠呼吸障礙人群的睡眠監(jiān)測(cè),以及對(duì)嬰幼兒的看護(hù)具有廣泛的應(yīng)用空間。
隨著智能終端的發(fā)展與普及,基于移動(dòng)平臺(tái)的體征信號(hào)處理和反饋開始應(yīng)用于醫(yī)療信號(hào)處理領(lǐng)域。將其中的具有生命體征信息采集功能的雷達(dá)傳感器設(shè)計(jì),通過WiFi模塊將雷達(dá)采集到的信息傳送給智能移動(dòng)終端,由動(dòng)終端取代計(jì)算機(jī)或者嵌入式系統(tǒng)來完成數(shù)字信號(hào)的處理,并實(shí)現(xiàn)心率和呼吸的實(shí)時(shí)計(jì)算、顯示和存儲(chǔ),形成一整套的生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
雷達(dá)其實(shí)是通過發(fā)射的不同頻率和波長(zhǎng)的電磁波來判斷靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)物體。其原理是雷達(dá)設(shè)備的發(fā)射機(jī)通過天線把電磁波能量射向空間某一方向,處在此方向上的物體反射碰到的電磁波;雷達(dá)天線接收此反射波,送至接收設(shè)備進(jìn)行處理,提取有關(guān)該物體的某些信息如目標(biāo)物體至雷達(dá)的距離,距離變化率或徑向速度、方位、高度等。
反射的波長(zhǎng)隨著物體的參數(shù)改變而改變,如果物體是靜止的,那么波長(zhǎng)是固定的,當(dāng)遇到運(yùn)動(dòng)的物體時(shí),波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生變化,波長(zhǎng)的變化和運(yùn)動(dòng)物體的方向有關(guān)。遠(yuǎn)離發(fā)射裝置時(shí),反射波的波長(zhǎng)比波源的波長(zhǎng)長(zhǎng),頻率變高;靠近發(fā)射裝置時(shí),反射波的波長(zhǎng)比波源的波長(zhǎng)短,頻率變低。
以飛睿智能微波雷達(dá)模塊FR58L4M32-7060D(A)為例,它利用多普勒原理,通過天線發(fā)射高頻電磁波并接收處理反射波,以此判斷覆蓋范圍內(nèi)物體的移動(dòng),給出相應(yīng)電信號(hào)。它是一個(gè)小型完整的雷達(dá)系統(tǒng),在極小面積上集成了收發(fā)天線,并具備功耗低的特性。它可以感知封閉空間中物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),精確的對(duì)物體間的距離進(jìn)行測(cè)量。
飛睿智能微波雷達(dá)芯片為核心的適用于室內(nèi)場(chǎng)景的生命體征監(jiān)測(cè)方案,該方案可以全天時(shí)全天候、非接觸式地進(jìn)行室內(nèi)場(chǎng)景下的呼吸/心率等生命體征監(jiān)測(cè),具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、即時(shí)反饋的特性。
除了測(cè)得遠(yuǎn),該方案更具有高精度與高準(zhǔn)確度的優(yōu)勢(shì)?梢詸z測(cè)到人體微動(dòng)和呼吸信號(hào),實(shí)現(xiàn)人體運(yùn)動(dòng)和靜止?fàn)顟B(tài)下的活體偵測(cè)、真的的實(shí)現(xiàn)存在感應(yīng),也廣泛應(yīng)用于智慧照明、智慧安防、智能感應(yīng)開關(guān)、智慧衛(wèi)浴、智能家居等多個(gè)領(lǐng)域。
該微波雷達(dá)模塊比紅外感應(yīng)模塊,感應(yīng)距離更遠(yuǎn)角度更廣、無死區(qū)、透鏡和透鏡老化問題不受溫度、濕度、氣流、灰塵、噪聲、亮暗等影響。集成高性能32為MCU,性能強(qiáng)大,可做豐富算法,拓展性強(qiáng),適合高性能要求的場(chǎng)景。
雷達(dá)感應(yīng)的距離可以通過MCU來配置,其極限感應(yīng)距離達(dá)7米,實(shí)際感應(yīng)距離可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)如果使用環(huán)境是相對(duì)狹窄的空間,那么感應(yīng)距離和角度會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。
它可在設(shè)置距離內(nèi)檢測(cè)人體的存在。從屏幕與顯示器,到照明和安全設(shè)備,智能家居以及智能樓宇范圍內(nèi)的任何設(shè)備,均可“判斷”活體是否足夠接近,并觸發(fā)操作。
即便用戶靜立不動(dòng),飛睿智能存在檢測(cè)方案也可偵測(cè)到呼吸的微動(dòng)作而做出反應(yīng)。憑借此微動(dòng)檢測(cè)功能,該方案成為用戶與設(shè)備間直觀交互操作的理想之選。因此,用戶無需在傳感器前揮手來讓設(shè)備做出反應(yīng)。
注意事項(xiàng):
1、避免安裝金屬附件或者外殼,金屬會(huì)遮擋微波,影響效果;
2、天線面要避免大電流電路覆蓋,可能會(huì)導(dǎo)致干擾;
3、傳感器的輸出電流非常微弱,驅(qū)動(dòng)過大電流容易造成誤報(bào),可以采用隔離驅(qū)動(dòng)的方式來驅(qū)動(dòng)負(fù)載,使用OUT引腳來讀出輸出口狀態(tài);
4、供電請(qǐng)使用紋波較小的電源,尤其是低頻紋波容易干擾傳感器工作,推薦供電電容大于100uF;
5、傳感器推薦安裝間距大于1.5m。
飛睿正在推廣低成本國產(chǎn)替代非接觸式呼吸和心率等生命體征檢測(cè)雷達(dá),值得關(guān)注哦!