[实用新型]基于雷达波的心率与呼吸检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗电子领域，特别涉及一种基于雷达波的心率与呼吸检测装置。 

背景技术

医疗电子是一个非常实用的领域，主要通过一些电子设备完成对人体部分生理参数的检测，以判定身体是否处于健康状态。相对来说，美国、日本等发达国家在医疗电子行业方面要超过国内很多，一些国内的医疗电子设备稳定性差、不精确，而最大的问题是国内对设备的内部算法还处于模糊状态，这也是造成国内医疗设备处于一个不稳定状态的首要原因。在国内，对人体心率进行检测的方法不外乎超声波、红光等手段，采用这些手段的产品在功能稳定性、灵敏度和方便度上均有所缺点。雷达波是一种电磁波，它不随温度、光线等环境因素的影响而变化，这在很大程度上提升了产品的抗干扰能力和稳定性，通过雷达波射频收发模块来完成对心率与呼吸信号的检测，可以实现非接触式检测，方便操作，可靠性较高。雷达波可以很好地穿过衣服和皮肤完成对心率与呼吸频率的检测。虽然心率与呼吸信号的幅度小，但是雷达射频收发模块实现了可调灵敏度，可以有效地完成心率与呼吸信号的检测。

随着人们生活水平的不断提升，人们对身体健康的关注度也是越来越高，实时快捷方便地检测心率与呼吸频率成为一种必然的趋势，传统检测设备不易携带、实时操作性较差。鉴于提升医疗电子技术的需要，提供一种能实时地、方便地完成对心率与呼吸频率信号的检测装置成为大家最迫切的愿望。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于雷达波的心率与呼吸检测装置，实时操作方便，且有更高的灵敏度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于雷达波的心率与呼吸检测装置，包括以下模块：

雷达波收发模块：包括发射天线和接收天线，用于检测心率与呼吸信号；

振荡信号模块：包括内部振荡器和硬件滤波器，用于产生振荡信号；

混频模块：采用混频器Mixer对心率与呼吸信号和振荡信号进行混频，产生中频信号；

中频信号幅值调理模块：对混频模块输出的中频信号进行幅值的提升；

Bessel带通滤波器：对中频信号幅值调理模块的输出信号进行滤波处理，去除干扰信号；

ADC采集与数据传输模块：接收Bessel带通滤波器的输出信号，并将此信号传输给Android平台。

作为一种改进，还包括中频信号幅值再调理模块，用于对Bessel带通滤波器的输出信号进行幅值的提升，并将提升后的信号作为ADC采集与数据传输模块的输入。

所述Android平台为经过裁剪的嵌入式Android平台或者支持WIFI/蓝牙的Android平台。

所述中频信号幅值调理模块及Bessel带通滤波器的具体电路结构为：电压跟随器U1同相输入端接有电容C1并通过电阻R1连接到电压跟随器U2的反相输入端，所述电压跟随器U1的反相输入端与输出端相连，且电压跟随器U1与高通滤波器U3之间依次串联电容C2、C3；所述电压跟随器U2的同相输入端通过电容C4接地，电压跟随器U2的反相输入端与输出端相连，所述电压跟随器U2的输出端通过电阻R2连接到高通滤波器U3的同相输入端，也依次通过电阻R3与电阻R4连到高通滤波器U3的输出端；电容C2与电容C3之间通过电阻R5连到高通滤波器U3的输出端，所述高通滤波器U3的反相输入端连到电阻R3与电阻R4之间；所述高通滤波器U3依次通过电阻R6、电阻R7连到低通滤波器U4的同相输入端，所述低通滤波器U4的同相输入端还通过电容C6接地，所述低通滤波器U4的反相输入端与输出端相连，并且通过电容C5连到电阻R6和电阻R7之间。

所述雷达波收发模块的发射天线和接收天线都为微带线。

所述雷达波的频率为10.525GHz，Bessel带通滤波器的频率范围设置为100mHz到40Hz。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用雷达波射频收发器完成对心率与呼吸频率信号的检测，解决了传统方案中超声波受外界环境因素的影响、灵敏度差等问题。中频信号幅值调理与带通滤波电路解决了传统方案中电路结构复杂，多组电源结构等问题。最终的数据显示采用Android硬件平台，只要使用Android手机或其它Android硬件平台安装一个app，就可以实时查看当前的心率与呼吸频率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型装置整体结构示意图。