基于FPGA的微弱生命信號檢測研究.pdf

1、中國幅員遼闊,同時也是自然災(zāi)害多發(fā)的國家之一。地震、泥石流等一直威脅著人們的生命財產(chǎn)安全。災(zāi)后搜救結(jié)合了多種方式,并與現(xiàn)代科技相結(jié)合,可以迅速準確的對遇難者進行定位和營救。非接觸式雷達波生命探測技術(shù)運用多普勒頻移等原理,在不接觸人體的情況下,通過雷達波探測未知區(qū)域的生命體。然而生命信號具有信號弱、噪聲強、頻率范圍低和隨機性強的特點,微弱生命信號的提取在生命探測技術(shù)中顯得尤為重要。
　　本文為解決生命探測系統(tǒng)中信號處理部分的問題,設(shè)

2、計了基于FPGA的生命信號處理模塊。討論了小波變換在信號處理中的應(yīng)用,重點研究小波變換多分辨率分析。在生命信號特征的分析中,運用虛擬儀器實驗平臺,完成了不同頻段下生命信號的提取實驗。實驗數(shù)據(jù)表明,生命信號存在0.2-2Hz的呼吸、心跳諧波分量,以及2-15Hz的體動信號諧波分量。經(jīng)過不同層數(shù)的小波分解,能有效將不同頻段的生命信號提取出來。本文采用第二代小波提升方法,在FPGA上設(shè)計整數(shù)的小波分解、小波重構(gòu)等模塊,并用流水線技術(shù)對結(jié)構(gòu)進行

3、優(yōu)化。設(shè)計了獨立的數(shù)據(jù)寄存器模塊,將小波變換中數(shù)據(jù)的輸入輸出與分解步驟隔離,提高各模塊獨立性;添加額外寄存器組隔離預(yù)測與更新步驟,實現(xiàn)流水線結(jié)構(gòu)優(yōu)化,提高其數(shù)據(jù)處理能力?；贔PGA的小波變換模塊完成了生命探測系統(tǒng)中的實時信號處理。從探測數(shù)據(jù)上可以看出,體動信號由其幅度大、頻率高,更容易檢測出來,能夠快速準確分辨出有人無人。呼吸、心跳信號微弱,容易淹沒在背景噪聲中。經(jīng)過進一步小波分解,提取2Hz以內(nèi)信號,在頻域上有峰值存在,為心跳信號與