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《呼吸心跳信号检测方法(一）》
文章目录
前言
一、雷达模块
二、X4M200模块介绍
三、配套软件介绍和具体操作
3.1 XeThruExplorer安装方法
3.2 XeThruExplorer操作介绍
3.3 XeThru Embedded Platform简介
3.4 Module Connector操作方法
四、实验环境
总结
前言
上文简单介绍本人本科毕设的主要工作，重点介绍了信号处理的手段，然而实际情况，数据采集质量也会影响最终检测结果，为此这部分将重点介绍数据的采集工作。
一、雷达模块
本设计采用的雷达模块是X4M200模块，该模块主要由X4SOC、接收发射天线、信号处理单片机、USB和UART通信接口等部分构成。下面简单介绍：
二、X4M200模块介绍
X4SOC是Novelda As公司xeThru系列产品的一种，它是一种超宽带脉冲雷达芯片，能够提供5.0米距离范围内的亚毫米运动传感精度，该芯片有着超高的分辨率，能在-40～85℃的温度范围内工作，并且有着较低的功耗。接收发射天线用于电磁波的发送与接收功能。
X4M200性能优良，探测距离在5.0m范围内，低频带为6.0-8.5GHz，基带采样率2.916GHz，距离单元为5.14cm，帧速率17FPS，满足本设计的实验输入要求。
三、配套软件介绍和具体操作
为了方便使用这款雷达模块，需要配套的软件以方便对采集后的回波信号进行处理。这里采用了XeThtu Explorer软件。该软件适用于Windows系统，可以方便地配置通过USB连接的XeThtu X4M200雷达模块，该软件提供的可视化界面能够直观的看到雷达采集的各项数据，可以用来采集和存储数据。
3.1 XeThruExplorer安装方法
打开XeThruExplorer-win32-2.7.0文件夹 双击XethruExplorer.msi安装程序，按照指示安装软件 安装结束后，先不要打开，还需安装驱动程序，双击名为driver-atmel-bundle- 7.0.888.exe的文件，按照指示完成安装。 然后复制名为bossa.inf和bossa.cat的两个文件，粘贴到C盘的windows/inf文件夹下，路径为C:\Windows\INF 然后通过USB接口连接X4M200模块，打开XethruExplorer软件，查看能否正常运行。3.2 XeThruExplorer操作介绍
连接X4M200后进入软件，可以看到如左图所示界面，第一个选项是用来回放已采集的数据，我们暂时用不到，选择第二项，进入右图所示界面，这一项是选择成人和婴儿呼吸模式的，一般选择第一个选项即可。 点击图标后可以看到如图所示设置参数界面，第一项Detection Zone可以调整雷达探测距离，第二项Sensitivity是灵敏度调节，后续依次为LED发光模式，低频带和高频带切换，噪声图设置，I/O控制，噪声图设置，采集数据默认保存路径，保存数据格式等选项。 探测距离可按照实际需求调整，范围为0.4m-5m，频带选择low模式。灵敏度、LED、噪声图、存储位置等默认选项即可，数据保存格式前两项选择Baseband I/Q OUTPUT和PULSE Doppler FLOAT OUTPUT,后面的默认全选即可，参数设置结束后，点击右下角Apply选项。 点击Apply后，会有大约2分钟的初始化时间，初始化结束后，会看到如图所示的可视化实时数据界面，从上至下分别为RPM(Respirations Per Minute)、Breathing Pattern、Distance(Distance in meters to where breathing is detected)、Radar Cross Section以及Movement History。我们主要使用软件的采集数据功能，点击右下角的RECORD按钮，开始采集数据，采集结束后，再点击一次即可结束采集并将数据保存到预设的路径当中。3.3 XeThru Embedded Platform简介
XeThruExplorer使用简单易上手，能够方便快捷的采集到呼吸等微动数据，但是当我们要采集跨越距离比较大的动作时， XeThruExplorer由于预设参数的限制，往往不能达到我们的要求。这时我们可以使用XeThru Embedded Platform(XEP)来采集数据。 XEP被集成到了官方提供的Module Connector中，Module Connector集成了基于X4芯片的开发包和相关软件，可以使用不同的API(Matlab, Python和 C++）来对X4芯片进行配置，以实现我们所需的功能，这里我们使用Matlab来采集数据。3.4 Module Connector操作方法
下载Module Connector压缩包，打开解压后文件夹，按照ModuleConnector-win32_win64-1.5.3\matlab\examples路径下找到XEP_X4_configure_radar.m文件，使用Matlab打开该程序。 然后通过USB连接X4M200，打开计算机的设备管理器，找到端口选项，查看X4M200对应的COM口编号。 回到Matlab,在程序的第20行找到COM4，将其修改为刚查到的对应COM编号。 然后找到89行至92行程序将其修改为：
然后找到第132行
将括号内帧率设置为想要的数值，建议不要超过800
然后在连接X4M200的状态下，运行程序，这时会出现如下界面此时就开始记录数据了，当数据采集完毕后，直接点右上角的X即可结束采集并 保存数据。（用此种方法采集到的数据保存在与程序相同的路径下）
官方资源下载网： https://www.xethru.com/community/resources/
软件资源见：呼吸心跳检测+数据采集+X4M200
四、实验环境
室内测量呼吸心跳信号。
总结
本文主要介绍数据的采集工作，这部分工作不是本人的核心工作，里面关于X4M200模块以及对应配套软件的介绍主要参考以往的资料，如有争议，请联系作者。转载请附链接：【杨（_> <_)】的博客_CSDN博客-信号处理,SAR,代码实现领域博主