基于微波諧振特性及dsp技術(shù)的檢測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微波檢測(cè)方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種基于微波諧振特性及DSP技術(shù)的檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]微波無創(chuàng)血糖檢測(cè)不需要收集血樣，通過在人體手指、手臂等部分血管區(qū)域里，通過微波的發(fā)生，然后接收反射波譜進(jìn)行分析得到檢測(cè)結(jié)果，可以應(yīng)用于血糖檢測(cè)等領(lǐng)域。對(duì)于應(yīng)用微波的無創(chuàng)檢測(cè)，當(dāng)前無創(chuàng)血糖檢測(cè)的研究有近紅外光譜法、光聲光譜法、拉曼光譜法、熒光法、偏振光旋轉(zhuǎn)法、光學(xué)相干層析成像法、中紅外光譜法等，另外還有超聲波血糖儀和顏色學(xué)原理測(cè)血糖研究的相關(guān)信息，這些方法中微波檢測(cè)法具有測(cè)量精度和穩(wěn)定性的特點(diǎn)。
[0003]微波是指頻率在30GHZ至300GHZ的微波，能夠通過人體或被人體組織反射，然后利用微波的反射波譜，根據(jù)各種物質(zhì)有其各自的特殊波譜吸收特性，就可以把它的波譜信號(hào)與血液中其他物質(zhì)信號(hào)區(qū)分開來?，F(xiàn)有微波檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)于微波信號(hào)的處理效果不佳，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢測(cè)效果不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:構(gòu)建一種基于微波諧振特性及DSP技術(shù)的檢測(cè)方法及系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)微波信號(hào)的處理效果不佳，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢測(cè)效果不佳的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種基于微波諧振特性及DSP技術(shù)的檢測(cè)方法，包括如下步驟:
檢測(cè)接觸信號(hào):DSP信號(hào)處理模塊通過獲取待測(cè)部位的監(jiān)測(cè)信號(hào)，判斷探頭與待測(cè)部位的接觸情況；
發(fā)生微波:DSP信號(hào)處理模塊根據(jù)確定的接觸情況控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波信號(hào)；發(fā)送微波和接收微波:微波收發(fā)機(jī)采用的是多基地掃描方式發(fā)送微波信號(hào)和接收微波反射波譜；
檢波:對(duì)接收的微波反射波譜進(jìn)行檢波篩選；
信號(hào)處理:對(duì)檢波后的微波反射波譜進(jìn)行行采樣、提取、分析處理；
輸出檢測(cè)結(jié)果:根據(jù)信號(hào)處理結(jié)果，輸出檢測(cè)結(jié)果。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述監(jiān)測(cè)信號(hào)為溫度信號(hào)或者壓力信號(hào)或者溫度信號(hào)和壓力信號(hào)。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:微波收發(fā)機(jī)包括掃描天線陣列，所述掃描天線陣列以1*1形式發(fā)送微波信號(hào)和接收微波反射信號(hào)。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述微波發(fā)生器以發(fā)生多種頻率產(chǎn)生微波。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述待測(cè)部位包括待測(cè)血液，根據(jù)血液的微波反射波譜與血糖濃度關(guān)系分析待測(cè)血液的血糖濃度。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案是:構(gòu)建一種基于微波諧振特性及DSP技術(shù)的檢測(cè)系統(tǒng)，包括監(jiān)測(cè)模塊、微波發(fā)生器、微波收發(fā)機(jī)、檢波模塊、DSP信號(hào)處理模塊以及輸出模塊，所述監(jiān)測(cè)模塊通過傳感器獲取待測(cè)部位的監(jiān)測(cè)信號(hào)，所述DSP信號(hào)處理模塊通過待測(cè)部位的監(jiān)測(cè)信號(hào)判斷探頭與待測(cè)部位的接觸情況，所述DSP信號(hào)處理模塊根據(jù)確定的接觸情況控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波信號(hào)，所述微波收發(fā)機(jī)采用的是多基地掃描方式發(fā)送微波信號(hào)和接收微波反射波譜，所述檢波模塊接收的微波反射波譜進(jìn)行檢波篩選;所述DSP信號(hào)處理模塊對(duì)檢波后的微波反射波譜進(jìn)行行采樣、提取、分析處理;所述輸出模塊根據(jù)信號(hào)處理結(jié)果，輸出檢測(cè)結(jié)果。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述監(jiān)測(cè)模塊為溫度監(jiān)測(cè)模塊或壓力監(jiān)測(cè)模塊或者溫度監(jiān)測(cè)模塊和壓力監(jiān)測(cè)模塊。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述微波收發(fā)機(jī)包括微波收發(fā)天線、同軸電纜、波導(dǎo)傳輸線中任意一種。
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述微波發(fā)生器以發(fā)生多種頻率產(chǎn)生微波。
[0014]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述待測(cè)部位包括待測(cè)血液，根據(jù)血液的微波反射波譜與血糖濃度關(guān)系分析待測(cè)血液的血糖濃度。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)效果是:構(gòu)建一種基于微波諧振特性及DSP技術(shù)的檢測(cè)方法，包括如下步驟:DSP信號(hào)處理模塊通過獲取待測(cè)部位的監(jiān)測(cè)信號(hào)，判斷探頭與待測(cè)部位的接觸情況；DSP信號(hào)處理模塊根據(jù)確定的接觸情況控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波信號(hào);微波收發(fā)機(jī)采用的是多基地掃描方式發(fā)送微波信號(hào)和接收微波反射波譜;對(duì)接收的微波反射波譜進(jìn)行檢波篩選;對(duì)檢波后的微波反射波譜進(jìn)行行采樣、提取、分析處理;根據(jù)信號(hào)處理結(jié)果，輸出檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明的基于微波諧振特性及DSP技術(shù)的檢測(cè)方法，通過DSP信號(hào)處理模塊根據(jù)確定的接觸情況控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波信號(hào)，準(zhǔn)確控制微波的發(fā)生，然后微波收發(fā)機(jī)采用的是多基地掃描方式發(fā)送微波信號(hào)和接收微波反射波譜，使微波信號(hào)和微波反射波譜控制更加精確。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的微波發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的工作原理示意圖。
[0019]圖4為多基地掃描結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】是:提供一種基于微波諧振特性及DSP技術(shù)的檢測(cè)方法，包括如下步驟:
檢測(cè)接觸信號(hào):DSP信號(hào)處理模塊通過獲取待測(cè)部位的監(jiān)測(cè)信號(hào)，判斷探頭與待測(cè)部位的接觸情況。
[0022]具體實(shí)施過程如下:對(duì)待測(cè)部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)傳感器將監(jiān)測(cè)信號(hào)發(fā)送到DSP信號(hào)處理模塊，DSP信號(hào)處理模塊通過獲取待測(cè)部位的監(jiān)測(cè)信號(hào)，判斷探頭與待測(cè)部位的接觸情況。具體來說，DSP信號(hào)處理模塊根據(jù)接收的監(jiān)測(cè)信號(hào)，判斷探頭與待測(cè)部位為接觸或未接觸。監(jiān)測(cè)傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器中的一種或多種。DSP信號(hào)處理模塊根據(jù)溫度傳感器傳感的溫度信號(hào)或壓力傳感器傳感的壓力信號(hào)判斷探頭與待測(cè)部位的接觸情況，或者采用人體溫度/壓力傳感器傳感溫度信號(hào)和壓力信號(hào)，人體溫度/壓力傳感器采用的是接觸式溫度傳感，當(dāng)檢測(cè)系統(tǒng)觸及到人體皮膚產(chǎn)生壓力，并伴有溫度信息，DSP信號(hào)處理模塊根據(jù)此信號(hào)判斷探頭與待測(cè)部位的接觸情況。
[0023]發(fā)生微波:DSP信號(hào)處理模塊根據(jù)確定的接觸情況控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波信號(hào)。
[0024]具體實(shí)施過程如下:DSP信號(hào)處理模塊根據(jù)接收的監(jiān)測(cè)信號(hào)，判斷探頭與待測(cè)部位為接觸或未接觸。若DSP信號(hào)處理模塊確定探頭與待測(cè)部位為接觸，則DSP信號(hào)處理模塊控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波信號(hào);若DSP信號(hào)處理模塊確定探頭與待測(cè)部位為未接觸，則DSP信號(hào)處理模塊控制微波發(fā)生器不工作。
[0025]發(fā)送微波和接收微波:微波收發(fā)機(jī)采用的是多基地掃描方式發(fā)送微波信號(hào)和接收微波反射波譜。
[0026]如圖2、圖3所示，具體實(shí)施過程如下:微波收發(fā)機(jī)采用的是多基地掃描方式掃描，由圖4可見，1:1準(zhǔn)單基地掃描模式，采樣點(diǎn)不密集，信號(hào)采集準(zhǔn)確度不高，而多基地掃描采用一對(duì)多的掃描模式.采樣點(diǎn)密集，信號(hào)采集準(zhǔn)確度提高。微波發(fā)生器采用集成化器件，采用的是PDRO+倍頻電路設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生20GHZ至60GHZ左右的波源，其中，PDRO是微波源的核心，它是由介質(zhì)壓控振蕩器(DRVCO)和鎖相環(huán)路組成。由晶振單元提供參考信號(hào)，使TORO鎖定在設(shè)定的工作頻率上;之后經(jīng)4倍頻放大濾波，產(chǎn)生所需微波信號(hào)，最后經(jīng)微帶波導(dǎo)轉(zhuǎn)換以波導(dǎo)口的方式輸出。
[0027]檢波:對(duì)接收的微波反射波譜進(jìn)行檢波篩選。
[0028]具體實(shí)施過程如下:檢波模塊對(duì)接收的微波反射波譜進(jìn)行檢波篩選，檢出不屬于血糖檢測(cè)范圍的波段信號(hào)，檢波模塊的目的是為了得到更準(zhǔn)確的人體血糖相關(guān)信息，對(duì)微波的反射波譜進(jìn)行篩選，使其能夠最大限度地排除來自皮膚等其他層組織無關(guān)信號(hào)的干擾。
[0029]信號(hào)處理:對(duì)檢波后的微波反射波譜進(jìn)行行采樣、提取、分析處理。
[0030]具體實(shí)施過程如下:DSP信號(hào)處理模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，其主要包括了TMS320F2812、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電壓調(diào)整器、JTAG(聯(lián)合測(cè)試行為組織)接口、程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等，其中F2812集成了豐富的片上外設(shè)，如SPI(串行外設(shè)接口)、ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換)等。DSP信號(hào)處理模塊主要是控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波信號(hào)，同時(shí)對(duì)檢波輸出的有用信號(hào)進(jìn)行采樣、提取、分析處理。
[0031 ]具體處理過程如下:由于各種物質(zhì)有其各自的特殊波譜吸收特性，利用待測(cè)物質(zhì)的波譜吸收特性，就可以把它的波譜信號(hào)與待測(cè)物質(zhì)中其他物質(zhì)信號(hào)區(qū)分開來，從而分析出該物質(zhì)。具體應(yīng)用中，比如檢測(cè)血糖濃度時(shí)，所述待測(cè)部位包括待測(cè)血液，根據(jù)血液的微波反射波譜與血糖濃度關(guān)系分析待測(cè)血液的血糖濃度。具體來說，血糖的濃度與反射波譜有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系，DSP信號(hào)處理模塊獲取微波諧振頻率的反射波譜，由于葡萄糖成分在光譜中有特定的變化，所以對(duì)特定頻率的波譜吸收值進(jìn)行檢測(cè)與標(biāo)定，就可以測(cè)出相應(yīng)的血糖的濃度。DSP信號(hào)處理模塊根據(jù)血糖的濃度與反射波譜的直接對(duì)應(yīng)關(guān)系，再通過獲取的微波反射波譜得到血糖的濃度待測(cè)血液的血糖濃度。
[0032]輸出檢測(cè)結(jié)果:根據(jù)信號(hào)處理結(jié)果，輸出檢測(cè)結(jié)果。
[0033]具體實(shí)施過程如下:輸出模塊根據(jù)DSP信號(hào)處理模塊的處理結(jié)果，將檢測(cè)結(jié)果輸出，輸出方式包括顯示輸出和音頻輸出。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是:微波收發(fā)機(jī)包括掃描天線陣列，所述掃描天線陣列以多基地掃描方式掃描，由圖4可見，1:1準(zhǔn)單基地掃描模式，采樣點(diǎn)不密集，信號(hào)采集準(zhǔn)確度不高，而多基地掃描采用一對(duì)多的掃描模式.采樣點(diǎn)密集，信號(hào)采集準(zhǔn)確度提高。
[0035]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是:所述微波發(fā)生器以發(fā)生多種頻率產(chǎn)生微波。所述微波發(fā)生器發(fā)生頻率為IGHz至10GHz，微波發(fā)生天線為多頻率微波天線陣列，所述多頻率微波天線陣列發(fā)生不同頻率的微波，利用一束一定頻率的微波傳過待測(cè)區(qū)域。所述微波接收天線間隔幾次采集待測(cè)區(qū)域不同頻率的血糖吸收信息到各自的通道，產(chǎn)生電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，完成所述微波接收天線的采樣。具體實(shí)施例中，所述多頻率微波天線陣列中的每個(gè)天線發(fā)生不同頻率的微波。微波發(fā)射天線陣列的設(shè)計(jì)是根據(jù)檢測(cè)模型，每個(gè)傳感器通道接受不同頻率范圍的葡萄糖波譜反射信號(hào)。為了減小人體內(nèi)影響血糖檢測(cè)的其他因素的