Дистанционный контроль психофизиологического состояния человека с помощью сверхширокополосной РЛС
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
В настоящее время, в связи со стремительно развивающимся научно-техническим прогрессом, появляется все большее количество сложной аппаратуры и комплексов, которые в процессе своей работы требуют человеческого внимания и контроля. Сонное состояние оператора или диспетчера, управляющего самолетами, может привести к трагедии или даже катастрофе. Помимо этого, по данным статистики ГИБДД РФ количество жертв в дорожно-транспортных происшествиях на путях дальнего следования по причине сонливости водителя ТС составляет около 25 % от общего числа смертей на дороге. Таким образом, дистанционный контроль психофизиологического состояния человека с помощью сверхширокополосной РЛС во время рабочего процесса на должностях с высокой ответственностью является остроактуальной. Радиолокация объектов биологических является интенсивно развивающимся направлением радиотехники. Использование радиолокаторов для обнаружения живых людей, находящихся за преградами, и дистанционное определение параметров их дыхания и сердцебиения может найти применение в различных областях: спасательных операциях, антитеррористической борьбе, медицине и других. Наиболее широко для решения этих задач в настоящее время используются импульсные радиолокаторы со сверхширокополосным сигналом, а также локаторы с непрерывным излучением, в частности со ступенчатым изменением частоты. Исследования в этой области в нашей стране и за рубежом направлены не только на создание новых типов аппаратуры, но и на решение ряда теоретических задач. Для достижения наилучших характеристик радиолокационных комплексов, требуется разработка адекватных моделей радиолокационных сигналов, которые должны быть построены на физических моделях взаимодействия радиоволн с объектами, формирующими зондируемую сцену. Построение этих моделей позволит разработать алгоритмы оптимальной обработки сигнала, которые дадут возможность извлекать больше информации о зондируемом объекте, а также о характеристиках его движения. С помощью этих моделей будет возможным формулировка требований к аппаратным средствам радиолокаторов. Появление биорадиолокационных средств следующего поколения, с улучшенными потребительскими характеристиками и более совершенным математическим обеспечением, можно ожидать уже в ближайшие несколько лет. В последнее время в связи с удешевлением вычислительных ресурсов, необходимых для обработки сигнала, а также миниатюризацией СВЧ устройств наблюдается интерес к использованию радиолокаторов в задачах, когда отражающим объектом является тело человека в целом или отдельные его части и внутренние органы. Объектом исследования являются измерения психофизиологических параметров человека во время сна и бодрствования при помощи сверхширокополосной РЛС. Цель дипломной работы заключается в определении закономерности изменения измеренных данных РЛС от психофизиологического состояния человека во время сна и бодрствования, а также возможного применения РЛС для дистанционного контроля психофизиологического состояния человека. С учетом поставленной цели необходимо решить ряд следующих взаимосвязанных задач: - произвести обзор методов дистанционного контроля психофизиологического состояния человека; - определить влияние психофизиологического состояния человека на электромагнитные волны; - произвести обзор широкополосных РЛС по патентным источникам и научно-технической литературе; - выбрать метод обработки отраженного сигнала при широкополосном зондировании человека; - определить закономерность изменения измеренных данных РЛС от психофизиологического состояния человека во время сна и бодрствования; - применить РЛС для дистанционного контроля психофизиологического состояния человека. В работе применяются такие общенаучные методы исследования, как описание, анализ, сравнение. Структура исследования. Выпускная квалификационная работа включает в себя введение; три главы, в которых решаются поставленные задачи; заключение; список источников.
Выводы по главе
Для проверки правильности результатов измерений параметров пульса, получаемых от сверхширокополосной РЛС, проведем сравнение данных РЛС и данных электрокардиографа, полученных при одновременном измерении пульса человека обоими приборами. Рис. 2.7. Сх...
Открыть главуЗаключение
В данном дипломном проекте была достигнута главная цель - определена закономерность изменения измеренных данных РЛС от психофизиологического состояния человека во время сна и бодрствования с помощью частотомера и амплитудного детектора, благодаря чему определены пороговые значения. Так же были решены следующие задачи исследования: произведен обзор методов дистанционного контроля психофизиологического состояния человека; определено влияние психофизиологического состояния человека на электромагнитные волны; произведен обзор широкополосных РЛС; выбран метод обработки отраженного сигнала при широкополосном зондировании человека; определена закономерность изменения измеренных данных РЛС от психофизиологического состояния человека во время сна и бодрствования. На основании полученных экспериментальных данных стало возможным применить РЛС для дистанционного контроля психофизиологического состояния человека на должностях с высокой степенью ответственности. В последнее время в связи с уменьшением стоимости вычислительных ресурсов, которые необходимы обработки сигнала и миниатюризация СВЧ устройств появляется интерес к использованию радиолокаторов где отражающим объектом является человек в целом, а так же отдельные его части и внутренние органы. Радиолокация объектов биологических интенсивно развивается в направлении радиотехники. Применение радиолокаторов для обнаружения людей, находящихся за преградами, а так же дистанционное определение параметров их дыхания, сердцебиения найдет применение в различных областях: спасательных и антитеррористических операциях, медицине и других.
Список литературы
1. Д. А. Охотников. Восстановление траектории движения живых объектов при радиолокационном наблюдении. Вестник Московского Авиационного Института, № 3, 2010 г., т. 17. 2. Территория NDT. Статья «Международная школа для молодых ученых «применение радиолокаторов малой дальности в медицине», М.- 8с., 2017. 3. Медицинская техника. М.- 38с., 2013. 4. Биорадиолокация (под редакцией А.С. Бугаева, С.И. Ивашова, И.Я. Иммореева). Издательство МГТУ имени Н. Э. Баумана. 396 стр. / 25 п.л. 5. А.Б. Татараидзе. Диссертация «Разработка технологии и программно-аппаратного комплекса для исследования структуры сна человека», М.- 152с., 2016. 6. А. С. Бугаев, И. А. Васильев, С. И. Ивашов, В. В. Чапурский, Радиолокационные методы выделения сигналов дыхания и сердцебиения, Радиотехника и электроника, том 51 № 10 2006. 7. Черняк В.С. Максимизация энергетических параметров сверхширокополосных радиолокаторов малой дальности с учетом требований электромагнитной совместимости. Радиотехника, 2008, № 1. 8. Подосенов С. А., Потапов А. А., Соколов А. А. Импульсная электродинамика широко-полосных радиосистем и поля связанных структур. М., «Радиотехника», 2003. 720 с. 9. Иммореев И.Я.: Возможности и особенности сверхширокополосных радиосистем.// Прикладная электроника. - Харьков. - том 1. № 2. - 2002 г. - стр. 122-140 10. Иммореев И.Я.: Сверхширокополосные радары: новые возможности, необычные проблемы, системные особенности.// Вестник Московского Государственного Технического университета им. Баумана. - Выпуск 4. - 1998. 11. Черненко А.И. Сверхширокополосный радар для измерения параметров сердечнососудистой системы человека при физических нагрузках // Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике: докл. Вторая Всерос. науч. конф., Муром, 4-7 июля 2006. 12. СШП радар для наблюдения живых объектов / Андрианов А.В., Домбек М.Г., Курамшев С.В. и др.//Труды РНТОРЭС им. А.С. Попова. Сер: сверхширокополосные сигналы и сверхкороткие импульсы в радиолокации, связи и акустике. – Москва, 2005. - вып. 1. - С. 137- 139.
