【《隔墙人体运动探测基本理论基础概述》5200字】

隔墙人体运动探测基本理论基础概述目录TOC\o"1-3"\h\u23958隔墙人体运动探测基本理论基础概述 )其中，为多普勒频移，为发射频率，特高频时取300～3000MHz，和分别为人体运动速度和人体运动方向同接收端的夹角。假设人体以的速度且相对靠近或远离接收端，所产生的多普勒频移为。实验系统构建系统组成为了验证特高频人体运动检测，本文搭建了基于特高频的人体运动隔墙检测系统，如图2-13所示。该系统由数据采集、运动特征提取分析和人体定位模块组成。数据采集模块完成人体运动回波信号的采集，并将其送入运动特征提取分析模块，提取回波信号中的时域、频域统计特征及时频分布特征，实现隔墙人体运动状态识别，最后基于角度-角度定位法和距离-角度定位法对隔墙人体进行定位。图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s113基于特高频的人体运动隔墙检测系统总体框图Fig.STYLEREF1\s2SEQFig.\*ARABIC\s113TheoverallblockdiagramofthehumanmotionpartitionwalldetectionsystembasedonUHF数据采集模块的流程图如图2-14所示，在PC上将经过数字信号处理的基带信号传到XSRP的DAC模块，经过调制后由XSRP通过发射天线发送出去。在另一端，XSRP通过接收天线接收回波信号，先经过解调送入ADC模块，变为基带信号保存到电脑上，通过MATLAB等工具进行后续的数字信号处理与分析。图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s114数据采集流程图Fig.STYLEREF1\s2SEQFig.\*ARABIC\s114Datacollectionflowchart本文进行人体运动特征提取分析及后续的人体隔墙定位算法正确性验证时的实验系统采用软件无线电创新平台及多种天线组合，该系统主要由收发天线、射频前端、底板ARM7、串行接口、PC机组成。系统采用一个时钟来同步上/下变频器和RF板。实验系统工作过程如图2-15所示，PC机通过串行接口与XSRP的底板ARM相连，发送信号并在射频前端上配置射频参数，系统的发射信号需先经过上变频器传输至发射天线，接收天线接收到的回波信号经过下变频后传回系统。安装在PC上的RF控制参数软件是通过串行接口与XSRP的ARM相连，配置RF参数并发送信号。软件无线电创新平台包括两个发射通道、两个接收通道，实验系统如图2-16所示。图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s115实验系统工作过程Fig.STYLEREF1\s2SEQFig.\*ARABIC\s115Workingprocessoftheexperimentalsystem图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s116实验系统Fig.STYLEREF1\s2SEQFig.\*ARABIC\s116Experimentsystem为了更好地进行人体运动特征提取分析及后续的人体隔墙定位算法有效性验证，实验系统性能参数指标如表2-1所示。根据表2-1所示的系统性能指标进行人体运动隔墙探测可以获取人体运动回波信息，由于人体运动会造成回波中含有多种调制分量，其中主要的调制方式包括多普勒调制和回波幅度调制。其中幅度调制体现在衰减系数上，而多普勒调制体现在相位变化上，通过分析回波信号中的多普勒频率和回波幅度变化，可以实现对隔墙人体运动状态的识别与定位。表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s11实验系统性能参数指标Tab.STYLEREF1\s2SEQTab.\*ARABIC\s11Experimentalsystemperformanceparameterindex系统参数指标范围发射频率300MHz-3GHz接收频率300MHz-3GHz发射衰减0-359dBi接收增益0-40dBi采样率30.72MHz发射功率10mW场景选择电磁波在室内中的传播与气候天气等条件无关，但受墙体材料与厚度等因素的影响。表2-2为2.4GHz电磁波在不同材料墙体下的衰减情况：表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s122.4GHz下常见墙体材料的衰减情况Tab.STYLEREF1\s2SEQTab.\*ARABIC\s12Attenuationofcommonwallmaterialsat2.4GHz材质衰减玻璃3dB实木墙（厚约5cm）6dB空心墙（厚约15cm）9dB混凝土墙（厚约40cm）18dB钢筋混泥