基于微波諧振特性及dsp技術的檢測方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微波檢測方法及系統，尤其涉及一種基于微波諧振特性及DSP技術的檢測方法及系統。
【背景技術】
[0002]微波無創血糖檢測不需要收集血樣，通過在人體手指、手臂等部分血管區域里，通過微波的發生，然后接收反射波譜進行分析得到檢測結果，可以應用于血糖檢測等領域。對于應用微波的無創檢測，當前無創血糖檢測的研究有近紅外光譜法、光聲光譜法、拉曼光譜法、熒光法、偏振光旋轉法、光學相干層析成像法、中紅外光譜法等，另外還有超聲波血糖儀和顏色學原理測血糖研究的相關信息，這些方法中微波檢測法具有測量精度和穩定性的特點。
[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，根據各種物質有其各自的特殊波譜吸收特性，就可以把它的波譜信號與血液中其他物質信號區分開來。現有微波檢測系統，對于微波信號的處理效果不佳，并且結構復雜，檢測效果不佳。
【發明內容】
[0004]本發明解決的技術問題是:構建一種基于微波諧振特性及DSP技術的檢測方法及系統，克服現有技術微波信號的處理效果不佳，并且結構復雜，檢測效果不佳的技術問題。
[0005]本發明的技術方案是:提供一種基于微波諧振特性及DSP技術的檢測方法，包括如下步驟:
檢測接觸信號:DSP信號處理模塊通過獲取待測部位的監測信號，判斷探頭與待測部位的接觸情況；
發生微波:DSP信號處理模塊根據確定的接觸情況控制微波發生器產生微波信號；發送微波和接收微波:微波收發機采用的是多基地掃描方式發送微波信號和接收微波反射波譜；
檢波:對接收的微波反射波譜進行檢波篩選；
信號處理:對檢波后的微波反射波譜進行行采樣、提取、分析處理；
輸出檢測結果:根據信號處理結果，輸出檢測結果。
[0006]本發明的進一步技術方案是:所述監測信號為溫度信號或者壓力信號或者溫度信號和壓力信號。
[0007]本發明的進一步技術方案是:微波收發機包括掃描天線陣列，所述掃描天線陣列以1*1形式發送微波信號和接收微波反射信號。
[0008]本發明的進一步技術方案是:所述微波發生器以發生多種頻率產生微波。
[0009]本發明的進一步技術方案是:所述待測部位包括待測血液，根據血液的微波反射波譜與血糖濃度關系分析待測血液的血糖濃度。
[0010]本發明的技術方案是:構建一種基于微波諧振特性及DSP技術的檢測系統，包括監測模塊、微波發生器、微波收發機、檢波模塊、DSP信號處理模塊以及輸出模塊，所述監測模塊通過傳感器獲取待測部位的監測信號，所述DSP信號處理模塊通過待測部位的監測信號判斷探頭與待測部位的接觸情況，所述DSP信號處理模塊根據確定的接觸情況控制微波發生器產生微波信號，所述微波收發機采用的是多基地掃描方式發送微波信號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行檢波篩選;所述DSP信號處理模塊對檢波后的微波反射波譜進行行采樣、提取、分析處理;所述輸出模塊根據信號處理結果，輸出檢測結果。
[0011]本發明的進一步技術方案是:所述監測模塊為溫度監測模塊或壓力監測模塊或者溫度監測模塊和壓力監測模塊。
[0012]本發明的進一步技術方案是:所述微波收發機包括微波收發天線、同軸電纜、波導傳輸線中任意一種。
[0013]本發明的進一步技術方案是:所述微波發生器以發生多種頻率產生微波。
[0014]本發明的進一步技術方案是:所述待測部位包括待測血液，根據血液的微波反射波譜與血糖濃度關系分析待測血液的血糖濃度。
[0015]本發明的技術效果是:構建一種基于微波諧振特性及DSP技術的檢測方法，包括如下步驟:DSP信號處理模塊通過獲取待測部位的監測信號，判斷探頭與待測部位的接觸情況；DSP信號處理模塊根據確定的接觸情況控制微波發生器產生微波信號;微波收發機采用的是多基地掃描方式發送微波信號和接收微波反射波譜;對接收的微波反射波譜進行檢波篩選;對檢波后的微波反射波譜進行行采樣、提取、分析處理;根據信號處理結果，輸出檢測結果。本發明的基于微波諧振特性及DSP技術的檢測方法，通過DSP信號處理模塊根據確定的接觸情況控制微波發生器產生微波信號，準確控制微波的發生，然后微波收發機采用的是多基地掃描方式發送微波信號和接收微波反射波譜，使微波信號和微波反射波譜控制更加精確。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的結構示意圖。
[0017]圖2為本發明的微波發生器結構示意圖。
[0018]圖3為本發明的工作原理示意圖。
[0019]圖4為多基地掃描結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例，對本發明技術方案進一步說明。
[0021]如圖1所示，本發明的【具體實施方式】是:提供一種基于微波諧振特性及DSP技術的檢測方法，包括如下步驟:
檢測接觸信號:DSP信號處理模塊通過獲取待測部位的監測信號，判斷探頭與待測部位的接觸情況。
[0022]具體實施過程如下:對待測部位進行監測，監測傳感器將監測信號發送到DSP信號處理模塊，DSP信號處理模塊通過獲取待測部位的監測信號，判斷探頭與待測部位的接觸情況。具體來說，DSP信號處理模塊根據接收的監測信號，判斷探頭與待測部位為接觸或未接觸。監測傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器中的一種或多種。DSP信號處理模塊根據溫度傳感器傳感的溫度信號或壓力傳感器傳感的壓力信號判斷探頭與待測部位的接觸情況，或者采用人體溫度/壓力傳感器傳感溫度信號和壓力信號，人體溫度/壓力傳感器采用的是接觸式溫度傳感，當檢測系統觸及到人體皮膚產生壓力，并伴有溫度信息，DSP信號處理模塊根據此信號判斷探頭與待測部位的接觸情況。
[0023]發生微波:DSP信號處理模塊根據確定的接觸情況控制微波發生器產生微波信號。
[0024]具體實施過程如下:DSP信號處理模塊根據接收的監測信號，判斷探頭與待測部位為接觸或未接觸。若DSP信號處理模塊確定探頭與待測部位為接觸，則DSP信號處理模塊控制微波發生器產生微波信號;若DSP信號處理模塊確定探頭與待測部位為未接觸，則DSP信號處理模塊控制微波發生器不工作。
[0025]發送微波和接收微波:微波收發機采用的是多基地掃描方式發送微波信號和接收微波反射波譜。
[0026]如圖2、圖3所示，具體實施過程如下:微波收發機采用的是多基地掃描方式掃描，由圖4可見，1:1準單基地掃描模式，采樣點不密集，信號采集準確度不高，而多基地掃描采用一對多的掃描模式.采樣點密集，信號采集準確度提高。微波發生器采用集成化器件，采用的是PDRO+倍頻電路設計方案產生20GHZ至60GHZ左右的波源，其中，PDRO是微波源的核心，它是由介質壓控振蕩器(DRVCO)和鎖相環路組成。由晶振單元提供參考信號，使TORO鎖定在設定的工作頻率上;之后經4倍頻放大濾波，產生所需微波信號，最后經微帶波導轉換以波導口的方式輸出。
[0027]檢波:對接收的微波反射波譜進行檢波篩選。
[0028]具體實施過程如下:檢波模塊對接收的微波反射波譜進行檢波篩選，檢出不屬于血糖檢測范圍的波段信號，檢波模塊的目的是為了得到更準確的人體血糖相關信息，對微波的反射波譜進行篩選，使其能夠最大限度地排除來自皮膚等其他層組織無關信號的干擾。
[0029]信號處理:對檢波后的微波反射波譜進行行采樣、提取、分析處理。
[0030]具體實施過程如下:DSP信號處理模塊是整個系統的核心部分，其主要包括了TMS320F2812、時鐘電路、復位電路、電壓調整器、JTAG(聯合測試行為組織)接口、程序存儲器和數據存儲器等，其中F2812集成了豐富的片上外設，如SPI(串行外設接口)、ADC(模擬數字轉換)等。DSP信號處理模塊主要是控制微波發生器產生微波信號，同時對檢波輸出的有用信號進行采樣、提取、分析處理。
[0031 ]具體處理過程如下:由于各種物質有其各自的特殊波譜吸收特性，利用待測物質的波譜吸收特性，就可以把它的波譜信號與待測物質中其他物質信號區分開來，從而分析出該物質。具體應用中，比如檢測血糖濃度時，所述待測部位包括待測血液，根據血液的微波反射波譜與血糖濃度關系分析待測血液的血糖濃度。具體來說，血糖的濃度與反射波譜有直接的對應關系，DSP信號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，所以對特定頻率的波譜吸收值進行檢測與標定，就可以測出相應的血糖的濃度。DSP信號處理模塊根據血糖的濃度與反射波譜的直接對應關系，再通過獲取的微波反射波譜得到血糖的濃度待測血液的血糖濃度。
[0032]輸出檢測結果:根據信號處理結果，輸出檢測結果。
[0033]具體實施過程如下:輸出模塊根據DSP信號處理模塊的處理結果，將檢測結果輸出，輸出方式包括顯示輸出和音頻輸出。
[0034]本發明的優選實施方式是:微波收發機包括掃描天線陣列，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準單基地掃描模式，采樣點不密集，信號采集準確度不高，而多基地掃描采用一對多的掃描模式.采樣點密集，信號采集準確度提高。
[0035]本發明的優選實施方式是:所述微波發生器以發生多種頻率產生微波。所述微波發生器發生頻率為IGHz至10GHz，微波發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生不同頻率的微波，利用一束一定頻率的微波傳過待測區域。所述微波接收天線間隔幾次采集待測區域不同頻率的血糖吸收信息到各自的通道，產生電信號，實現光電轉換，完成所述微波接收天線的采樣。具體實施例中，所述多頻率微波天線陣列中的每個天線發生不同頻率的微波。微波發射天線陣列的設計是根據檢測模型，每個傳感器通道接受不同頻率范圍的葡萄糖波譜反射信號。為了減小人體內影響血糖檢測的其他因素的