CN112568871A - 一种非接触式生命体征监测装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非接触式生命体征监测装置，包括：雷达发射系统；雷达接收系统，第一输入端与雷达发射系统的输出端连接；数字信号处理系统，输入端与雷达接收系统的输出端连接，第一输出端与雷达发射系统的输入端连接，第二输出端与雷达接收系统的第二输入端连接，数字处理并实时调控雷达发射系统和雷达接收系统；上位机，输入端与数字信号处理系统的第三输出端连接，进行算法处理，提取出生命体征信息，完成生命体征监测。此发明解决了传统CW雷达和UWB雷达测速和测距分辨率有限的问题，采用同时具有测距和测速能力的FMCW雷达，带宽可达4GHz，极大提高了体征监测的精确度，并通过天线‑射频‑数字混压集成，实现了硬件的高度集成和设备的小型化。
Description
技术领域
本发明涉及人体生命体征检测技术领域，具体涉及一种非接触式生命体征监测装置及其方法。
背景技术
近年来，得益于雷达技术，生物医学工程与数字信号处理技术的高速发展，简约高效快捷精确的生命体征监测趋势及日益增长的社会大众医疗检测需求，越来越多的科研工作者致力于人体生命体征参数检测领域，从而诞生了学科交叉融合的一种新技术—基于雷达技术的非接触式人体生命体征监测技术，极大推动了生命体征参数检测领域的发展，给社会带来了科技进步与巨大经济效益。
相比于传统的呼吸和心电记录仪，非接触式生命监测雷达系统可广泛应用于传染病患者、重度烧伤患者、精神病人、睡眠质量监测、婴幼儿和老人的临床以及远程动态监护。例如：使用非接触式生命监测雷达对新冠肺炎患者进行心肺功能监护时，可先于传染病人送入病房之前将雷达监测设备布置好，等医护人员撤离后再送入病人进行远程监控，一定程度上降低了医护人员感染的风险。
伴随着生物医学工程、雷达、电子、计算机技术的发展，以及军事、医学和社会的需要，越来越多的研究组织关注到生物雷达这一技术领域，并通过实验证明了雷达技术在非接触式探测人体心肺活动方面的潜力，使生物雷达技术在民用场合的应用研究得到快速发展。到2010年为止，应用微波生物雷达实现非接触式生命体征监测已出现较完善的理论研究成果。
近年来，随着摩尔定律失效，各大芯片厂商将精力转移至了异构芯片的研发。德州仪器(TI)公司、恩智浦半导体(NXP)公司、英飞凌(Infineon)公司、赛灵思(Xilinx)公司均推出了高度集成的异构芯片级系统(SoC)芯片，将射频前端、收发器、模拟数字转换器(ADC)、处理器集一身，TI公司在2020年甚至将60GHz波段的雷达天线也集成到了SoC芯片中，真正实现了单芯片化的雷达系统。这些雷达SoC芯片的出现，由于其具有超小体积、低功耗、低成本的特点，加快了生命雷达研究的落地，2018年，美国的Adeel Ahmad等人使用调频连续波(FMCW)雷达对多人生命体征的检测进行了探索。2019年加拿大滑铁卢大学的MOSTAFA ALIZADEH等人使用毫米波雷达对远程心肺活动的检测进行了研究。2015年至今，美国麻省理工学院的Dina Katabi团队对雷达检测生命体征作了一系列探索性的研究。
国内最早开始生物雷达探测技术研究是第四军医大学生物医学工程系，该课题组自1998年开展连续波非接触式体征探测研究，自2004年开展超宽带生物雷达的研究，主要成果有面向穿墙检测应用的雷达式生命探测仪。2009年，中科院电子学研究所谢义方等人尝试利用超宽带(Ultra Wide Band,UWB)雷达进行人体生命体征监测，设计并完善了雷达系统，实现人体生命体征的测量。其后，南京理工大学电子工程与光电学院，西安电子科技大学电子工程学院，北京军医大学,电子科技大学、国防科技大学等也开展了生物雷达技术的研究。
专利1：专利号为CN103728605A的一种新型基于UWB雷达的非接触式生命特征信号提取方法公开了对原始雷达探测数据记录剖面进行数据压缩，对第二记录剖面在距离向上进行滑动加窗积分处理，对第三记录剖面进行背景消除以及数据无量纲化处理，对第四记录剖面在距离向上对时间向上的雷达数据进行频谱分析，对第一时间记录序列采用自适应滤波以滤除环境噪声和随机噪声得到第二时间记录序列，即为最终所需要的人体生命特征信号。然而，该发明基于UWB雷达，设备体积大、工艺成本高，且UWB雷达电路复杂、对采样率要求高，许多己经成熟的生命信号检测算法并不适用于超宽带体制。
专利2：专利号为CN105974404A的一种基于非接触式生命体征监测系统的一维雷达布阵优化方法公开了在考虑心脏尺寸的条件下，根据雷达系统载频，确定阵列的孔径与阵元的数目，对雷达一维阵列孔径进行离散化处理并对离散孔径拓扑使用带约束条件的二进制向量来表示；对得到的二进制向量代入多进多出(MIMO)雷达方向图公式来确立与方向图的一一对应关系，由方向图可以求解其对应的峰值旁瓣电平(PSL)，从而将PSL表示为拓扑结构二进制向量的函数，建立对应的二进制优化问题。然而，该发明主要是通过智能优化算法降低非接触式生命体征监测系统雷达的PSL，实现非接触式生命体征监测系统的一维雷达布阵优化设计，并未提出非接触式雷达检测体征完整的系统模型。
文献1：2018年的硕士学位论文《非接触式生命体征监测雷达的研究与实现》基于雪崩三极管设计并制作单极性负高斯脉冲，并在此基础上加入微带短路线耦合结构的双极型高斯脉冲；然后基于阶跃恢复二极管设计并制作单极性正高斯脉冲，并通过微分电路(RC)的微分结构获得无直流分量的双极型高斯脉冲。选取双管平衡取样积分电路进行仿真与实物制作，给出一种采样保持电路的等效测试方法，验证该电路的取样效果，给出了一种快速获取人体呼吸与心跳信息的扫描与采样方式,并选择合适的天线验证所设计雷达在一定范围内能完成对人体呼吸与心跳的监测功能。然而，此文献采用UWB雷达检测，硬件复杂，设备体积大，而检测算法则采用时域分析法，检测精度低。
文献2：2017年的硕士学位论文《基于多普勒雷达的非接触式生命体征监测系统设计》根据多普勒雷达原理和生命体征监测的应用需求，开展了实时心肺活动检测方法的研究；利用短时傅里叶变换和频谱插值方法来提取实时心率和呼吸速率；系统考虑实际的监护应用场合和如今社会医疗服务模式设计实现了基于多普勒生物雷达的智能检测硬件，结合移动端与桌面端监控平台构建了多普勒雷达生命体征监测系统。然而，该文献选取10.525GHz作为多普勒雷达的载波频率，雷达带宽不足，分辨率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种非接触式生命体征监测装置及其方法。此装置和方法旨在解决传统CW雷达和UWB雷达测速和测距分辨率有限的问题，采用同时具有测距和测速能力的FMCW雷达，利用微多普勒特征检测进行心肺功能指标的测量，带宽可达4GHz，极大提高体征监测的精确度，并且通过天线-射频-数字混压集成技术以实现硬件的高集成和设备的小型化。
为达到上述目的，本发明提供了一种非接触式生命体征监测装置，包括：
雷达发射系统，用于向待检测人员发射出雷达发射信号；
雷达接收系统，第一输入端与雷达发射系统的输出端无线连接，用于接收被待检测人员反射后的雷达接收信号，并调解为数字信号；
数字信号处理系统，输入端与雷达接收系统的输出端连接，第一输出端与雷达发射系统的输入端连接，第二输出端与雷达接收系统的第二输入端连接，用于对数字信号进行数字处理，获得数字处理信号，并根据数字处理信号实时调控雷达发射系统和雷达接收系统；
上位机，输入端与数字信号处理系统的第三输出端连接，对数字处理信号进行算法处理，提取出待检测人员的生命体征信息，完成生命体征监测。
最优选的，雷达发射系统包括：
第一本地振荡器，用于产生连续波雷达信号；
功率放大器，输入端与第一本地振荡器的输出端连接，对连续波雷达信号进行功率放大，获得放大雷达信号；
发射天线，输入端与功率放大器的输出端连接，将放大雷达信号进行发射，向待检测人员发射出雷达发射信号。
最优选的，雷达接收系统包括：
接收天线，输入端与雷达发射系统的输出端无线连接，用于接收雷达接收信号；
低噪声放大器，输入端与接收天线的输出端连接，对雷达接收信号进行噪声处理，获得噪声处理信号；
混频器，第一输入端与低噪声放大器的输出端连接，第二输入端与第二本地振荡器连接，将噪声处理信号与第二本地振荡器产生的本地振荡信号进行混频处理，获得中频信号；
中频带通滤波器，输入端与混频器的输出端连接，将中频信号进行高频过滤，获得过滤后的中频信号；
模数转换器，输入端与中频带通滤波器的输出端连接，输出端与数字信号处理系统的输入端连接，将过滤后的中频信号进行模数转换，获得数字信号并传输至数字信号处理系统。
最优选的，噪声处理包括滤除噪声和信号频率放大。
最优选的，数字信号处理系统包括：
数字信号处理器，输入端与雷达接收系统的输出端连接，对数字信号进行数字信号处理，获得数字处理信号；
微控制器，输入端与数字信号处理器的输出端连接，第一输出端与雷达发射系统输入端连接，第二输出端与所述雷达接收系统的第二输入端连接，将数字处理信号传输回雷达发射系统和雷达接收系统，并根据数字处理信号实时调控雷达发射系统和雷达接收系统。
最优选的，数字信号处理包括信号滤波、FFT处理、频率提取和信号检测。
最优选的，生命体征信息为待检测人员的呼吸和心跳信息。
本发明还提供了一种非接触式生命体征监测方法，该非接触式生命体征监测方法是基于上述的非接触式生命体征监测装置实现的，且该非接触式生命体征监测方法包括以下步骤：
步骤1：雷达发射系统向待检测人员发射出雷达发射信号；
步骤2：雷达发射信号在待检测人员的人体反射后，生成雷达接收信号，并由雷达接收系统接收，并调解为数字信号；
步骤3：将数字信号传输至数字信号处理系统的数字信号处理器进行数字处理，获得数字处理信号；
步骤4：将数字处理信号分为两路，第一路数字处理信号传输回雷达发射系统和雷达接收系统，并根据第一路数字处理信号实时调控雷达发射系统和雷达接收系统；
步骤5：将第二路数字处理信号传输至上位机进行算法处理，提取出待检测人员的生命体征信息，完成生命体征监测。
最优选的，雷达发射系统发射出雷达发射信号还包括以下步骤：
步骤1.1：第一本地振荡器产生连续波雷达信号；
步骤1.2：将连续波雷达信号传输至功率放大器进行功率放大，获得放大雷达信号；
步骤1.3：将功率放大器功率放大后的放大雷达信号传输至发射天线进行发射，向待检测人员发射出连续的雷达发射信号。
最优选的，调解为数字信号还包括以下步骤：
步骤2.1：接收天线接收雷达发射信号；
步骤2.2：将雷达发射信号传输至低噪声放大器进行噪声处理，获得噪声处理信号；
步骤2.3：将噪声处理信号传输至混频器，并与第二本地振荡器产生的本地振荡信号进行混频处理，获得中频信号；
步骤2.4：将中频信号传输至中频带通滤波器进行高频过滤，获得过滤后的中频信号；
步骤2.5：将过滤后的中频信号传输至模数转换器进行模数转换，获得数字信号。
运用此发明，解决了传统CW雷达和UWB雷达测速和测距分辨率有限的问题，采用同时具有测距和测速能力的FMCW雷达，利用微多普勒特征检测进行心肺功能指标的测量，带宽可达4GHz，极大提高了体征监测的精确度，并且通过天线-射频-数字混压集成技术，实现了硬件的高集成和设备的小型化。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的非接触式生命体征监测装置，采用同时具有测距和测速能力的FMCW雷达，能达到CW雷达的速度的分辨率，UWB雷达的距离分辨率，根据测得的距离可以区分多个目标，也可以利用已知的目标距离信息抑制部分背景噪声，实现了硬件的高集成度、设备的小型化，极大提高了体征监测的精确度。
2、本发明提供的非接触式生命体征监测装置，根据人体微动多普勒特征对雷达信号与信息处理算法进行优化设计，从雷达回波数据中提取出心肺活动信息，特别适用于传染病患者、重度烧伤患者、精神病患者的临床监测、正常人的睡眠质量监测、婴幼儿和老人的生命体征远程动态监护多个应用领域。
3、本发明提供的非接触式生命体征监测装置，毫米波生物雷达技术实质是利用毫米波段电磁波的多普勒效应检测目标的位移、速度等运动信息，选取60GHz的FMCW雷达信号向被检测人员发射电磁波，同时接收被检测人员反射的回波，根据回波信号频率和相位的变化，得到心跳、呼吸活动引起的振动信息，从而分析人体的生命体征，在生理信号检测方面具有独特的优势，不易受到天气、温度、光照等环境因素影响，而且有较强的穿透能力，抗干扰能力更强，精确度更高。
附图说明
图1为本发明提供的非接触式生命体征检测装置结构示意图；
图2为本发明提供的非接触式生命体征检测装置流程题。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。
本发明是一种非接触式生命体征监测装置，该非接触式生命体征监测装置是基于FMCW雷达实现的，如图1所示，包括雷达发射系统1、雷达接收系统2、数字信号处理系统3和上位机4；在本实施例中，雷达发射系统1、雷达接收系统2和数字信号处理系统集成于一射频数字一体化系统级(SoC)芯片中，通过天线-射频-数字混压集成技术，实现了硬件的高集成和设备的小型化。
雷达发射系统1用于向待检测人员发射出连续的雷达发射(TX)信号；雷达接收系统2的第一输入端与所述雷达发射系统1的输出端无线连接，用于接收被待检测人员反射后的携带有待检测人员生命体征信息的雷达接收(RX)信号，并调解为携带有待检测人员生命体征信息的数字信号。
数字信号处理系统3的输入端与雷达接收系统2的输出端连接，第一输出端与雷达发射系统1的输入端连接，第二输出端与雷达接收系统2的第二输入端连接，用于对数字信号进行数字处理，获得携带有待检测人员生命体征信息的数字处理信号，并根据数字处理信号实时调控雷达发射系统1和雷达接收系统2。
上位机4的输入端与数字信号处理系统3的第三输出端连接，基于希尔伯特-黄变换算法，对携带有待检测人员生命体征信息的数字处理信号进行算法处理，提取出高精度的待检测人员的生命体征信息，完成待检测人员的生命体征监测；其中，高精度的待检测人员的生命体征信息为高精度的待检测人员的呼吸和心跳信息。
其中，雷达发射系统1包括本地振荡器101、功率放大器(PA)102和发射天线103。
第一本地振荡器101用于产生连续波雷达信号；在本实施例中，连续波雷达信号的连续持续时间为100us。
功率放大器(PA)102的输入端与本地振荡器101的输出端连接，对连续波雷达信号进行功率放大，获得放大雷达信号。
发射天线103的输入端与功率放大器102的输出端连接，将功率放大器102功率放大后的放大雷达信号进行发射，向待检测人员发射出连续的雷达TX信号。
在本实施例中，发射天线103为微带贴片天线，使整个雷达系统集成在一个小小的电路板上，降低功耗，提高集成度；发射天线103的发射通道为两组；发射天线103的调制方式为线性调频；发射天线103发射的雷达发射信号的发射频率为60GHz，发射带宽为4GHz，发射功率为12dBm；发射线条103的天线增益为8dB。
雷达接收系统2包括接收天线201、低噪声放大器(LNA)202、混频器203、第二本地振荡器204、中频带通滤波器205和模数转换器206。
接收天线201的输入端与雷达发射系统1中的发射天线103的输出端无线连接，用于接收获得被待检测人员的人体反射后的携带有待检测人员生命体征信息的雷达接收信号。
在本实施例中，接收天线201为微带贴片天线，使整个雷达系统集成在一个小小的电路板上，降低功耗，提高集成度；接收天线201的接收通道为三组；接收天线201的天线增益为24dB～48dB。
低噪声放大器202的输入端与接收天线201的输出端连接，对待检测人员的人体反射后的雷达接收信号进行噪声处理，获得噪声处理信号。其中，噪声处理包括滤除噪声和信号频率放大。
在本实施例中，噪声处理的噪声系数为15dB。
混频器203的第一输入端与低噪声放大器202的输出端连接，第二输入端与第二本地振荡器204连接，将噪声处理信号与第二本地振荡器204产生的本地振荡信号进行混频处理，获得中频信号；中频带通滤波器205的输入端与混频器203的输出端连接，将中频信号进行高频过滤，过滤除去中频信号中夹带的高频信号，获得过滤后的中频信号。
其中，过滤后的中频信号包括同相(I)和正交(Q)的两路基带信号。在本实施例中，过滤后的中频信号的带宽为200KHz～5MHz。
模数转换器206的输入端与中频带通滤波器205的输出端连接，输出端与数字信号处理系统3的输入端连接，将过滤后的中频信号进行模数转换，获得携带有待检测人员生命体征信息的数字信号并传输至数字信号处理系统3。
数字信号处理系统3包括数字信号处理器301和微控制器302。
数字信号处理器301的输入端与雷达接收系统2中的模数转换器206的输出端连接，对数字信号进行数字信号处理，获得携带有待检测人员生命体征信息的数字处理信号；其中，数字信号处理包括信号滤波、快速傅里叶变换(FFT)处理、频率提取和信号检测。
微控制器(MCU)302的输入端与数字信号处理器301的输出端连接，第一输出端与雷达发射系统1中的第一本地振荡器101的输入端连接，第二输出端与雷达接收系统2中的第二本地振荡器204的输入端连接，将数字处理信号传输回雷达发射系统1和雷达接收系统2，并根据数字处理信号实时调控雷达发射系统1和雷达接收系统2。
在本实施例中，雷达设备的核心芯片为TI公司发布的毫米波传感器单芯片IWR6843。
本发明还提供了一种非接触式生命体征监测方法，该非接触式生命体征监测方法是基于上述的一种非接触式生命体征监测装置实现的；如图2所示，该非接触式生命体征监测方法包括以下步骤：
步骤1：雷达发射系统1向待检测人员发射出雷达发射信号；在本实施例中，通过该非接触式生命体征监测装置对人体胸腔微动特征进行监测；其中，雷达发射系统1发射出雷达发射信号还包括以下步骤：
步骤1.1：第一本地振荡器101产生连续波雷达信号；
步骤1.2：将连续波雷达信号传输至功率放大器102进行功率放大，获得放大雷达信号；
步骤1.3：将功率放大器102功率放大后的放大雷达信号传输至发射天线103进行发射，向待检测人员发射出连续的雷达发射信号。
步骤2：雷达发射信号在待检测人员的人体反射后，生成携带有待检测人员生命体征信息的雷达接收信号，并由雷达接收系统2接收，并调解为携带有待检测人员生命体征信息的数字信号。
其中，调解为数字信号还包括以下步骤：
步骤2.1：接收天线201接收获得被待检测人员的人体反射后的携带有待检测人员生命体征信息的雷达接收信号；
步骤2.2：将待检测人员的人体反射后的雷达发射信号传输至低噪声放大器202进行噪声处理，获得噪声处理信号；
步骤2.3：将噪声处理信号传输至混频器203，并与第二本地振荡器204产生的本地振荡信号进行混频处理，获得中频信号；
步骤2.4：将中频信号传输至中频带通滤波器205进行高频过滤，过滤除去所述中频信号中夹带的高频信号，获得过滤后的中频信号；
步骤2.5：将过滤后的中频信号传输至模数转换器206进行模数转换，获得携带有待检测人员生命体征信息的数字信号。
步骤3：将携带有待检测人员生命体征信息的数字信号传输至数字信号处理系统3中的数字信号处理器301进行数字处理，获得携带有待检测人员生命体征信息的数字处理信号。
步骤4：将携带有待检测人员生命体征信息的数字处理信号分为两路，第一路携带有待检测人员生命体征信息的数字处理信号通过微控制器302传输回雷达发射系统1和雷达接收系统2，并根据第一路数字处理信号实时调控雷达发射系统1和雷达接收系统2。
步骤5：将第二路携带有待检测人员生命体征信息的数字处理信号传输至上位机4进行算法处理，提取出待检测人员的生命体征信息，完成生命体征监测。
本发明的工作原理：
雷达发射系统中的第一本地振荡器产生连续波雷达信号；将连续波雷达信号传输至功率放大器进行功率放大，获得放大雷达信号；将功率放大器功率放大后的放大雷达信号传输至发射天线进行发射，向待检测人员发射出连续的雷达发射信号；雷达发射信号在待检测人员的人体反射后，生成雷达接收信号，并由雷达接收系统接收雷达发射信号；将雷达发射信号传输至低噪声放大器进行噪声处理，获得噪声处理信号；将噪声处理信号传输至混频器，并与第二本地振荡器产生的本地振荡信号进行混频处理，获得中频信号；将中频信号传输至中频带通滤波器进行高频过滤，获得过滤后的中频信号；将过滤后的中频信号传输至模数转换器进行模数转换，获得数字信号；将数字信号传输至数字信号处理系统的数字信号处理器进行数字处理，获得数字处理信号；将数字处理信号分为两路，第一路数字处理信号传输回雷达发射系统和雷达接收系统，并根据第一路数字处理信号实时调控雷达发射系统和雷达接收系统；将第二路数字处理信号传输至上位机进行算法处理，提取出待检测人员的生命体征信息，完成生命体征监测。
综上所述，本发明一种非接触式生命体征监测装置及其方法，解决了传统CW雷达和UWB雷达测速和测距分辨率有限的问题，采用同时具有测距和测速能力的FMCW雷达，利用微多普勒特征检测进行心肺功能指标的测量，带宽可达4GHz，极大提高了体征监测的精确度，并且通过天线-射频-数字混压集成技术，实现了硬件的高集成和设备的小型化。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种非接触式生命体征监测装置，其特征在于，包括以下步骤：
雷达发射系统，用于向待检测人员发射出雷达发射信号；
雷达接收系统，第一输入端与所述雷达发射系统的输出端无线连接，用于接收被待检测人员反射后的雷达接收信号，并调解为数字信号；
数字信号处理系统，输入端与所述雷达接收系统的输出端连接，第一输出端与所述雷达发射系统的输入端连接，第二输出端与所述雷达接收系统的第二输入端连接，用于对所述数字信号进行数字处理，获得数字处理信号，并根据所述数字处理信号实时调控所述雷达发射系统和所述雷达接收系统；
上位机，输入端与所述数字信号处理系统的第三输出端连接，对所述数字处理信号进行算法处理，提取出待检测人员的生命体征信息，完成生命体征监测。
2.如权利要求1所述的非接触式生命体征监测装置，其特征在于，所述雷达发射系统包括：
第一本地振荡器，用于产生连续波雷达信号；
功率放大器，输入端与所述第一本地振荡器的输出端连接，对所述连续波雷达信号进行功率放大，获得放大雷达信号；
发射天线，输入端与所述功率放大器的输出端连接，将所述放大雷达信号进行发射，向待检测人员发射出所述雷达发射信号。
3.如权利要求1所述的非接触式生命体征监测装置，其特征在于，所述雷达接收系统包括：
接收天线，输入端与所述雷达发射系统的输出端无线连接，用于接收所述雷达接收信号；
低噪声放大器，输入端与所述接收天线的输出端连接，对所述雷达接收信号进行噪声处理，获得噪声处理信号；
混频器，第一输入端与所述低噪声放大器的输出端连接，第二输入端与一第二本地振荡器连接，将所述噪声处理信号与所述第二本地振荡器产生的本地振荡信号进行混频处理，获得中频信号；
中频带通滤波器，输入端与所述混频器的输出端连接，将所述中频信号进行高频过滤，获得过滤后的中频信号；
模数转换器，输入端与所述中频带通滤波器的输出端连接，输出端与所述数字信号处理系统的输入端连接，将所述过滤后的中频信号进行模数转换，获得数字信号并传输至所述数字信号处理系统。
4.如权利要求3所述的非接触式生命体征监测装置，其特征在于，所述噪声处理包括滤除噪声和信号频率放大。
5.如权利要求1所述的非接触式生命体征监测装置，其特征在于，所述数字信号处理系统包括：
数字信号处理器，输入端与所述雷达接收系统的输出端连接，对所述数字信号进行数字信号处理，获得所述数字处理信号；
微控制器，输入端与所述数字信号处理器的输出端连接，第一输出端与所述雷达发射系统的输入端连接，第二输出端与所述雷达接收系统的第二输入端连接，将所述数字处理信号传输回所述雷达发射系统和所述雷达接收系统，并根据所述数字处理信号实时调控所述雷达发射系统和所述雷达接收系统。
6.如权利要求5所述的非接触式生命体征监测装置，其特征在于，所述数字信号处理包括信号滤波、FFT处理、频率提取和信号检测。
7.如权利要求1所述的非接触式生命体征监测装置，其特征在于，所述生命体征信息为待检测人员的呼吸和心跳信息。
8.本发明还提供了一种非接触式生命体征监测方法，其特征在于，该非接触式生命体征监测方法是基于权利要求1-7项中任意一项所述的非接触式生命体征监测装置实现的，该非接触式生命体征监测方法包括以下步骤：
步骤1：雷达发射系统向待检测人员发射出雷达发射信号；
步骤2：所述雷达发射信号在待检测人员的人体反射后，生成雷达接收信号，并由雷达接收系统接收，并调解为数字信号；
步骤3：将所述数字信号传输至数字信号处理系统的数字信号处理器进行数字处理，获得数字处理信号；
步骤4：将所述数字处理信号分为两路，第一路数字处理信号传输回所述雷达发射系统和所述雷达接收系统，并根据所述第一路数字处理信号实时调控所述雷达发射系统和所述雷达接收系统；
步骤5：将第二路数字处理信号传输至上位机进行算法处理，提取出待检测人员的生命体征信息，完成生命体征监测。
9.如权利要求8所述的非接触式生命体征监测方法，其特征在于，所述雷达发射系统发射出雷达发射信号还包括以下步骤：
步骤1.1：第一本地振荡器产生连续波雷达信号；
步骤1.2：将所述连续波雷达信号传输至功率放大器进行功率放大，获得放大雷达信号；
步骤1.3：将所述放大雷达信号传输至发射天线进行发射，向待检测人员发射出所述雷达发射信号。
10.如权利要求8所述的非接触式生命体征监测方法，其特征在于，调解为所述数字信号还包括以下步骤：
步骤2.1：接收天线接收所述雷达发射信号；
步骤2.2：将所述雷达发射信号传输至低噪声放大器进行噪声处理，获得噪声处理信号；
步骤2.3：将所述噪声处理信号传输至混频器，并与第二本地振荡器产生的本地振荡信号进行混频处理，获得中频信号；
步骤2.4：将所述中频信号传输至中频带通滤波器进行高频过滤，获得过滤后的中频信号；
步骤2.5：将所述过滤后的中频信号传输至模数转换器进行模数转换，获得所述数字信号。
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