生物雷达是将雷达、电子、生物医学工程以及信号检测与处理等技术综合而成的一种对生命体的呼吸、心跳、体动等信号进行非接触式探测的新兴技术。发展至今,在很多领域有了广泛的应用,比如自然灾害救援、非接触式的医疗监护、心理测试时的隐蔽式监测以及安全防护监测等等。生物雷达发展出了许多的体制,包括超宽带生物雷达,连续波生物雷达等等。目前的单通道生物雷达系统存在着一些不足,例如探测区域有限,往往一个生物雷达只能覆盖指定区域,探测效率受限;生物雷达间数据不相关互通,多个生物雷达若同时工作无法统一处理结果;探测准确性有待提高,若探测失效无法有效纠错;而常见的多通道生物雷达收发分离,探测策略受到限制。为了改善以上这些不足,本文设计实现了一种无线分布式生物雷达系统,提高探测范围和准确性并提升便携性,改善探测效果。本文主要工作及创新点主要由以下几点组成:一、分析现有生物雷达探测技术的不足,研究了分布式生物雷达系统的设计需求,并结合传感器网络技术对无线分布式生物雷达系统进行了整体结构设计以及网络设计。该系统由终端节点、锚节点、以及上位机组成,系统具有良好的网络通信性能、实时处理性能以及优秀的扩展性能。二、根据系统整体设计,对该系统的终端节点进行了设计实现。终端节点由生物雷达传感器、控制模块、无线网络模块以及电源组成。采用课题组研制的JC123-5.0UA2连续波生物雷达传感器作为生物雷达前端,轴向探测距离10米,水平方位角±40°,配合采用Zigbee技术的无线通信模块极大的扩大了系统探测范围。最终实现的终端节点工作性能良好,体积小巧,仅有104mm×48mm×45mm,满足系统需求。三、在.Net环境下设计了系统上位机控制软件,上位机控制软件主要分为数据通信层、数据处理层、数据分析层以及用户界面显示层。该软件采用了同步上下文传输协议解决了显示线程与其他线程间的冲突,采用面向对象的编程思想将各个终端节点实例化为独立个体,提升了系统的可扩展性,并分别采用了频域累计和可变长度快速傅里叶变换两种频域分析方法实时提取显示的人体呼吸频率,整体上位机软件界面直观,功能实现良好。四、基于该分布式生物雷达系统,对系统性能进行了测试,并进行了无线网络节点定位研究。根据分布式生物雷达系统的特点,针对多生物雷达探测在实际探测中的使用情况,进行了同频干扰实验、人体姿势朝向对呼吸信号探测影响的实验以及单生物雷达探测与多生物雷达探测的对比实验。研究了多生物雷达对同一区域同时重叠探测策略下的数据融合技术。实验结果表明,在本文设计实验条件下,分布式生物雷达系统探测呼吸信号时平均探测误差分别为3.02次/分钟、4.54次/分钟、4.99次/分钟以及2.56次/分钟,均小于单生物雷达探测时的平均误差6.64次/分钟,经过数据融合后探测误差降低为2.96次/分钟。综上所述,本文设计实现的分布式生物雷达系统探测效果较好,结构简单,体积轻巧,具有较好的便携性和扩展性,用户使用方便,软件界面直观,并能实时的显示信号波形以及探测结果,表现出了良好的系统性能。