本项目致力于开发一款基于毫米波雷达的无接触智慧医疗监测系统，旨在提供精准、高效、用户友好的医疗解决方案。该监测装置采用了毫米波雷达的技术，具有高精度、高分辨率和远距离探测的特点，能够实时感知房间内人体的位置、动作和呼吸等信息。系统采用先进的 R60ABD1 毫米波雷达模块，能敏感捕捉人体微小运动变化，实现对患者呼吸和心跳的精确无接触监测。这种无接触式监测提升了患者舒适度，减少传统监测设备佩戴引起的心理压力和交叉感染风险。

系统核心部件为瑞萨 RA4M2 开发板，负责处理雷达模块收集的数据，确保监测结果的准确性和实时性。通过内置 WiFi 功能，系统利用 MQTT 协议将关键生理指标数据实时上传至阿里云平台。借助阿里云的数据处理能力，系统对收集的数据进行分析和可视化处理，提供直观、易于理解的健康信息展示界面。系统的医疗物联网技术保证了高精度监测服务，实现了远程医疗服务功能，使医疗团队可实时获取患者健康数据，及时进行诊断和监护。

2、项目属性

原创项目，曾获多项省国级奖项，首次公开

3、开源协议

BCD License

https://opensource.org/licenses/BSD-2-Clause

4、硬件部分

硬件设计以瑞萨 RA4M2 开发板为主控核心，深度适配文档中 R60ABD1 毫米波雷达的信号特性与检测需求，延续 “非接触、低干扰、高精度” 设计目标，构建 “雷达信号采集 - 调理 - 处理 - 传输” 完整硬件链路。

在核心模块协同上，毫米波雷达单元仍采用文档中的 R60ABD1 生物雷达，通过其射频天线发射电磁波，接收人体胸腔 / 心脏微动反射的回波信号，雷达内置 MCU 初步处理后，通过 GPIO 接口与瑞萨 RA4M2 开发板通信，实现目标回波原始数据的稳定传输。信号调理电路严格遵循文档设计逻辑：基带信号先经低噪声运算放大器 LMV772 进行直流偏移校正与放大（两级放大共 100 倍，三级调节幅度），再通过 0.1Hz~10Hz 带通滤波（高通滤除基线漂移、低通滤除高频噪声），确保呼吸心跳微弱信号满足后续采样需求；同时保留文档中的双 T 陷波电路，精准滤除 50Hz 工频干扰，避免噪声影响 RA4M2 的信号采集精度。

在主控与外设适配方面，瑞萨 RA4M2 开发板凭借其高速多通道 ADC（支持最高 12 位采样精度、多通道并行采集），直接采集调理后的雷达信号，或通过 SPI 总线控制文档中选用的 ADS8684 16 位 ADC，实现高精度模数转换；数模转换仍采用 DAC8830，由 RA4M2 控制其输出电压以调节雷达载波频带。电源模块沿用文档中的 LM2596-5.0/3.3 降压芯片，提供 5V、3.3V 稳定电压，分别满足 R60ABD1 雷达与 RA4M2 开发板的供电需求，电源纹波控制在 100mV 以内，契合文档中 “低纹波保障信号稳定” 的设计要求。抗干扰设计上，参考文档 PCB 布局规范，严格区分 RA4M2 的模拟地与数字地，通过磁珠单点连接，电路外围增设屏蔽层，电源端配置 100nF 去耦电容，减少数字信号对雷达模拟信号的干扰，确保静态 / 动态场景下的检测稳定性。

5、软件部分

软件以瑞萨 RA4M2 开发板为控制中枢，基于瑞萨灵活软件包构建，深度融合文档中的呼吸心跳信号提取算法与数据处理逻辑，实现 “信号采集 - 杂波抑制 - 特征提取 - 数据交互” 全流程自动化。

在软件架构上，采用 “硬件抽象层 - 驱动层 - 应用层” 三级设计。硬件抽象层基于 FSP 完成 RA4M2 外设初始化：配置 ADC（采样率 2000Hz，匹配雷达信号带宽）、SPI（控制 ADS8684/DAC8830）、UART（对接蓝牙模块）、定时器（定时采集触发）等；驱动层开发专用功能函数，包括 R60ABD1 雷达数据读取、ADS8684 高精度采样、DAC8830 载波控制、数字滤波（IIR/FIR）等，适配 RA4M2 的 CPU 指令集以提升运行效率；应用层基于 FreeRTOS 创建多优先级任务，涵盖 “雷达数据采集”“信号预处理”“呼吸心跳提取”“蓝牙数据回传”“OLED 显示” 五大核心任务，通过信号量与消息队列实现任务同步，保障 RA4M2 在多任务场景下的实时响应（如 200ms 滑动窗口处理信号）。

在信号处理核心环节，严格遵循文档算法逻辑：首先通过静态杂波去除消除环境反射干扰，再用 LTS 算法抑制线性趋势；随后采用五阶巴特沃斯带通滤波（0.1037Hz~0.0222Hz 截止频率，滤除非静态杂波，结合平滑滤波器优化信噪比；在呼吸心跳提取阶段，通过谱估计方法（文档中的 CZT 算法为主、FFT 为辅）处理信号：对慢时间域信号做傅里叶变换，利用贝塞尔函数求解呼吸频率，通过心率准确度与均方根误差评估精度；同时加入 “运动占据片段消除算法”，将信号分为 20 个 1 秒数据片段，超门限时丢弃或缩放，降低体动对心跳检测的影响。

在数据交互与稳定性设计上，延续文档中的蓝牙无线传输方案：RA4M2 通过 UART 控制 HM09 蓝牙模块（配置为从模式，波特率 9600），采用文档自定义帧格式（帧头 + 数据段 + 校验位 + 帧尾）传输呼吸心跳数据，异或校验保障完整性；人机交互端驱动 OLED 显示实时波形与数值（呼吸频率 0.2~0.4Hz、心率 60~100BPM），响应按键实现 “开始 / 暂停采集”“参数查看” 功能。异常处理上，启用 RA4M2 的看门狗定时器监测程序运行，ADC 采集环节加入自校准功能抵消温度漂移，通过 FSP 的错误处理机制捕获外设异常，确保系统在家庭、医疗监护等场景下稳定运行，匹配文档中 “长时间无创监测” 的应用需求。