[發明專利]一種基于嵌入式架構的多通道高分辨穿墻雷達成像系統

有效

• 申請號: 201910022824.1
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109709545B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 鄭俊浩;王保平;王夏菲;馮景南
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S7/41
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種基于嵌入式架構的多通道高分辨穿墻雷達成像系統，包括射頻前端模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、中央處理模塊、成像模塊和電源模塊，其特征在于：

所述電源模塊分別為射頻前端模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、成像模塊和中央處理模塊供電；射頻前端模塊產生并接收高頻雷達信號作為處理信息源；數據采集模塊接收串口通信數據，即所述處理信息源，并對接收的串口通信數據進行數據幀校驗和內容提取，數據采集模塊將采集后的數據送至數據處理模塊，數據處理模塊對數據采集模塊傳遞的數據信息進行成像算法處理和目標信息融合；成像模塊對數據處理模塊產生的處理數據信息進行成像顯示；中央處理模塊為系統的主控單元，在數據采集模塊和中央處理模塊、數據處理模塊和中央處理模塊間進行數據通信控制；

所述的射頻前端模塊包括發射接收天線、射頻脈沖模塊和回波串口信號輸出模塊，射頻脈沖模塊產生24GHz高頻脈沖，發射接收天線將高頻脈沖向空間進行發射并接收目標物體反射的回波信號，回波串口信號輸出模塊將得到的回波數據處理成用于串口通信的數據幀信號，并發送至數據接收對象中；

所述的中央處理模塊包括STM32-F4內核、EEPROM存儲器、內部FLASH和時鐘模塊，時鐘模塊為STM32-F4內核提供工作信號，EEPROM存儲器用于存儲指令集和底層固件庫函數，內部FLASH用于存儲STM32-F4內核的IO口緩存數據，STM32-F4內核發送啟動信號，利用該啟動信號對射頻前端模塊、數據采集模塊和數據處理模塊進行邏輯控制，進而使射頻前端模塊發射24GHz高頻探測信號，數據采集模塊對串口通信數據進行采集，并將接收的回波信號轉換成TTL電平用于串口通信傳輸，使數據處理模塊對數據采集模塊的采集數據進行數據處理；

所述的數據采集模塊包括串口轉接口模塊和外部FLASH模塊，當數據采集模塊接收到STM32-F4內核發送的啟動信號時，串口轉接口模塊將射頻前端傳遞進來的RS-232信號轉變成數據處理模塊所能識別的電平信息，再將得到的串口數據，即所述電平信息，進行幀校驗并提取數據幀內的有效數據位信息，即剔除一幀數據中的前導碼和尾部校驗碼后所剩中間數據，將得到的校驗后無誤的數據信息傳輸到預先設置的數據存儲區中，該數據存儲區是非易失性內存，即所述外部FLASH模塊，當完成對外部FLASH模塊中的數據存儲操作后，串口轉接口模塊向STM32-F4內核發送響應信號；

所述的數據處理模塊包括Cortex-M4處理核模塊、成像算法處理模塊組、多目標整合處理模塊和SDRAM存儲模塊，當數據處理模塊接收到STM32-F4內核發送的啟動信號時，從預先設置的外部FLASH模塊中讀取多通道預處理數據，對多通道預處理數據通過成像算法處理模塊組進行多通道成像信息處理，獲取到多通道預處理數據對應的多組初始數據；將多組初始數據利用多目標整合處理模塊進行整合，得到處理后的整體目標數據；將整體目標數據存儲至SDRAM存儲模塊中，當完成對SDRAM存儲模塊中的數據存儲操作后，則向STM32-F4內核發送響應信號；

所述的成像模塊包括LTDC控制模塊和LCD-TFT面板，LTDC控制模塊使用剩余SDRAM存儲模塊作為顯存，直接控制LCD-TFT面板用于成像顯示；

所述的電源模塊包括USB電源供電口和220V整流降壓供電口，5V電源與USB電源供電口相連，使5V電壓通過USB供電口，從而在USB供電口輸出端獲得所需的穩定電壓；220V整流降壓供電口通過降壓的方式將220V轉化為穩定的直流5V電源，使5V電壓通過不同耗電模塊，實現穩定的電源供應。