Radar system based on Frequency-Modulated Continuous Wave transmission

Abstract

The appearance of the first wireless sensors attracted the idea of using this technology to detect and monitor human vital signs. With this, lots of non-medical applications became possible, like detecting trapped victims in earthquakes or landslides. The main problem is that this systems used to be very expensive. However, the use of an FM-CW radar reduces the complexity and cost of the system. In this thesis, a low-cost and low power consuming system to detect breathing is presented. The system is composed by: a Raspberry Pi, a LCD with keypad, a Digital-to-Analog Con- verter and the radar TRX_024_06, that can transmit FM-CW signals. All this components are described, as well as the software used to manage the system. In the last part of the thesis, test setup and measurements are described. Finally, the results are presented, showing that the radar can determine if there is someone breathing and estimate the frequency.

La aparición de los primeros sensores inalámbricos atrajo la idea de utilizar esta tecnología para detectar i monitorizar las constantes vitales humanas. Con esto, muchas aplicaciones no médicas pasaron a ser posibles, como por ejemplo la detección de víctimas atrapadas en catástrofes naturales, como terremotos o aludes. El problema principal es que estos sistemas acostumbraban a ser muy caros. En cambio, el uso de radares FM-CW reduce la complejidad y el coste del sistema. En esta tesis se presenta un sistema de bajo coste y bajo consumo para detectar respiración. Este sistema esta compuesto por: una Raspberry Pi, una pantalla LCD con teclado, un conversor digital a analógico, i el radar TRX_024_06, que transmite señales FM-CW. Todos estos componentes se describen, así como el software necesario utilizado para controlar el sistema. En la ultima parte de la tesis, se describe el setup i las medidas. Finalmente, se presentan los resultados, que muestran que el radar puede determinar si alguien esta respirando y estimar la frecuencia.

La aparició dels primers sensors sense fils va atreure l?idea d?utilitzar aquesta tecnologia per detectar i monitoritzar les constants vitals humanes. Amb això, moltes aplicacions no mèdiques van esdevenir possibles, com per exemple la detecció de víctimes atrapades en catàstrofes naturals, com terratrèmols o esllavissades. El problema principal és que aquests sistemes acostumaven a ser molt cars. En canvi, l?ús de radars FM-CW redueix la complexitat el cost del sistema. En aquesta tesis es presenta un sistema de baix cost i baix consum per detectar respiració. Aquest sistema està composat per: una Raspberry Pi, una pantalla LCD amb teclat, un convertidor digital a analògic, i el radar TRX_024_06, que transmet senyals FM-CW. Tots aquests components es descriuen, així com el programari utilitzat per controlar el sistema. En la ultima part de la tesis, es descriuen el setup i les mesures. Finalment, es presenten els resultats, que mostren que el radar pot determinar si algú està respirant i estimar la freqüència.