3.3 mmWave 生命体征实验

在本实验视频中，我们将向您展示 一个有关如何使用Code Composer Studio 在毫米波传感器EVM 平台上下载、 生成和运行生命体征测量示例代码的示例。 该代码将测量一个坐在毫米波 传感器前的人的胸部位移，并且 估算其呼吸频率和心率。 在进行简要概述之后，我们将介绍下载和生成 随该实验提供的源代码的软件和 硬件必要条件，然后介绍如何将程序刷写 和下载到器件上以及 运行图形用户界面获取测量 结果。 该实验练习演示TI 毫米波传感器 测量因呼吸和心跳而产生的 胸部位移的功能。 通常而言，对于成年人， 因呼吸而产生的胸部位移为几毫米。 而因心跳产生的位移大约为 几百微米。 为了测量这些微小的位移， 我们使用位于目标距离单元的 FMCW 信号的相位， 并在一段时间内跟踪该相位。 这是该实验的物理设置和 GUI 的简要概述。 需要让一个人静止不动地 坐在毫米波传感器 EVM 的 前方并使传感器指向其胸部。 TI 毫米波传感器将测量该人的胸部 位移。 器件上的板载可编程处理 内核用于从这些胸部 位移中筛选出呼吸和心跳 图形，并估算呼吸频率和心率。 胸部位移、呼吸和心跳 波形以及呼吸频率 和心率都显示在实验 GUI 中。 请确保您的计算机具有 生成和运行该实验所需的 软件包。 请下载最新的毫米波 SDK 软件包和 SDK 发行说明中提到的 所有相关附属项。 可以从 TI Resource Explorer下载 Vital Signs Lab CCS 项目。 您还需要 UniFlash，以便将固件映像 刷写到器件中。 此外，请确保您具有MATLAB 运行时版本 9.1， 以运行 GUI。 该示例代码在AWR14xx EVM 上运行。 尽管不要求必须在传感器前方 放置一个镜头，但这样做可以 将雷达波导向测试对象的 胸部。 现在，我们将逐步完成下载、生成和 运行 Vital Signs Lab 项目所需执行的过程。 假设您已经在 PC 上安装了 TI 毫米波 SDK 和所有相关的工具。 如果尚未安装，请按照包含版本号的毫米波 SDK 发行说明的指示进行操作并访问所需 工具的下载链接。 CCS Resource Explorer 中的“mmWave Training”下提供了 所有毫米波实验项目。 要下载 Vital Signs Lab，请启动 CCS，选择“View”， 然后单击“ResourceExplorer”将其打开。 在“Resource Explorer”窗口中，依次选择“Software”、 “mmWave Training”和“Labs”。 在 Resource Explorer 的左侧视图中选择 “Vital Signs Lab”。 右侧视图将显示实验的内容，其中包含 “CCS Project”和 PC GUI。 单击右上角的“Download and install” 按钮，然后从下拉菜单中选择“Make Available Offline” 选项。 然后会开始将实验下载到您的 PC 上。 该项目将下载到 C:\ti\mmwave_training 中。 单击“CCS Project”。 右侧视图中应显示 “Import to IDE”按钮。 单击该按钮，将会在用户工作区中复制 该项目，并将其导入到CCS Project Explorer 中。 该项目现在应显示在 CCS Project Explorer 中。 此时，我们已成功下载 Vital Signs Lab并将其导入到 CCS 中。 现在，我们准备转到下一步， 即生成该项目。 在 Project Explorer 中选择 Vital Signs Lab 项目， 打开“Project”菜单并选择“Build Project”。 请查看控制台窗口。 如果该步骤已成功完成，那么应在 Project Debug 目录中生成两个分别具有 .bin 和 .xer4f 扩展名的文件。 如果该生成出现错误，那么请确保 正确安装了毫米波 SDK 发行说明中提到的所有先决软件。 我们现在已成功生成该项目， 现在准备向 EVM 中刷写生成的映像 二进制文件。 能够以两种不同的模式在 EVM 上运行 编译的代码。 在部署模式下，可以将具有 .bin 扩展名的二进制映像刷写到 EVM 串行闪存中。 在该模式下，从闪存自动引导 EVM 和加电， 并开始运行二进制映像。 不过，在本演示中，我们将介绍第二种 方法，在该方法中我们将使用CCS 下载并运行具有 .xer4f 扩展名的可执行文件。 我们需要在 EVM 上刷写小型 CCS 调试固件， 以允许 EVM连接到 CCS。 首先，为 EVM 加电并通过micro USB 电缆将其连接到 您的 PC。 现在，打开 Windows 设备管理器，进入 COM 端口显示界面。 记下这些端口的编号，因为稍后 将使用它们刷写并运行该实验。 通过在 SOP0 和 SOP2 上连接跳线将 EVM 置于 刷写模式。 打开 UniFlash 工具。 在“New Configuration”部分，找到 并选择相应的器件。 然后单击“Start”继续。 在“Program”选项卡中，浏览并找到 RadarSS 和 MSS 映像。 这些映像应在毫米波 SDK 安装目录中提供，其位置如幻灯片中所示。 在“Settings & Utilities”选项卡中，使用 先前从 Windows 设备管理器中记下的 应用程序 UARTCOM 端口号填写 COM 端口。 现在，返回到“Program”选项卡。 对 EVM 进行循环通电并单击“Load Images”。 当刷写过程完成后，UniFlash 控制台应指示成功。 刷写过程成功完成后，将板 断电并仅从SOP2 上拆下跳线。 现在，我们将转到下一步，即将 EVM 连接到 CCS 并运行该实验。 要将雷达 EVM连接到 CCS， 我们需要创建一个目标配置。 为此，请依次转到“File”和“New”，然后单击 “New Target Configuration”。 为目标配置文件指定一个合适的 名称，然后选中“Use shared location” 复选框并按“Finish”。 在“ConfigurationEditor”窗口中， 为“Connection”选择“Texas InstrumentsXDS110 USB Debug Probe”。 在“Board or Device”文本框中键入“IWR”，然后选中 IWR1443 器件。 然后按“Save”按钮保存目标配置。 要打开“TargetConfiguration”窗口， 请依次转到“View”和“Target Configurations”。 您可以在“User Defined” 配置下查看您的目标配置。 右键单击该配置并选择 “Launch Selected Configuration”，这应该会在“Debug”窗口中 启动目标配置。 选择“Texas InstrumentsXDS110 USB Debug Probe”， 然后按“ConnectTarget”按钮。 连接目标后，在工具栏中 单击“Load Program”按钮。 在“Load Program”对话框中，按“Browse project”按钮， 然后选择您在生成过程中 生成的可执行文件。 现在，在“Load Program”对话框中按“OK” 加载该可执行文件。 加载该可执行文件后，按“Run”按钮。 程序应开始执行 并在控制台上生成消息。 您应该看到序列化操作消息，消息指示 程序已就绪，正在等待 传感器配置。 使用 MATLAB GUI发送该配置。 现在，我们已准备好执行实验 GUI。 这在实验 GUI目录下提供， 位于 Vital Signs Lab 下。 打开 GUI 可执行文件。 GUI 窗口打开后，按“Settings”按钮， 这将打开一个对话框。 在该对话框中，将用户 UART 和 数据端口号更新为对应于您的本地计算机的值。 “ConfigurationlinebreakFile name”文本框将使用 GUI 目录中提供的默认配置文件 名称进行自动填充。 按“Start”加载配置。 此外，确保在加载配置文件时 选中“Load ConfigFile”复选框。 此时，您应该在由 GUI 打开的 CLI 命令行窗口中看到正在发送传感器配置。 现在，我们已准备好使用该 GUI 进行一些测量。 让测试对象舒适地坐在 传感器前方的椅子上，传感器 指向其胸部。 因为我们要测试非常微小的胸部振动， 所以需要测试对象保持静止不动，以实现 精确的测量。 确保选中“Plot RangeProfile”复选框，可以 在“Range Profile”图中看到 对应于测试对象的峰值。 看到峰值后，按“Refresh”按钮。 现在，应该可以在“Breathing Waveform”图中 清楚地看到因呼吸而产生的胸部位移。 在看到一些胸部位移之后， 让测试对象屏住呼吸。 呼吸频率应该变为零并变为红色。 “Breathing Waveform”图应该差不多 保持恒定。 心率波形应仍然可见。 如果该波形不可见，则说明测试对象 未与雷达正确对齐，或者在雷达的 视场内有其他正在移动的物体 产生了干扰。 请注意，您需要等待 20 到 30 秒， 以便接收到足够的数据帧以准确估算 生命体征。 ti.com 上提供了许多在线资源， 其中包含有关 TI毫米波传感器的 信息。 请访问这些链接，以了解有关这些器件的更多信息。 236