2.毫米波雷达心率呼吸实时处理实例（二）_C/C++

摘要：本文主要补充上一篇博客1.毫米波雷达心率、呼吸原理实现（一）实例，由于平时较忙，没来得及更新。本项目实时处理主要用到两个工具：1.ccs开发平台；2.matlab 2020版本以上（本人使用的2021b）。项目基本思路：通过ccs平台控制awr1843获取串口实时数据，然后使用matlab的appdesign功能设计上位机处理实时获得的串口数据。值得注意的是，在ti的工具箱中有awr1642运行的生命体征demo，可以在不做任何修改的情况下烧录到awr1843中运行。

一、ccs串口数据获取

ccs项目创建

打开ccs软件，点击菜单栏中的file，点击new，点击ccs project，出现如下界面：

target中选择mmwavesensor，这里博主用的是awr1843型号的毫米波雷达，所以选择awr1843，也可以根据自己的雷达型号进行选择。project name可以自己命名，我这里命名为adcdata_mss，project templates and examples中选择sys/bios下的titarget examples下的typical，如下图:

上面的设置对cortex r[arm]中设置的，同时在c67xx[c6000]进行相同的设置，只是工程名称不一样为adcdata_dss,如下图：

点击next，此时在cortex r[arm]下面有错误，这是因为没有对platform进行设置。需要对platform进行设置

在cortex r[arm]中的platform设置为ti.platforms.cortexr:awr18xx:false:200，c67xx[c6000]中的platform设置为ti.platforms.c6x:awr18xx:false:600,分别如下图：

点击finish后，完成新建工程这时在project explorer中会有adcdata_mss和adcdata_dss两个工程。值得说明的是其中前者是用于awr1843中awm核控制芯片，后者用于dsp数据处理。再本demo中只用到一个工程即可，数据处理部分我将内嵌上位机中完成。如下图：

2.项目环境搭建

在上一步骤中完成项目创建之后，接下来将是项目环境搭建。再次强调，本demo使用串口数据以达到实时处理的效果。首先从mmwave_sdk_version\packages\ti\platform\xwr18xx目录下复制r4f_linker.cmd文件到工程目录adcdata_mss目录下。同时还需要再创建一个cmd文件，在这里，我命名为mss_adcdata_linker.cmd,如下图所示：

此时mss_adcdata_linker.cmd中的内容为：


/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* linker settings                                                            */
--retain="*(.intvecs)"

/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* section configuration                                                      */
sections
{
    systemheap : {}  > data_ram
}
/*----------------------------------------------------------------------------*/

同时，要在adcdata_mss工程中的properties(属性)中的general设置linker command file设置为mss_adcdata_linker.cmd,点击apply and close。

接下来在adcdata_mss工程中创建一个app.cfg配置文件（如果已经存在该文件就不用再创建），并将其命名为mss_adcdata.cfg(也可以根据自己随意命名)。并将其内容修改为如下：


/*
 *  copyright 2016 by texas instruments incorporated.
 *
 *  all rights reserved. property of texas instruments incorporated.
 *  restricted rights to use, duplicate or disclose this code are
 *  granted through contract.
 *
 */
environment['xdc.cfg.check.fatal'] = 'false';

/********************************************************************
 ************************** bios modules ****************************
 ********************************************************************/
var memory    = xdc.usemodule('xdc.runtime.memory');
var bios      = xdc.usemodule('ti.sysbios.bios');
var heapmem   = xdc.usemodule('ti.sysbios.heaps.heapmem');
var heapbuf   = xdc.usemodule('ti.sysbios.heaps.heapbuf');
var task      = xdc.usemodule('ti.sysbios.knl.task');
var idle      = xdc.usemodule('ti.sysbios.knl.idle');
var sem       = xdc.usemodule('ti.sysbios.knl.semaphore');
var event     = xdc.usemodule('ti.sysbios.knl.event');
var hwi       = xdc.usemodule('ti.sysbios.family.arm.v7r.vim.hwi');
var system    = xdc.usemodule('xdc.runtime.system');
var sysstd    = xdc.usemodule('xdc.runtime.sysstd');
var clock     = xdc.usemodule('ti.sysbios.knl.clock');
system.supportproxy = sysstd;

/* fiq stack usage: */
hwi.fiqstacksize                = 2048;
hwi.fiqstacksection            = ".myfiqstack"
program.sectmap[".myfiqstack"] = "data_ram";

/* default heap creation: local l2 memory */
var heapmemparams           = new heapmem.params();
heapmemparams.size          = 32*1024;
heapmemparams.sectionname   = "systemheap";
program.global.heap0        = heapmem.create(heapmemparams);
memory.defaultheapinstance  = program.global.heap0;

/* enable bios task scheduler */
bios.taskenabled            = true;

program.sectmap[".vecs"]    = "vectors";

/* make sure libraries are built with 32-bit enum types to be compatible with dsp enum types*/
bios.includexdcruntime  = true; 
bios.libtype            = bios.libtype_custom;
bios.customccopts      += " --enum_type=int ";

修改完成后，编译工程会出现如下图所示的错误信息，如下图：

提示的是用到的符号没有定义，对properties(属性)中的build中的arm linker中的advanced options中的command filepreproces中添加预先定义添加如下内容:


mmwave_l3ram_num_bank=6
mmwave_shmem_bank_size=0x20000
mmwave_shmem_tcma_num_bank=0
mmwave_shmem_tcmb_num_bank=0

如下图所示：

点击apply and colse,再次进行编译，仍然会有一个警告，如下图：

接下来，需要修改两处地方就可以消除警告了。

1.对properties(属性)中的build中的xdctools中的advanced

options中的additional complier options(-compileoptions)中修改为"-enum_type=int", 如下图

2.对propeties(属性)中的build中的arm compiler中的advanced options中的runtime model

options中的desinate enum type(-enum_type)选为int,如下图

做完以上两步，再次进行编译，就不会有警告了，如下图所示：

接着就是sdk的导入，为后续程序编写做准备。

基本的环境配置好后，接下来要导入mmwave_sdk的路径，在properties(属性)中的build中的arm compiler中的include options中导入mmwave_sdk的路径，导入后如下图:

此外，还需要在properties(属性)中的build中的arm compiler中的predefined symbols中增加subsys_mss和soc_xwr18xx,如下图

3.接下来要对properties(属性)中的build中的arm linker中的file search path中的include library file or command file as input(-library,-l)和add<dir>to library search path(-search_path,-i)添加相应的内容:

include library file or command file as input(-library,-l)添加的内容如下：

add<dir>to library search path(-search_path,-i)添加的内容如下：

注意：上述添加内容皆为mmwave_sdk中库的路径地址。添加后的效果图为：

最后就是文件后缀的修改。对properties(属性)中的build中的arm linker中的basic options中的specify output file name(-output file,-o)中的文件后缀名修改为"xer4f",如下图

3.程序结构分析

adcdata_mss项目程序基本流程图如下图所示：

接下来就是对上述程序结构进行简要描述

main函数：

首先，程序进入main函数，进行soc驱动初始化，创建initdriver_task线程来初始化所需要的一些驱动程序，最后调用bios_start。

initdriver task函数：

首先，进行pin引脚复用，接下来对串口、gpio、邮箱等驱动进行初始化，初始化串口参数以及打开串口，调用initadcbufdriver函数初始化驱动程序，注册frame、 chirp开始的监听函数，mmwave初始化、同步，创建uartsendsemhandle信号量，该信号显用于协调串口发送数据的线程，创建adcdata mss_msswavectritask线程，该线程调用mmwave_execute()函数，创建adcdata_mss_uartsendtask(线程，该线程用于发送原始数据，调用adcdata_mss_start函数，该函数用于配置雷达发射信号参数以及启动雷达。

initadcbufdriver函数：

该函数用于初始化adcbuf中的一些配置，对adcbuf进行初始化、参数配置以及打开adcbuf,调用adcdata_adcbufconfig函数。

adcdata_adcbufconfig函数：

配置adcbuf存储数据的格式以及接收到数据的存储位置。

adcdatamss_msswavectritask函数：

调用mmwave_execute函数。

adcdata_mss_uartsendtask函数：

该函数用于将雷达采集到的原始数据发送到上位机。

adcdata_mss_start函数：

该函数用于配置雷达发射信号的参数以及启动雷达。

该项目文件放已经在文章末尾。

小结：在上面的部分中，我们初步通过ccs平台控制awr1843雷达获得原始的未经过处理的串口数据，接下来下一部分内容中我将通过matlab编写一个上位机来处理从串口传回来的原始数据（另外，在awr1843中有内置的dsp芯片进行数据处理，可以直接输出处理结果，但是由于工程量以及时间问题，博主就不做这部分内容了，读者可以自行完成或者可以看ti给出的1642demo，这个demo可以直接在1843里运行）。

二、上位机数据处理

1.简介

这部分内容将是我使用matlab的appdesigner制作的上位机软件,关于该上位机的制作的详细过程，由于篇幅问题在这里就不详细讲解了。上位机的界面如下图所示：

2.软件使用指南

首先连接pc与awr1843设备并通电，使用awr1843的debug模式与ccs平台进行调试，并加载在上文中项目编译后产生的.xer4f文件并运行，这时候可以通过串口助手检测是否有数据传回到pc端。我相信大家都知道ti毫米波雷达ccs的debug模式，如果实在不知道如何操作可以去顺便看看ti的开源demo，上面有详细的指导步骤。如下图：