The invention provides a wireless field detection method, device and breathing breathing detector, extracting channel state information CSI from the existing 802.11WiFi wireless signal, and use it to get a slight change in breathing during sleep caused by the wireless signal, so as to achieve the tracking detection of human respiratory situation. The present invention, the data extraction step calibration steps and respiratory rate detection step by CSI, using 802.11a/g/n WiFi network and the existing mobile terminal, wearable sensors do not need professional, in addition to custom wireless field breath tester, can also be used as a software is installed to the user's mobile terminal, also can go to the current can be upgraded to achieve wearable devices. Therefore, it can be extended to the family environment in a large scale. It is an applied product that can be used to monitor the health of human beings for a long time. It has a strong application and commercial value.
【技术实现步骤摘要】
一种无线场强呼吸检测方法、装置及呼吸检测仪
本专利技术涉及呼吸检测
,尤其涉及一种无线场强呼吸检测方法、装置及呼吸检测仪。
技术介绍
人体呼吸状况能够指明人的基本身体机能状态,是评估人身体健康的重要手段,能够确定各种潜在身体健康问题。例如,人在睡眠时候的呼吸频率将能够明确帮助对于呼吸骤停和哮喘等疾病的诊断和治疗。现有技术中用于检测呼吸频率的方案可分为四组:基于专业的传感器,智能手机配套可穿戴传感器,非触摸式传感器和基于射频信号的方法。1、基于专业的传感器的方法,以多导睡眠扫描技术为例,是通过让病人穿戴多个传感器来感知病人的呼吸频率。该方法系统费用高昂而且只限制于医院和门诊场所使用。2、基于智能手机配套可穿戴传感器的方法,则利用智能手机内置加速器和麦克风、或者结合智能手机和可佩戴传感器(如智能手环)来实现家用睡眠侦测的功能。该方法只提供了粗略的侦测数据,如检测人的活动动作、打鼾以及一些常规的睡眠事件,而不能够检测到呼吸速率这样高精细的人体呼吸状况。3、基于非触摸式传感器的方法,是在床褥上安装传感器,或安装用来捕捉胸腔变动的摄像头从而来检测呼吸速率。该方法所用的设备都需要专业的安装。4、基于射频信号的方法,则利用多普勒雷达、超宽带技术、频率调制连续波雷达(FMCW)或者接收信号强度来检测呼吸速率。利用多普勒雷达、超宽带技术、FMCW的方案都需要依赖FMCW雷达或者多普勒雷达这样的特殊硬件,这导致了系统费用昂贵,复杂度高,所以大规模部署使用是不切实际的。而通过无线传感器节点中提取出的接收信号强度(RSS)的测量值来检测呼吸速率,则需要额外的无线网络基础设施 ...
【技术保护点】
一种无线场强呼吸检测方法,其特征在于,所述方法包括:CSI获取步骤:将接收到无线局域网信号的每个子载波上的CSI估计出来;对第n个无线局域网信号上测得的所有子载波的CSI进行如下平均操作:
【技术特征摘要】
1.一种无线场强呼吸检测方法,其特征在于,所述方法包括:CSI获取步骤:将接收到无线局域网信号的每个子载波上的CSI估计出来;对第n个无线局域网信号上测得的所有子载波的CSI进行如下平均操作:其中,Hn,k表示从第n个无线局域网信号中提取的关于第k个子载波的频域CSI,NST是无线局域网信号使用的子载波数目,pn为第n个时刻的信道强度值;将所求得的信道强度值,按时间先后顺序放在一个长度为N的向量中,p=[pn-N+1,pn-N+2,…,pn]T,N为每次的处理长度;数据校准步骤:利用Hample滤波器滤除CSI数据异常值:y=Hample(t,p,DX,Threshold)其中,函数Hample(·)是Hample滤波器,长度为N的向量y是Hample滤波器处理后的数据,t、DX、Threshold是Hample滤波器的参数;再利用滑动平均滤波器来过滤掉不可能是呼吸速率信号的高频干扰信号,最后得到校准后CSI数据x,x是长度为N的向量;以及呼吸速率检测步骤:通过FFT换将校准后CSI数据x变换到频域X=FFT(x),找出具有最大频谱密度所对应的频率上式中Xi为向量X的第i个分量,也就是频谱密度在第i个频率上的系数;最终,呼吸频率的估计由下式给出:其中,T是无线局域网信号发送的时间周期。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述无线局域网信号是接入点周期性广播的Beacon信号。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:利用滑动平均滤波器来过滤掉不可能是呼吸速率信号的高频干扰信号后,再进行如下的去本地直流操作。令ri为向量r中的第i个数据,i=n-N+1,n-N+2…,n,向量r是滑动平均滤波器的输出,去本地直流操作表达为其中W为去本地直流观察窗大小,xi是去直流后的第i个数据,将xi按顺序写入长度为N向量中x=[xn-N+1,xn-N+2,…,xn]T,x是校准完毕后的CSI数据。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述N的取值为512~1024。5.一种无线场强呼吸检测装置,其特征在于,所述装置包括:CSI获取单元,用于将接收到无线局域网信号的每个子载波上的CSI估计出来;对第n个无线局域网信号上测得的所有子载波的CSI进行如下平均操作:其中,Hn,k表示从第n个无线局域网信号中提取的关于第k个子载波的频域CSI,NST是无线局域网信号使用的子载波数目,pn为第n个时刻的信道强度值;将所求得的信道强度值,按时...
【专利技术属性】
技术研发人员:王滔滔,张立豪,张胜利,
申请(专利权)人:深圳大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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