【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及呼吸检测方法,尤其涉及一种利用射频信号检测人体呼吸的方法。
技术介绍
呼吸是人体重要生命体征,直接反应人体健康状态。呼吸检测对于许多疾病的早期诊断、治疗非常关键。呼吸检测方法大致分为两类:接触式和非接触式。最传统的方法是接触式,例如医用的胸阻抗扫描器等穿戴设备,但是面临价格高昂、有侵扰性、且必须随时贴身携带等困难,难以用于长期呼吸检测;目前基于射频信号的非接触式呼吸检测受到人们的关注,相比于接触式检测,它无需人体携带或贴靠任何设备,且射频信号(如WiFi)已经广泛存在,具有非侵扰性、方便、低成本的优点,尤其适合长期的呼吸检测。在非接触式呼吸检测技术方面,文献[1]-[4]记载了基于WiFi射频信号检测呼吸的可行性研究,并设计检测方法和实现了相应的检测系统。但是,现有这些基于WiFi射频信号的呼吸检测方法存在的共性问题是:只能检测到人体处于某些特定位置时的呼吸;也就是,对处于不同位置的人体呼吸进行检测,有的能够检测到,有的却检测不到。现有检测方法也无法识别出检测盲区,无法解决针对人体处于不同位置情况下如何实现最佳的呼吸检测的问题。引用文献:[1]Jian Liu,Yan Wang,Yingying Chen,Jie Yang,Xu Chen,and Jerry Cheng.2015.Tracking Vital Signs During Sleep Leveraging Off-the-shelf WiFi.In Proceedings of the 16th ACM International Symposium on Mobile Ad ...
【技术保护点】
一种呼吸检测的方法,包括如下步骤:A)放置无线射频信号收发设备,包括发射设备P1和接收设备P2,所述发射设备P1装有至少一根发射天线;所述接收设备P2装有至少一根接收天线;所述无线射频信号的波长设为λ;所述发射天线和接收天线是垂直极化的全向天线;B)以所述收发设备P1和P2为椭圆焦点,以P1和P2为焦点的一簇同心椭圆构成多层菲涅耳区的边界,每两层相邻的菲涅耳区的边界所围成的椭圆环为一层菲涅耳区,由此得到所述收发设备P1和P2所确定的菲涅耳区的空间布局;所述菲涅耳区的空间布局包括多层菲涅耳区;C)根据P1和P2位置所确定的菲涅耳区的空间布局,标定每一层菲涅耳区的中间区域附近为呼吸可被检测的区域;标定每一层菲涅耳区的边界附近为呼吸难以被检测的区域;D)当人体处于所述难以被检测的区域时,调整P1和P2的位置从而调整菲涅耳区的空间布局,使得人体位置处于新的菲涅耳区空间布局中某个菲涅耳区的中间区域;E)接收端接收到无线射频信号,根据所述无线射频信号的波形,计算得到呼吸频率,完成呼吸检测。
【技术特征摘要】
1.一种呼吸检测的方法,包括如下步骤:A)放置无线射频信号收发设备,包括发射设备P1和接收设备P2,所述发射设备P1装有至少一根发射天线;所述接收设备P2装有至少一根接收天线;所述无线射频信号的波长设为λ;所述发射天线和接收天线是垂直极化的全向天线;B)以所述收发设备P1和P2为椭圆焦点,以P1和P2为焦点的一簇同心椭圆构成多层菲涅耳区的边界,每两层相邻的菲涅耳区的边界所围成的椭圆环为一层菲涅耳区,由此得到所述收发设备P1和P2所确定的菲涅耳区的空间布局;所述菲涅耳区的空间布局包括多层菲涅耳区;C)根据P1和P2位置所确定的菲涅耳区的空间布局,标定每一层菲涅耳区的中间区域附近为呼吸可被检测的区域;标定每一层菲涅耳区的边界附近为呼吸难以被检测的区域;D)当人体处于所述难以被检测的区域时,调整P1和P2的位置从而调整菲涅耳区的空间布局,使得人体位置处于新的菲涅耳区空间布局中某个菲涅耳区的中间区域;E)接收端接收到无线射频信号,根据所述无线射频信号的波形,计算得到呼吸频率,完成呼吸检测。2.如权利要求1所述呼吸检测的方法,其特征是,在B)所述以P1和P2为焦点的一簇同心椭圆中,设定所述菲涅耳区的空间布局包括n层菲涅耳区,设定n层菲涅耳区的第i层同心椭圆的轨迹为Qi,所述Qi通过式1得到:|P1Qi|+|QiP2|-|P1P2|=nλ/2 (式1)式1中,|P1Qi|是Qi到发射设备P1的距离;|QiP2|是Qi到接收设备P2的距离;|P1P2|为收发设备的距离;λ为RF收发设备的波长;n为菲涅尔区的最大层数。3.如权利要求2所述呼吸检测的方法,其特征是,在B)中,设定第1层同心椭圆的轨迹是第1菲涅耳区的边界,由第1菲涅耳区的边界形成的椭圆边界围绕的区域是第1菲涅耳区;以此类推,第2层同心椭圆是第2菲涅耳区的边界;设定第1菲涅耳区边界和第2菲涅耳区边界围成的椭圆环是第2菲涅耳区;同样以此类推,设定第i层同心椭圆是第i菲涅耳区的边界;设定第i-1菲涅耳区边界和第i菲涅耳区边界围成的椭圆环为第i菲涅耳区;由此得到所述收发设备P1和P2所确定的菲涅耳区的空间布局。...
【专利技术属性】
技术研发人员:张大庆,王皓,吴丹,王亚沙,
申请(专利权)人:北京大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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