[發(fā)明專利]一種基于WiFi信號的增強(qiáng)呼吸及心率實時監(jiān)測評估方法系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910601712.1
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110200610A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 谷雨;付悅;任福繼
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 尹明明

1.一種基于WiFi信號的增強(qiáng)呼吸及心率實時監(jiān)測評估方法，其特征在于，所述方法包括：

基于菲涅爾區(qū)域模型，預(yù)設(shè)待檢測用戶心跳監(jiān)測的監(jiān)視區(qū)域，并且在所述監(jiān)視區(qū)域中設(shè)置一鉛片以增強(qiáng)監(jiān)測靈敏度；

在獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)時，獲取一最好的流作為數(shù)據(jù)處理的流；

通過CSI工具提取CSI數(shù)據(jù)，對所述CSI數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而得到心率數(shù)據(jù)和呼吸率數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于WiFi信號的增強(qiáng)呼吸及心率實時監(jiān)測評估方法，其特征在于，所述菲涅爾區(qū)域模型用如下公式來表示：

其中，P₁，P₂分別為接收天線和發(fā)射天線的位置，λ為給定的信號波長，Q_n為第n個菲涅爾區(qū)域的邊界。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于WiFi信號的增強(qiáng)呼吸及心率實時監(jiān)測評估方法，其特征在于，所述通過CSI工具提取CSI數(shù)據(jù)，對所述CSI數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而得到心率和呼吸率，還包括，

在子載波的選擇上，使用方差最大的子載波；

通過Hampel filter來濾除與其他臨近CSI測量值有顯著差異的異常值；

使用巴特沃斯帶通濾波器去分離用戶正常心率范圍相關(guān)CSI數(shù)據(jù)和用戶正常呼吸頻率范圍相關(guān)CSI數(shù)據(jù)；

最后通過帶通濾波器獲取心率數(shù)據(jù)集和呼吸率數(shù)據(jù)集，然后用FFT提取出當(dāng)前用戶的心率數(shù)據(jù)和呼吸率數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于WiFi信號的增強(qiáng)呼吸及心率實時監(jiān)測評估方法，其特征在于，所述最后通過帶通濾波器獲取心率數(shù)據(jù)集和呼吸率數(shù)據(jù)集，然后用FFT提取出當(dāng)前用戶的心率數(shù)據(jù)和呼吸率數(shù)據(jù)之前，還包括手動調(diào)整FFT時間閾值，如果積累的數(shù)據(jù)達(dá)到時間閾值，則開始獲取這些數(shù)據(jù)集。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于WiFi信號的增強(qiáng)呼吸及心率實時監(jiān)測評估方法，其特征在于，所述得到心率數(shù)據(jù)和呼吸率數(shù)據(jù)之后，還包括實時顯示這些數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于WiFi信號的增強(qiáng)呼吸及心率實時監(jiān)測評估方法，其特征在于，時間閾值為40秒。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于WiFi信號的增強(qiáng)呼吸及心率實時監(jiān)測評估方法，其特征在于，用戶正常心率范圍相關(guān)CSI數(shù)據(jù)為60bpm-120bpm對應(yīng)1Hz-2Hz，用戶正常呼吸頻率范圍相關(guān)CSI數(shù)據(jù)為15bpm到30bpm對應(yīng)0.25Hz到0.5Hz。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于WiFi信號的增強(qiáng)呼吸及心率實時監(jiān)測評估方法，其特征在于，所述基于菲涅爾區(qū)域模型，預(yù)設(shè)待檢測用戶心跳監(jiān)測的監(jiān)視區(qū)域，采用WiFi設(shè)備和全方位天線，實現(xiàn)不同睡眠姿勢下的實時用戶呼吸速率和心率監(jiān)測。

9.一種基于WiFi信號的增強(qiáng)呼吸及心率實時監(jiān)測評估系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

發(fā)送端，基于菲涅爾區(qū)域模型，預(yù)設(shè)待檢測用戶心跳監(jiān)測的監(jiān)視區(qū)域，并且在所述監(jiān)視區(qū)域中設(shè)置一鉛片以增強(qiáng)監(jiān)測靈敏度；

處理模塊，用于在獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)時，獲取一最好的流作為數(shù)據(jù)處理的流；

通過CSI工具提取CSI數(shù)據(jù)，對所述CSI數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而得到心率數(shù)據(jù)和呼吸率數(shù)據(jù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于WiFi信號的增強(qiáng)呼吸及心率實時監(jiān)測評估系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

接收端，用于接收處理后的心率數(shù)據(jù)和呼吸率數(shù)據(jù)；

顯示終端，用于實時顯示心率數(shù)據(jù)和呼吸率數(shù)據(jù)。