[发明专利]一种无线场强呼吸检测方法、装置及呼吸检测仪

说明书

本发明提出了一种无线场强呼吸检测方法、装置及呼吸检测仪，从现有的802.11WiFi无线信号中提取信道状态信息CSI，并利用其来获得人在睡眠期间呼吸引起的无线信号上的微弱变化，从而达到跟踪检测人体呼吸状况的目的。本发明通过CSI提取步骤、数据校准步骤和呼吸速率检测步骤，利用现有的802.11a/g/n WiFi网络和移动终端，不需要专业的可穿戴的传感器，除了定制无线场强呼吸检测仪外，也可以作为一个软件安装到用户的移动终端中，还可以进对现有的可穿戴设备进行升级来实现。因此其能够被大规模的推广到家庭环境中，作为人们日常开展长期监测人体健康的应用型产品，具有很强的应用和商业价值。

技术领域

本发明涉及呼吸检测技术领域，尤其涉及一种无线场强呼吸检测方法、装置及呼吸检测仪。

背景技术

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和布置高密度的传感器节点，同时粗略的信道状态信息不能够精确计算出呼吸频率值。

综上所述，传统检测睡眠时人体呼吸状况的方法需要病人入住医院并穿戴上专用的传感器设备，其过程非常不方便且费用昂贵。进一步的，由于病人在医院这个不熟悉环境下的睡眠，监测出的结果可能也会有所偏差，而且医院还需长期提供用于睡眠侦测的医疗设备和场地，这对于院方也是不小的成本开销。因此，人们都非常期待有一种无创，低成本，能长期运行且不需要去医院等特定场所佩戴专用仪器的人体呼吸状况检测方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提出一种研发低成本，无需穿戴专用传感器设备的、可供长期使用的人体呼吸状况检测方法及无线场强呼吸检测仪。

为达上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种无线场强呼吸检测方法，包括以下步骤：

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：