[发明专利]一种非接触式生命体征无线监测装置及方法

说明书

本发明提供一种非接触式生命体征无线监测装置及方法，属于医疗健康与信息技术领域。该装置是一种非接触的、通过发射无线电波并测量人体反射波的、可同时监测多人多种生命体征的身体健康状态监测装置。该装置发射频率变化的无线电信号，测量多个人体的反射信号，通过对反射信号的分解实现对不同人体反射信号的分离，进而分析各个人体的反射信号，实现对人体体征参数的估计。本发明的装置具有便捷、多人同时监测、布设方便等优点。其在医疗监护、老人监护、儿童监护、睡眠质量监测等领域有着很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种通过分析人体对无线信号的反射波实现对人体的呼吸、心跳等生命体征进行非接触监测的装置，属于医疗健康与信息技术领域。该装置为一种非接触的、通过发射无线电波并测量人体反射波的、可同时监测多人多种生命体征的身体健康状态监测装置。

背景技术

人体生命体征监测在医疗监护、老人监护、儿童监护、睡眠质量监测等众多领域有着广泛的应用。基于测量的人体生命体征数据，可以实时评估出人体的身体健康状态，从而可实现对被监护人的实时监测，避免意外事件发生。

目前，比较成熟的生命体征监测装置多为接触式的监测设备，需要佩戴传感器到被监测人体上，造成被监测人活动不便、用户体验较差。

研究人员尝试利用无线信号以非接触的方式测量人体生命体征。相关工作，如“专利CN201520665067.7非接触式生命体征监测装置及睡眠管理系统”，该装置采用多普勒雷达作为无线传感器，通过分析多普勒雷达信号反射波实现对呼吸、心率等信息的监测，该装置适合安装到床的周边用于实现睡眠监测；专利“CN201510746873.1一种非接触式生命体征智能检测装置”，该装置同样基于雷达信号探测单个人体的呼吸、心率等人体生命体征参数。上述装置虽然可以探测单人的生命体征，但是，这些装置无距离分辨能力，无法实现对多人的同时监测；同时，在反射波处理方法以及监测性能等方面有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种可实现对多人多生命体征同时进行非接触无线监测的装置，该装置发射频率变化的无线电信号，测量多个人体的反射信号，通过对反射信号的分解实现对不同人体反射信号的分离，进而分析各个人体的反射信号，实现对人体体征参数的估计。与已有技术相比，本发明的装置可发射频率变化的无线电波，从而实现了对不同距离人体反射信号的区分；同时，基于距离谱以及多普勒谱，采用频域处理方法与独立成分分析方法对反射信号进行处理，实现各个人体反射信号的分离。

本发明的技术方案：

一种非接触式生命体征无线监测装置，该无线监测装置包括可变频率无线发射电路2、同步无线接收电路3、任意波形发生电路1、三通道同步模数转换电路4和微处理器5；所述的任意波形发生电路1分别与微处理器5和可变频率无线发射电路2相连，微处理器5通过控制任意波形发生电路1的输出电压来控制可变频率无线发射电路2的发射频率，通过控制任意波形发生电路1的输出波形来决定可变频率无线发射电路2的发射频率变化规律；所述的可变频率无线发射电路2与同步无线接收电路3相连，可变频率无线发射电路2用于向人体发射无线电信号，同时将振荡信号输送到同步无线接收电路3；同步无线接收电路3用于接收经人体反射的信号，并对信号进行放大及混频操作；同步无线接收电路3的本振频率随着可变频率无线发射电路2的本振频率同步变化；所述的三通道同步模数转换电路4分别与任意波形发生电路1、同步无线接收电路3和微处理器5相连；三通道同步模数转换电路4的三个通道分别采集任意波形发生电路1的输出信号以及同步无线接收电路3的同相差频信号和正交差频信号，三个通道进行数据采集时需要确保严格时间同步；所述的微处理器5中配置反射信号处理软件，反射信号处理软件对采集到的三路数字量信号进行处理，分离出各个人体的反射信号，估计出各个人体的生命体征参数。

所述可变频率无线发射电路2的本振采用压控振荡器，其振荡频率随输入电压的变化而线性变化，能将本振信号放大并通过定向天线发射出去；