[发明专利]一种基于WiFi的独居老人健康监护系统

说明书

本发明公开了一种基于WiFi的独居老人健康监护系统，包括包括CSI数据分类模块、CSI回归分析模块、多任务学习模块、数据编制模块、CSI数据库和数据处理中心模块；CSI数据分类模块，通过transformer模型用于处理CSI数据分类任务，从而推断被监测者的动作；CSI回归分析模块，用于对CSI数据做回归分析从而得到被监测者的呼吸频率；多任务学习模块，利用各个任务间的相关信息，从而实现多任务的健康监控，本发明涉及独居老人异常监控技术领域；该基于WiFi的独居老人健康监护系统,以Transformer网络为核心，对行为进行分类、对呼吸特征进行回归，判断是否发生意外，最终发出预警信号。

技术领域

本发明涉及独居老人异常监控技术领域，具体是一种基于WiFi的独居老人健康监护系统。

背景技术

根据智能养老的需求，通过异常行为检测的技术手法对独居老年人非侵入性，高性价比的检测，包括姿势，异常活动，异常呼吸等指标，并且能够准确的紧急通知家属的独居老人监护系统。

现阶段实现异常行为检测的技术手法主要有：基于计算机视觉实现、可穿戴式设备实现和外部传感器实现，但前三者存在着一些不足。

基于计算机视觉的独居老人监护系统的问题是检测内容单一；其次对行为检测而言：光线强度要求高、实际应用效果差、模型建立难度高；最后是摄像头在居家场景中带来的隐私性问题。

基于穿戴式设备的独居老人监护系统问题是在使用过程中对于摔倒检测发生误判的情况也很多，很多情况下无法对正常运动行为进行识别统计；同时由于穿戴式传感器需要随时携带，对用户的生活会造成一定的不便，有一定的局限性。

基于外部传感器的独居老人监护系统的问题是容易受到诸如物品坠落等环境因素的影响，并且这种方法使用了大量的传感器，系统复杂度高，成本高，很少在现实生活中推广。

于此，我们提出基于WiFi信道信息变化来对独居老人的异常行为、异常呼吸进行监测，从而实现独居老人的健康监护，并对此提出一种基于WiFi的独居老人健康监护系统。

发明内容

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于WiFi的独居老人健康监护系统，包括CSI数据分类模块、CSI回归分析模块、多任务学习模块、数据编制模块、CSI数据库和数据处理中心模块；

CSI数据分类模块，通过transformer模型用于处理CSI数据分类任务，从而推断被监测者的动作；

CSI回归分析模块，用于对CSI数据做回归分析从而得到被监测者的呼吸频率；

多任务学习模块，利用各个任务间的相关信息，从而实现多任务的健康监控。

优选的，数据编制模块，通过transformer模型在不同数据集上训练多个模型以完成多个任务；

CSI数据库，用于记录标准数据，从而便于进行引用查询；

数据处理中心模块，其用于对数据进行集中管控。

优选的，数据编制模块中transformer模型如下：

其包括编码器与解码器，编码器其中Input CSI为500帧90维的CSI向量，首先使用可训练参数加入位置编码，后续分别输入到两个Encoder分支中，其中一个分支用于分类任务的Encode，其由6个连续的Encoder块组成，依次包含一个9-Head的self-attention层、一个BN层、一个全连接层、一个BN层，另外一个分支用于回归任务Encode，其由6个连续的Encoder块组成，依次包含一个9-Head的Cyclicity-attention层、一个BN层、一个全连接层、一个BN层，其中Cyclicity-attention层是我们提出的一种针对于周期性信号的Attention机制。