【摘 要】
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随着信息技术的飞速发展,无线网络的覆盖越来越广泛,部署也越来越方便。这也使得越来越多的科研人员利用无线信号来开展一系列相关应用研究。在医疗等应用领域,人体的呼吸和睡眠状态检测都是非常具有研究价值的。传统的人体呼吸和睡眠状态检测都需要人体佩戴相关传感器,或是基于视频图像的方式来实现。这些技术都给患者带来了行动不便或侵犯病人隐私的问题。本文利用无线信号中物理层的信道状态信息,设计了非侵入式人体呼吸频率
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随着信息技术的飞速发展,无线网络的覆盖越来越广泛,部署也越来越方便。这也使得越来越多的科研人员利用无线信号来开展一系列相关应用研究。在医疗等应用领域,人体的呼吸和睡眠状态检测都是非常具有研究价值的。传统的人体呼吸和睡眠状态检测都需要人体佩戴相关传感器,或是基于视频图像的方式来实现。这些技术都给患者带来了行动不便或侵犯病人隐私的问题。本文利用无线信号中物理层的信道状态信息,设计了非侵入式人体呼吸频率和睡眠状态检测的方法,有效的克服了传统检测方法带来的问题。本文的主要工作包括以下几个方面:(1)对传统的人体信息检测技术进行总结分析,指出传统方法存在的问题和不足,并分析了利用无线信号进行人体信息检测的研究进展;(2)介绍了RSSI和CSI的具体原理,以及CSI的获取方法,并简单介绍了常用的CSI数据处理算法;(3)搭建了基于CSI的非侵入式人体信息感知平台,采集CSI数据,并提取幅度信息用于呼吸和睡眠数据分析;(4)研究CSI数据预处理方法,结合离散小波变换,使得信号的频率保留在正常呼吸频率范围内,提高呼吸频率检测的准确度;(5)将采集到的时序睡眠CSI幅度数据转换成时序睡眠方差能量数据,实现简单的睡眠行为识别,以及稳定睡眠状态时的呼吸频率检测;(6)进行了不同的对比试验,分析探讨了不同因素对呼吸和睡眠状态检测的影响,并验证本文基于无线信号进行人体非侵入式信息检测方法的有效性。
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