[发明专利]一种基于射频标签技术的老年人睡眠质量监测方法

摘要

本发明提出一种基于射频标签技术的老年人睡眠质量监测方法，该方法能够简单有效的监测老年人睡眠状况。与很多已经研究出来的睡眠质量监测方法不同，本方法基于RFID技术，结合现有的定位算法，并在此基础上提高定位精度，有效监测睡眠状况。

主权项

1.一种基于射频标签技术的老年人睡眠质量监测方法，使用无源RFID标签、信号接收器、阅读器和上位机等设备，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：把阅读器根据定位的实际区域按照一定的规则布置，把RFID标签贴在人体的两侧以获得体态信息，把RFID标签贴在人体胸部以获得呼吸信息；考虑到有些用户用胸部呼吸，而其他用户则用腹部呼吸，为了更好地捕捉呼吸信息，在人体的上半身放置三个标签，除了在胸部以外，下腹部和上半身的中间位置都放置RFID标签，同时利用多标签融合来增强监测；步骤二：收集人体两侧RFID标签的参数信息，当阅读器采集到各类参数信息Γ后，位置感知的坐标结果S＝f(Γ)，采用贝叶斯估计法进行处理；时刻下待测标签处于x位置的可能性可视为是一种形如P(x|Γ₁,Γ₂,…,Γ_N)的概率分布，其中Γ₁,Γ₂,…,Γ_N是t时刻下N个阅读器分别测量得到的参数信息，考察标签位于x处的可能性，各个阅读器之间的测量结果独立，根据贝叶斯公式有：其中：p(Γn|x)表示假如标签处于x处，第n个阅读器测得参数为Γn的概率，由已知的阅读器位置可以根据几何关系给出，p(x)及p(Γ1,Γ2,…,ΓN)当数值确定时亦可视为常数，因此，与成本函数最小化估计方法类似，若通过遍历搜索平面寻找使P(x|Γ1,Γ2,…,ΓN)最大的x值，则可将该值视为标签的估计位置S；另外，如果Γ1,Γ2,…,Γt‑1是t时刻前某一阅读器采样得到的所有参数信息，则t时刻下标签所处位置S还可由下式给出：p(St)＝p(Γt|St‑1)p(xt‑1)当给定初始位置后，通过不断迭代可以利用上一时刻标签所处于位置估计下一时刻标签位置，与人体体位标签位置进行对比后可得到人体的体态信息；步骤三：由于人体在呼吸时胸部的运动，致使标签与阅读器之间的距离会有周期性的变化，针对于此，根据胸腔的周期性变化引起相位值的变化来提取呼吸信号；步骤四：采用傅立叶变换(FFT)分析测量期间收集的位移值；FFT的峰值对应呼吸率，应用基于FFT的低通滤波器来滤除高频噪声，接着再提取呼吸信号；步骤五：针对夜间睡眠时的呼吸信号可能会很微弱，利用多标签传感器融合增强监测。