树莓派与Wi-Fi结合,打造无线心率监测新方案

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在健康监测领域,树莓派和 Wi-Fi 技术正掀起一场革命。加州大学研究团队开发的 Pulse-Fi 系统,通过创新的 Wi-Fi 信号分析技术,实现了非侵入式的连续心率监测,为传统可穿戴设备提供了全新替代方案。

传统心率监测设备往往需要接触式测量,而 Pulse-Fi 系统通过分析 Wi-Fi 信号在环境中的传播特性,研究人类心跳对信道状态信息(CSI)的影响,实现了真正意义上的无线监测。该系统采用了两种硬件方案:价格实惠的 ESP-32 Wi-Fi 模块和性能更优的树莓派 4B。

树莓派与 Wi-Fi 结合,打造无线心率监测新方案

研究团队在数据采集过程中,通过以下步骤确保测量精度:,

  • 隔离与心跳相关的 CSI 信号
  • 去除环境噪声干扰
  • 应用 0.8 至 2.17 Hz 带通滤波器
  • 使用长短期记忆(LSTM)神经网络处理数据

测试结果显示,使用 ESP-32 模块时准确率达到 99.38%,误差仅 0.51 BPM;而树莓派 4B 的准确率更是高达 99.81%,误差仅 0.2 BPM,达到了临床级别的精度。这一突破性的成果主要得益于树莓派 Wi-Fi 模块的 234 个子载波频率通道,远高于 ESP-32 的 64 个通道。

尽管 Pulse-Fi 系统尚未完全取代传统心率监测方式,但它为医疗健康领域带来了全新的可能性。这项技术不仅降低了设备成本,还提高了监测的便捷性,为未来的远程医疗和智能家居健康监测系统开辟了新的道路。

正文完
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