毫米波傳感器如何為獨立的輔助生活創造技術優勢

隨著醫學和醫療保健的進步，人類的平均預期壽命不斷增加。世界上幾乎每個國家的老年人口規模和人口比例都在增長，預計到 2050年，65 歲或以上的總人口將翻一番，達到 15 億。同時，家庭護理或護理設施必須擴大規模以支持這一增長。

根據疾病控制和預防中心的數據，每年有近 25% 的老年人跌倒，跌倒是美國老年人因創傷住院的主要原因。了解何時發生跌倒或其他與健康相關的事件并能夠快速做出反應有助于確保個人獲得所需的護理。

當今的技術——家庭健康

醫療傳感器以及連接方面的創新正在幫助老年人在家中過上正常的生活，并確保如果發生任何事情，幫助就在附近。這些醫療傳感器通?；诩铀俣扔?，以檢測跌倒等運動特征，并可以自動呼叫家人或護理人員尋求幫助。

老年人必須將這些電池供電的傳感器戴在脖子或手腕上；它們在身體上的位置有助于傳感器識別諸如跌倒等宏觀運動，并使用連接節點聯系家人或護理人員。其他傳感器（例如心電圖或脈搏血氧儀）也可以提供健康參數的連續視圖，例如生命體征或睡眠質量。

這些醫療傳感器有其自身的挑戰，如圖 1 所示。為了有效，消費者必須記住佩戴它們并為其充電，這可能并不總是舒適或可行的。某些型號需要在發生健康事件時按下按鈕，但如果此人無行為能力，這將無用。最后，傳感器需要非常準確，以便區分跌倒事件和日?；顒?。當一個人快速坐下或拍手時，今天的傳感器很容易誤檢測。像光學相機中使用的傳感器類型在放置在家中時也存在隱私問題。

圖 1：技術可以通過解決諸如檢測占用或移動、跌倒以及長期健康趨勢或睡眠質量的生命體征等問題來幫助實現家庭健康

毫米波雷達：非接觸式、注重隱私的傳感

60 GHz 毫米波 (mmWave) 雷達是一種替代傳感技術，用于檢測和跟蹤家庭中的健康和行為。雷達有助于解決多種傳感挑戰，包括確定房間是否有人（以及有多少人）、識別運動特征以識別跌倒事件以及測量人的生命體征評估睡眠質量等。就其作為基于射頻的傳感器的本質而言，毫米波雷達在不接觸身體的情況下進行感應，并且由于傳感器不提供任何視覺上可識別的信息，因此它可以安裝在敏感區域，例如臥室或浴室。在應用程序級別將這些功能組合在一起可以幫助家庭監控系統讓親人和護理人員放心，一個人是安全和健康的。

在IWR6843AOP用途芯片上天線和板載與微控制器和數字信號處理器，用于處理范圍，速度和目標角度的處理。范圍和角度信息可用于生成“點云”，當將其輸入歷史跟蹤器時，不僅可以確定房間是否被占用，還可以確定某人在該房間的位置。該點云和跟蹤器信息可用于確定一個人是在移動還是久坐，或者他們是否表現出正常行為，例如早上步行去廚房。

使用指示跌倒的雷達點云示例，圖 2 以綠點顯示了點云，并為集群分配了一條紅色軌跡。右邊的圖表顯示了人的瞬時和平均身高的測量值，算法可以用來檢測一個人是否跌倒。

圖 2：來自跌倒的人的雷達點云示例

速度信息可以測量房間內目標的運動特征。通過量身定制的算法或人工智能，這些運動特征可以識別諸如步態不穩、跌倒或接近跌倒等行為。另一種用途是在床邊測量睡眠期間的運動并確定睡眠模式是否正在改變。如圖 3 所示，運動特征甚至可以測量一個人坐著或躺下時的心率和呼吸頻率。

圖 3：使用安裝在距離坐著的人 1.2 m 和 2.5 m 的胸部高度的 IWR6843AOP 傳感器測量的心率和呼吸頻率。

在圖 3 中，上圖使用胸前商用心率監測器（黑線）與 IWR6843AOP 的處理輸出（綠線）進行比較。心率誤差小于 5 bpm（相對于胸裝傳感器的地面實況），展示了良好的測量精度，無需傳感器接觸身體。

結論

毫米波雷達是一項不斷發展的技術，非常適合家庭監控和醫療領域的新功能和創新功能。查看本文中鏈接并在下面列出的一些資源，以了解有關毫米波雷達傳感器的更多信息，包括評估模塊、演示軟件或來自我們第三方合作伙伴之一的解決方案。