1.一种基于非接触传感手段的呼吸引导与调节系统,其特征在于,包括非接触式呼吸信号采集硬件模块、上位机显示模块、呼吸特征提取模块、呼吸模式识别模块、呼吸引导与调节模块,其中非接触式呼吸信号采集硬件模块包含毫米波雷达传感器模块和单片机模块;所述毫米波雷达传感器模块用于非接触式采集人体由于呼吸引起的胸部和腹部微动信号;所述单片机模块用于处理雷达采集的微动信号,提取出呼吸的相位信号和幅值信号,通过串口通信与上位机进行数据传输;所述上位机显示模块包含呼吸运动轨迹、呼吸特征数据、呼吸引导与调节指示以及人体距离的显示;所述呼吸特征提取模块包含呼吸气过程识别、呼吸频率、呼吸比的计算;所述呼吸模式识别模块,通过对呼吸特征数据分析,进行胸式呼吸和腹式呼吸模式的识别;所述呼吸引导与调节模块通过上位机界面做出目标呼吸频率指示,对目标进行腹式呼吸引导,完成呼吸频率的调节。
2.根据权利要求1所述的一种基于非接触传感手段的呼吸引导与调节系统,其特征在于,所述毫米波雷达传感器模块采集人体呼吸引起的微动信号,包括各种类型的毫米波雷达传感器;所述单片机模块与毫米波雷达传感器串口通信,接收雷达回波信号数据,并进一步处理,得到回波信号的幅度和相位信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于非接触传感手段的呼吸引导与调节系统,其特征在于,所述上位机显示模块通过串口通信与单片机模块连接,对单片机模块发送的呼吸信号数据进行接收、存储、处理和显示。
4.根据权利要求1所述的一种基于非接触传感手段的呼吸引导与调节系统,其特征在于,所述上位机显示模块与呼吸特征提取模块、呼吸引导与调节模块形成数据交互;上位机界面包括呼吸信号波形显示、呼吸特征数据显示、呼吸气指示灯显示、呼吸引导目标频率设置、呼吸引导指令显示。
5.根据权利要求1所述的一种基于非接触传感手段的呼吸引导与调节系统,其特征在于,所述呼吸特征提取模块包括对呼吸频率、呼吸深度、呼吸时间、呼吸速率、呼吸比特征的提取;使用时域和频域方法对呼吸信号进行特征提取,所提取的特征数据能用于人体目标的健康状态评估与异常值呼吸性疾病预测。
6.根据权利要求1所述的一种基于非接触传感手段的呼吸引导与调节系统,其特征在于,所述呼吸模式识别模块,对当前提取到的呼吸特征数据评估并分类,识别出胸式呼吸和腹式呼吸;腹式呼吸运动有助于促进血液循环,能降低血压,改善人体生理状态。
7.根据权利要求1所述的一种基于非接触传感手段的呼吸引导与调节系统,其特征在于,所述呼吸引导与调节模块,根据当前的呼吸特征数据和用户的生理状态指标进而设定目标呼吸频率,对用户进行腹式呼吸引导,调节用户的呼吸频率,直至达到目标呼吸频率。
8.根据权利要求1所述的一种基于非接触传感手段的呼吸引导与调节系统,其特征在于,所述呼吸引导与调节模块,对用户腹式呼吸引导调节前后的呼吸特征数据进行分析,得出呼吸引导调控前后用户的健康状态,并对异常值进行呼吸性疾病预测。