基于无源RFID标签的穿墙呼吸监测技术及其在医疗健康领域的应用研究

《Sensors and Actuators A: Physical》：Measuring respiration through the wall by passive RFID tag

本文提出了一种基于无源射频识别（RFID）标签的穿墙呼吸状态感知方法，通过构建相位信号与呼吸特征的直接关联模型，结合相位解缠、趋势去除和降噪处理，在完全遮挡条件下实现了对静态及动态人员呼吸波形和频率的高精度检测。该方法克服了超宽带雷达（UWB）高成本和Wi-Fi技术穿透性差的局限，为隔离监护、医疗监测等场景提供了低成本、被动式的技术解决方案。

　　

亮点

本研究通过无源射频标签（PRF）实现了穿墙环境下呼吸状态的高精度感知，其创新性体现在：构建了基于标签相位信息的呼吸感知模型，提出针对复杂相位信号的新型分析方法，在强干扰背景下提取出可反映单次呼吸波形特征的精细相位信息。

静态完全遮挡条件下的呼吸检测

首先针对昏迷患者或睡眠状态等典型静态场景，在无隔墙条件下测试人员坐姿佩戴胸廓标签的结果显示，原始相位信号经处理后清晰呈现出呼吸引起的周期性波动，频谱分析准确识别出0.2-0.4赫兹（Hz）的正常呼吸频率区间。

讨论

本文描述的穿墙呼吸特征感知方法，利用超高频（UHF）无源RFID标签作为传感单元，通过单读写器系统实现了完全遮挡条件下的被动式呼吸监测。相较于传统穿墙雷达（如UWB）和Wi-Fi感知技术，本方法在成本、功耗和运动适应性方面具有显著优势，为隔离病房监护、应急救援等医疗健康场景提供了新的技术路径。

结论

本研究提出的RFID传感方法通过构建相位传播模型和新型信号处理算法，突破了传统穿墙检测技术在精度和应用场景上的限制，不仅支持静态呼吸监测，还可扩展至动态人员检测，为复杂环境下的生命体征监控提供了可靠解决方案。