华为园区网络 WLAN 毫米波智慧监测(体征检测) 技术白皮书

毫米波智慧监测(体征检测)技术白皮书 目录 1产生背景..........................................................................................................................................22解决方案简介..................................................................................................................................32.1方案架构..................................................................................................................................................................... 33关键技术..........................................................................................................................................83.1 FMCW雷达.................................................................................................................................................................. 83.2呼吸检测..................................................................................................................................................................... 93.3存在检测..................................................................................................................................................................... 93.4心跳检测..................................................................................................................................................................... 93.5睡眠检测................................................................................................................................................................... 104商业价值........................................................................................................................................114.1商业价值................................................................................................................................................................... 114.2适用场景................................................................................................................................................................... 11A缩略语...........................................................................................................................................14 在医疗与康养场景全面走向数据化、网联化的当下，传统“接触式、缠绕式”的监护范式正逐步显露瓶颈。床旁监护仪多为笨重一体机，配合电极贴片、绑带和金属导线才能持续采集数据。这种形态在病区密集、人员轮转频繁、监护需求连续的场景中，部署慢、维护重、耗材占比高；更重要的是，它对患者的舒适度与依从性构成长期干扰：线缆限制活动、贴片引发皮肤过敏或压疮，患者往往在休息或康复训练时主动“脱离”设备，造成数据空窗，进一步削弱临床判断与康复评估的连续性。 更严肃的现实来自感染控制与特殊科室限制。重复使用的接触面即便严格消毒，仍存在病原体传播隐患；一次性耗材虽然降低风险，却推高成本且不环保。强磁与防爆约束使MRI室、防爆病房等场景对金属导线天然不友好，传统方案难以进入；突发公共事件中，设备与耗材的双重补给又会暴露出供应链脆弱点，直接影响监护覆盖率。 后疫情时代，医院智慧服务持续升级，体征监测正朝着“无感、非接触、非配合”的方向演进。与此同时，康养机构面临双重需求：既要针对性防范老人跌倒等核心安全风险，也要通过高品质服务增强市场竞争力。更值得关注的是，2021年《民法典》新增隐私权益条款，对室内光学摄像头的应用形成明确约束。 以毫米波雷达与无线射频为代表的非接触式感知技术，为以上医疗与康养等领域的痛点提供了理想解决方案。其核心优势并非单点监测的精准度，而是能在不干扰病人状态、不改变病房流程的前提下，稳定、连续地捕获生命体征信息，且天然契合网联化、模块化、规模化的医院内安全设计需求。这类方案可穿透衣物被褥，实现免贴片、无线缆的持续监护；加之体积小巧、安装便捷，能快速适配病区、康复区、养老机构等多类场景。更关键的是，它在皮肤脆弱、贴附禁忌或不耐受人群中优势显著，同时对MRI室、防爆病房等特殊场景具备替代潜力。 2.1方案架构 华为基于毫米波感知的医疗监护解决方案，构建于“云、网、边、端”协同架构之上。前端毫米波雷达实时采集患者的生命体征与行为数据，随即回传至毫米波智慧监测边缘计算网关（AirEngine 9703-S/H）；网关搭载华为创新的体征监测算法，对数据进行精准解析处理，最终实现体征信息实时呈现、电子病历自动填写、异常情况智能预警等核心功能。 华为园区网络WLAN毫米波智慧监测(体征检测)技术白皮书 端——毫米波雷达 体征监测雷达支持病房设备带侧挂式部署，通过Wi-Fi进行数据回传。行为监测雷达支持吸顶式部署，通过Wi-Fi或有线接口进行数据回传。 边——毫米波智慧监测APP容器化部署 体征监测算法是华为自研软件系统，通过APP容器化部署在AirEngine 9703-S/H中，提供人体生理信号（呼吸、心跳、在床离床、睡眠、睡眠质量）的检测能力，是整个基于毫米波感知的医疗监护系统的重要组成部分。侧装在病床上方的毫米波雷达硬件采集雷达数据，通过Wi-Fi/ETH回传给毫米波智慧监测APP，毫米波智慧监测APP检测毫米波雷达回波数据生成体征结果并上送至应用系统，提供体征监控、异常告警、毫米波雷达管理、分权分域、历史数据查询等能力，为医疗行业提供低成本、持续监测、无感非接触的体征和行为监测能力，并且避免了隐私侵犯等问题。 华为园区网络WLAN毫米波智慧监测(体征检测)技术白皮书 网——医院园区网络 传统三层网络架构包括核心、汇聚、接入交换机，支撑全院办公终端、医疗设备和物联终端等设备接入。其中，核心、汇聚等框式交换机双机部署集群，接入和汇聚、汇聚和核心交换机之间可以采用双链路，提高整网可靠性。无线接入层部署业界领先的Wi-Fi 6/7 AP，上行最高带宽可达46Gbps，满足各种高带宽、低时延业务应用。用户终端通过802.1X、Portal或MAC（Media Access Control，媒体接入控制）进行统一认证，安全可控。 APP运行在WAC AirEngine 9703-S/H中，1台WAC部署1个毫米波智慧监测APP，1个APP最多管理400个毫米波雷达。 大型医院园区网络中，应用VXLAN（Virtual Extensible Local Area Network，虚拟扩展局域网）技术可以将物理网络划分不同虚拟网络（Virtual Network，VN），包括行政业务VN、医疗医技VN和智慧病房VN等。各VN可应用独立的访问策略，实现业务隔离。 华为园区网络WLAN毫米波智慧监测(体征检测)技术白皮书 云–医疗监护应用系统 系统应提供完整的体征监测能力，覆盖“在床—清醒、在床—睡眠、离床、坠床”状态及心率、呼吸等指标，并支持异常告警（含心率/呼吸异常与坠床）；同时提供体征历史数据的查询与追溯； 在管理上按病区、科室实现分权分域；设备层面统一纳管毫米波雷达并支持运维（含固件升级与告警处置）；并对体征解析APP提供配置下发与状态监控能力。 华为园区网络WLAN毫米波智慧监测(体征检测)技术白皮书 前端雷达将获取到的体征数据，使用Wi-Fi或者有线网络回传至WAC AirEngine 9703-S/H，由毫米波智慧监测APP计算出体征值，通过医院园区网络上送至应用系统，供医护人员使用。 按单病区15间病房，45张床位计算，配置如下（不包含园区网络设备，如交换机、AP等）： 3.1 FMCW雷达 FMCW（调频连续波，Frequency Modulated Continuous Wave）雷达是一种通过连续发射频率调制的电磁波来探测目标距离、速度和角度的雷达技术。其核心原理是利用频率变化与回波信号的时延、多普勒效应之间的关系进行测量。支持对多个物体的监测。 雷达就像“电磁波的手电筒”。它先发出一种特别的电磁波，这种波的频率会一直从低到高变化。如果前面有物体，电磁波会碰到它再反弹回来。 即使电磁波传播速度接近光速，回来的波也会比发射出去的波稍微晚。而在这段时间里，发射波的频率已经变高了一点，所以接收到的回波和发射波之间就会有一个频率差，这个差就叫“拍频”。 拍频大小就能揭示物体有多远。如果物体在移动，反射回来的波还会有轻微的频率偏移，可以体现物体的速度。 这样一来，FMCW雷达不用等着量时间差，而是直接比较频率差，就能又快又准地知道前面物体的距离和速度。如果配合天线的角度信息，还能知道物体在什么方向。 毫米波雷达体征监测，可理解为一套非接触式的“听诊系统”。设备发出极低功率的电磁波覆盖床位，当人平卧时胸廓与腹部会发生细微起伏，这些微小运动会改变回波的节奏与形态。系统持续捕捉并分析这种节奏，就能推断出 呼吸与心跳的基本指标；结合位置与高度的变化轨迹，还能识别“在床—清醒/睡眠—离床”的状态转移，并在出现从床面迅速滑落到地面的异常模式时触发坠床/跌倒告警。 体征监测原理示意图 3.2呼吸检测 在医疗及康养场景下，可以使用毫米波感知技术来进行生命体征检测。毫米波雷达的呼吸检测，是一种非接触的体征采