CN107595251A - 一种监测睡眠的系统 - Google Patents
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Abstract
一种监测睡眠的系统，硬件主要包括压电薄膜传感器、信号放大电路、滤波电路、A/D转换电路、DSP处理器、报警模块、SD卡模块、云端服务器，实现对数据采集、放大、滤波、模数转换、数据处理、数据存储、数据分析与判断、数据显示，压电薄膜与电荷放大电路内嵌于枕头，数据的处理方法采用频谱分析(快速傅里叶变换)，云端服务器控制手机微信终端数据曲线化显示，本系统结构简单，测量准确，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一些数据处理技术，尤其涉及一种睡眠监测系统。
背景技术
睡眠质量影响人的身心健康,随着生活水平和健康意识的提高，人们开始关心睡眠质量对于生活质量的影响，尤其是中老年人和有睡眠障碍的人群。人的睡眠状况可以由睡眠状态下的呼吸、心跳以及体动等参数来衡量。目前比较流行的测量睡眠相关的系统存在以下问题。
1.医院用的监测仪器，虽然可以测量出人的呼吸、心跳等数据，但是使用起来复杂，需要专业人员指导；
2.通过手环里面的加速度传感器，只能测量人的体动次数，来判读人的睡眠状况，存在较大误差，同时测量时需要穿戴到手上。
3.压电薄膜技术可以采集到人的呼吸、心跳以及体动等信号，目前市场上基于压电薄膜的监测设备有压电薄膜床垫，很少有基于压电薄膜的枕头监测设备。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种监测睡眠的系统，该系统集检测、信号放大、A/D信号采集与转化、数据硬件滤波与数据频谱分析、报警功能、微信连接与数据显示，解决了现有技术的不足。
上述监测睡眠的系统，包括检测模块、控制模块、信号放大模块、滤波模块、数据处理模块、报警模块、无线模块、数据分析模块、存储模块；
上述监测睡眠的系统，检测模块采用内嵌于枕头中的压电薄膜传感器检测睡眠时的呼吸、心跳以及体动信号；
上述监测睡眠的系统，控制模块采用DSP；
上述监测睡眠的系统，信号放大电路采用简单的运放放大电路，对压电传感器采集到的电荷量进行放大；
上述监测睡眠的系统，放大后的信号通过可插拔的USB连接线连接控制器；
上述监测睡眠的系统，滤波模块采用低通滤波电路，去除高频噪声；
上述监测睡眠的系统，数据处理模块采用DSP进行运算和处理；
上述监测睡眠的系统，数据处理模块，采用频谱分析方法，实现对呼吸、心跳以及体动信号的分离，频谱分析采用FFT(快速傅立叶变换)；
上述监测睡眠的系统，报警模块采用蜂鸣器；
上述监测睡眠的系统，无线模块采用蓝牙实现，蓝牙模块把经DSP处理后的数据传送到手机，数据通过手机微信终端显示，数据通过手机微信与云端服务器进行数据的发送与接收，云端服务器控制手机微信终端曲线化显示呼吸、心跳以及体动的频率与幅值；
上述监测睡眠的系统，外部存储空间扩展模块采用SD卡。
附图说明
图1为监测装置的外部结构图；
图1中：1为压电薄膜传感器内嵌位置，2为枕头与控制器通信接口USB连接线小头，3为USB连接线，4为枕头与控制器通信接口USB连接线大头，5为控制器；
图2为监测装置电荷信号放大电路；
图3为监测装置的硬件滤波电路图；
图4为监测装置内部结构以及通信框图；
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明进行进一步的详细描述。
本发明最关键的构思在于：
1、如图1中压电薄膜传感器采集呼吸、心跳以及体动信号；
2、如图1中有线方式实现传感器与DSP进行数据快速传输，有线传输采用USB2.0接口；
3、如图2采用电荷放大电路实现对采集到有用的微小信号进行放大，如图4，放大电路在A/D转换电路之前，在滤波电路之后，经过放大电路放大的信号，通过A/D转换电路，输出数字信号，传输到DSP控制器；
4、如图3采用简单的低通滤波电路去除高频噪声；
5、如图4采用运算速度快的DSP对信号进行处理；
6、采用快速傅里叶变换的频谱分析方法分析呼吸、心跳以及体动信号，得出呼吸、心跳以及体动的频率和幅值，采用阈值化方式判断是否启动报警，当呼吸与心跳以及体动数据超出设定的正常范围，控制器启动报警装置；
7、云端服务器控制手机微信终端数据的显示，不需要专门APP；
8、如图4，存储模块采用外部扩展SD卡，方便灵活使用；
以上所述实施方式仅仅是对本发明专利的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种监测睡眠的系统，包括压电薄膜传感器、信号放大电路、滤波电路、A/D转换电路、DSP处理器、报警模块、SD卡模块、手机微信、云端服务器，其特征在于，采用的数据处理方法包括频谱分析、云端服务器远程控制的微信终端显示。
2.如权利要求1所述的一种监测睡眠的系统，其特征在于，压电薄膜传感器与信号放大电路内嵌于枕头中。
3.如权利要求1所述的一种监测睡眠的系统，其特征在于，压电薄膜传感器采集的数据经过放大后通过可插拔的USB线连接控制器。
4.如权利要求1所述的一种监测睡眠的系统，其特征在于，硬件滤波电路采用低通滤波电路。
5.如权利要求1所述的一种监测睡眠的系统，其特征在于，数据处理采用快速傅里叶变换进行频谱分析，得出呼吸、心跳以及体动频率与幅值。
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