CN109171645A - 一种睡眠监测及助眠云服务系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于睡眠辅助设备技术领域，尤其是涉及一种睡眠监测及助眠云服务系统，包括前端采集单元、移动终端APP单元、后台服务系统单元和声光干扰单元，前端采集单元用于感测人在睡眠过程中体动信息和体位信息，移动终端APP单元包括用户管理模块、设备管理模块、睡眠数据统计模块、睡眠数据展示模块和睡眠质量评估模块，后台服务系统单元包括Web服务器、WEBService服务器、Socket服务器、数据库服务器和数据挖掘服务器，声光干扰单元包括光线助眠模块、声音助眠模块和声音唤醒模块。优点在于：本发明采用闭环式睡眠监测和助眠云服务，可形成睡眠监测、分析评估和助眠干预的循环调节和反馈，进而使得本系统适用于每一位用户睡眠的需要。

Description

一种睡眠监测及助眠云服务系统
技术领域
本发明属于睡眠辅助设备技术领域，尤其是涉及一种睡眠监测及助眠云服务系统。
背景技术
现代社会，人类生活和工作节奏的不断加快，竞争日益激烈，伴随来自外部环境和内心压力的不断加剧，睡眠所引发的一系列亚健康状态及相关并发症引起了人们的高度重视。随着经济生活水平的提高和人们自我健康意识的提升，人们对健康的要求标准也不断提高，希望能够在疾病出现病症表现前就能够得到预警，对自身的健康状况有更加完善的了解。
目前，与睡眠相关的疾病种类数达到84种，其中睡眠呼吸暂停综合症（占到睡眠疾病的70%，患有睡眠呼吸暂停综合症的患者在睡眠时气道处于塌陷状态并诱发呼吸暂停事件的发生，其结果造成睡眠时血氧饱和度的下降，引起睡眠时相结构紊乱的罪魁祸首就是睡眠低氧。长期睡眠时相结构紊乱可以诱发高血压，心率失常，肾病以及心脑血管疾病等。众所周知，心脑血管疾病堪称威胁人类健康“头等杀手”。可见睡眠对人类身体健康以及正常生活的重要性。
许多睡眠研究专家认为，目前医学界对睡眠功能以及睡眠过程中诱发的病理机制缺乏系统的了解。许多疾病的发病时间在白天，但诱发疾病的时间却在夜间，且与夜间睡眠异常有着非常紧密的联系。例如，许多高血压疾病是由于睡眠呼吸暂停综合症引起的，其特点是经过一夜的睡眠之后，血压不降，反而较睡前更高，以至于诱发了更为严重的脑血管疾病。如果及时治愈睡眠呼吸暂停。高血压即可得到控制甚至治愈。一项最新的研究表明，一些心脑血管疾病，红细胞增多，内分泌失调疾病以及一些脂肪生成急速代谢功能障碍与睡眠异常有着非常紧密的联系。所以一套闭环式的行之有效“睡眠监测及助眠云服务系统”使用户能够清楚的知悉自己和家人的睡眠状况，有针对性，个性化的改善睡眠质量，提高生活质量有着重大的意义。同时伴伴随着“重大意思”也存在着巨大的商业价值。
从目前市场上相关产品的形态来看，无论是传统的家纺、家居企业进军睡眠监测领域还是传统IT企业进行睡眠监测领域，其产品形态和系统构成均存在以下几个弊端：
（1）形态单一：大批传统的IT企业，家纺、家居企业转型跟进，迅速催生了可穿戴睡眠监测市场大量的新兴创业公司，同时也导致了全行业“重硬轻软”的现状，同类同质化现场(现象)严重。
（2）功能单调：产品的功能定位方面，九成以上的可穿戴睡眠监测产品集中于运动健身和资讯娱乐方面。细化到具体的产品应用功能上只是，“心率+计步器+卡路里”的标配辅以睡眠监测的排列组合。睡眠监测只做锦上添花不做主要功能。从而使睡眠监测功能流于噱头，缺乏专业性。
（3）缺少完善的数据服务系统：大部分睡眠监测设备对于采集到的各种监测数据通常采用短平快的程式化分析处理，在大数据的分析和应用方面缺乏深度挖掘和特色分析，因而所能提供的应用服务内容大同小异，没有深度，不成体系。
（4）缺少相关科学领域的技术支撑：由于在预防医学与健康促进领域的相关基础研究开展不足，客观上睡眠监测产品对所采集的各种监测数据的分析流于表面，无法深刻理解各种监测指标和数据指征的生理意义和人体健康症候，更是无从谈起去深度挖掘其中蕴藏的健康评估和管理价值。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种可帮助提高驾驶员驾驶技能的模拟考试培训系统。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种睡眠监测及助眠云服务系统，包括：
前端采集单元，采用基于MEMS技术的3轴加速度和3轴陀螺仪，其可以获取X轴，Y轴，Z轴三轴方向的加速度信息和角度信息，从而感测人在睡眠过程中体动信息和体位信息的改变，依据海量测试数据的分析从而得到关联睡眠状态相关指标的计算模型；
移动终端APP单元，与前端采集单元通信连接，其包括用户管理模块、设备管理模块、睡眠数据统计模块、睡眠数据展示模块和睡眠质量评估模块，所述用户管理模块用于完成用户登录、用户注册、家庭用户管理和家庭用户数据查询操作，所述设备管理模块用于设备绑定设置和设备管理设置，所述睡眠数据统计模块用于统计深度睡眠、中度睡眠、浅度睡眠以及清醒时间占整个睡眠周期的百分比，所述睡眠数据展示模块用于体动信息的统计及曲线展示，所述睡眠质量评估模块用于对睡眠质量进行评估和评分；
后台服务系统单元，与移动终端APP单元通信连接，其包括Web服务器、WEBService服务器、Socket服务器、数据库服务器和数据挖掘服务器，且Web服务器、WEBService服务器、Socket服务器、数据库服务器和数据挖掘服务器均采用集群化架构设计；
声光干扰单元，与后台服务系统单元通信连接，其包括光线助眠模块、声音助眠模块和声音唤醒模块，所述光线助眠模块利用灯光的色彩配合明亮度来促进睡眠，所述声音助眠模块利用1kHz-14KHz频段的音乐来促进睡眠，所述声音唤醒模块采用浅睡唤醒的方式来对用户进行唤醒。
在上述的睡眠监测及助眠云服务系统中，所述前端采集单元通过Bluetooth与移动终端APP单元通信连接。
在上述的睡眠监测及助眠云服务系统中，所述移动终端APP单元通过Wifi或4G网络与后台服务系统单元通信连接。
在上述的睡眠监测及助眠云服务系统中，所述后台服务系统单元通过Wifi或4G网络与声光干扰单元通信连接。
在上述的睡眠监测及助眠云服务系统中，所述光线助眠模块采用卧室智能助眠灯，可实现声、光睡眠环境参数的调控，营造个性化助眠环境，且卧室智能助眠灯结合互联网和大数据技术，构建从睡眠状况检测到个性化助眠方案生成和实施再到实施效果评价的闭环式睡眠管理云服务平台。
与现有的技术相比，本睡眠监测及助眠云服务系统的优点在于：
1、通过采用闭环式睡眠监测和助眠云服务，可形成睡眠监测、分析评估和助眠干预的循环调节和反馈，进而使得本系统适用于每一位用户睡眠的需要。
2、通过设置基于MEMS技术的3D加速度传感器，实现了对未睡、浅睡眠和深睡眠的实时在线无干扰检测，同时其可依据海量测试数据的分析从而得到关联睡眠状态相关指标的计算模型，据此可对用户提供睡眠指数评估和个性化生活照料服务。
3、通过设置卧室智能助眠灯，可实现声、光睡眠环境参数的调控，营造个性化助眠环境，并添加助眠音乐播放功能，结合系统对用户睡眠的智能科学化的干预，可进一步提高助眠的效果。
4、通过将本系统与互联网和大数据技术结合，可构建从睡眠状况检测到个性化助眠方案生成和实施再到实施效果评价的闭环式睡眠管理云服务平台，进而实现了用户睡眠的智能化管理和服务。
附图说明
图1是本发明提供的一种睡眠监测及助眠云服务系统的工作原理框图；
图2是本发明提供的一种睡眠监测及助眠云服务系统中移动终端APP单元的结构图；
图3是本发明提供的一种睡眠监测及助眠云服务系统中声光干扰单元的结构图；
图4是本发明提供的一种睡眠监测及助眠云服务系统中后台服务系统框架图。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
如图1-4所示，一种睡眠监测及助眠云服务系统，包括：
前端采集单元，采用基于MEMS技术的3轴加速度和3轴陀螺仪，其可以获取X轴，Y轴，Z轴三轴方向的加速度信息和角度信息，从而感测人在睡眠过程中体动信息和体位信息的改变，依据海量测试数据的分析从而得到关联睡眠状态相关指标的计算模型。
移动终端APP单元，通过Bluetooth与前端采集单元通信连接，其包括用户管理模块、设备管理模块、睡眠数据统计模块、睡眠数据展示模块和睡眠质量评估模块，所述用户管理模块用于完成用户登录、用户注册、家庭用户管理和家庭用户数据查询操作，所述设备管理模块用于设备绑定设置和设备管理设置，所述睡眠数据统计模块用于统计深度睡眠、中度睡眠、浅度睡眠以及清醒时间占整个睡眠周期的百分比，所述睡眠数据展示模块用于体动信息的统计及曲线展示，所述睡眠质量评估模块用于对睡眠质量进行评估和评分。
后台服务系统单元，通过Wifi或4G网络与移动终端APP单元通信连接，其包括Web服务器、WEBService服务器、Socket服务器、数据库服务器和数据挖掘服务器，且Web服务器、WEBService服务器、Socket服务器、数据库服务器和数据挖掘服务器均采用集群化架构设计，由于考虑后期用户量可能存在的爆炸式增长，在本发明后台服务系统的架构设计上充分考虑后期数据的无缝迁移和服务的弹性扩容，所采用的系统架构如图4所示，其中每个集群均按照最小化配置，后期随着用户量的增加可通过动态的添加每个集群中的对应服务器的数量实现系统量级的无缝迁移。
声光干扰单元，通过Wifi或4G网络与后台服务系统单元通信连接，其包括光线助眠模块、声音助眠模块和声音唤醒模块，所述光线助眠模块利用灯光的色彩配合明亮度来促进睡眠，由于波长590-750nm的红橙光能影响人脑体内的松果体腺，促进褪黑素分泌，加强睡意，让人更快入睡，褪黑素是一种促进睡眠的物质，常见于天然提取的安眠药中，睡眠科学家发现，褪黑素除了改善睡眠还能延缓衰老、抗击肿瘤和调节免疫；在此，光线助眠模块具体可采用卧室智能助眠灯，可实现声、光睡眠环境参数的调控，营造个性化助眠环境，且卧室智能助眠灯结合互联网和大数据技术，构建从睡眠状况检测到个性化助眠方案生成和实施再到实施效果评价的闭环式睡眠管理云服务平台；所述声音助眠模块利用1kHz-14KHz频段的音乐来促进睡眠，研究表明1kHz-14KHz频段的音乐是有助于睡眠，相关睡眠专家曾做过4000人的临床试验，“入睡有改善”的人数达到了85%；所述声音唤醒模块采用浅睡唤醒的方式来对用户进行唤醒，由于人在睡眠时身体发生一些微妙的变化使我们在早上容易发病，不合适的闹铃声会加剧这个过程，在浅睡阶段以一种舒适的方式唤醒将会为有效提升唤醒后的精神状态，具体可采用环境光变化和模拟大自然虫鸟叫声的方式进行“温柔”唤醒。
本发明首先对用户的睡眠状态进行实时在线监测，继而通过互联网技术将实时监测的数据上传至数据中心，数据中心根据大数据知识库比对分析和历史数据挖掘分析技术给出用户数据的评价建议和干预处方，最后将干预处方下发到声光干预系统，实现对卧室的声光环境进行调节从而实现助眠干预。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于，包括：
前端采集单元，采用基于MEMS技术的3轴加速度和3轴陀螺仪，其可以获取X轴，Y轴，Z轴三轴方向的加速度信息和角度信息，从而感测人在睡眠过程中体动信息和体位信息的改变，依据海量测试数据的分析从而得到关联睡眠状态相关指标的计算模型；
移动终端APP单元，与前端采集单元通信连接，其包括用户管理模块、设备管理模块、睡眠数据统计模块、睡眠数据展示模块和睡眠质量评估模块，所述用户管理模块用于完成用户登录、用户注册、家庭用户管理和家庭用户数据查询操作，所述设备管理模块用于设备绑定设置和设备管理设置，所述睡眠数据统计模块用于统计深度睡眠、中度睡眠、浅度睡眠以及清醒时间占整个睡眠周期的百分比，所述睡眠数据展示模块用于体动信息的统计及曲线展示，所述睡眠质量评估模块用于对睡眠质量进行评估和评分；
后台服务系统单元，与移动终端APP单元通信连接，其包括Web服务器、WEBService服务器、Socket服务器、数据库服务器和数据挖掘服务器，且Web服务器、WEBService服务器、Socket服务器、数据库服务器和数据挖掘服务器均采用集群化架构设计；
声光干扰单元，与后台服务系统单元通信连接，其包括光线助眠模块、声音助眠模块和声音唤醒模块，所述光线助眠模块利用灯光的色彩配合明亮度来促进睡眠，所述声音助眠模块利用1kHz-14KHz频段的音乐来促进睡眠，所述声音唤醒模块采用浅睡唤醒的方式来对用户进行唤醒。
2.根据权利要求1所述的睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于，所述前端采集单元通过Bluetooth与移动终端APP单元通信连接。
3.根据权利要求2所述的睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于，所述移动终端APP单元通过Wifi或4G网络与后台服务系统单元通信连接。
4.根据权利要求1所述的睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于，所述后台服务系统单元通过Wifi或4G网络与声光干扰单元通信连接。
5.根据权利要求1所述的睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于，所述光线助眠模块采用卧室智能助眠灯，可实现声、光睡眠环境参数的调控，营造个性化助眠环境，且卧室智能助眠灯结合互联网和大数据技术，构建从睡眠状况检测到个性化助眠方案生成和实施再到实施效果评价的闭环式睡眠管理云服务平台。
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