一种便携式睡眠监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于家用电子监测【技术领域】，具体为一种便携式睡眠监测系统。系统包括用户端设备和服务器；用户端设备通过无线通信网络与服务器公共网络通信；用户端设备由电池供电，电极与数据预处理装置通过导线连接，数据采集装置与通信装置采用蓝牙通信，通信装置通过无线通信网络连接设备与服务器通信；数据采集装置包括低功耗微控制器、预处理模块、数据存储模块、蓝牙。服务器端设备包括应用服务器和数据服务器；数据服务器与应用服务器通过内部网络连接；应用服务器通过公共网络响应用户需求；应用服务器包括用户管理、脑电波数据自动分析、结果显示与处理和数据管理等功能模块。本发明系统可使得睡眠监测快速、高效、便捷、安全，管理系统化。
【专利说明】一种便携式睡眠监测系统
【技术领域】
[0001]本发明属于家用电子监测【技术领域】，具体涉及一种便携式睡眠监测系统。
【背景技术】
[0002]良好的睡眠是人类健康的重要基础。混乱的睡眠会带来一系列的健康问题，如记忆力下降、免疫力变差等。此外，许多疾病，如抑郁症、打鼾，也会严重地降低人的睡眠质量。因此，对于睡眠质量的分析有着重要的意义。医学专家根据睡眠的深度及脑电图的特征，将睡眠分成不同的时期，进而分析睡眠质量。目前最常用的睡眠监测是多导睡眠监测。医生根据多种仪器监测所得的脑电波、心电波、肌电波、呼吸情况等一系列生理信号的数据进行睡眠分析。这种监测往往因为仪器昂贵，操作复杂，而只能在医院中完成。显然，这是一种极不方便性、高代价、长耗时，同时易引入个人经验错误的方法。
【发明内容】
[0003]为了克服人工多导睡眠监测的便携性差和无法自动分析的不足，本发明提供一种便携式睡眠监测系统，该系统体积小、便携性好，能够自动分析脑电波数据及提供相关的管理功能。
[0004]本发明提供的便携式睡眠监测系统，包括用户端设备和服务器。用户端设备通过无线通信网络与服务器公共网络通信，达到远距离家庭监测的目的。
[0005]所述用户端设备包括电极、数据采集装置、通信装置。所述电极与数据采集装置通过导线连接，数据采集装置与通信装置采用蓝牙通信，达到降低无线信号辐射对人体伤害的目的。所述数据采集装置采用16位低功耗微控制器，数据采集装置还包括低功耗信号预处理模块、数据存储模块；其中，所述数据存储模块，采用带有文件系统的SD卡，形成一个数据的缓存区域，能在无法连接通信网络的情况下存储一定量的数据，达到保护数据完整的目的；所述预处理模块主要负责对采集的信息进行数字滤波、编码处理。所述通信装置包括无线通信网络连接设备，其中，无线通信网络连接设备用于与服务器通信。数据采集装置及通信装置均使用电池供电，达到随处可以监测的目的。
[0006]当被监测用户请求监测时，手动开启无线通信网络连接设备的网络连接功能，配对蓝牙，连接电极到头部特定位置。此时，数据采集装置的控制器通过电极按照设定的频率(如100Hz)采样，采样得到的信号输入到信号预处理模块，由信号预处理模块进行滤波与编码处理。此时控制器将信号预处理模块输出信号、采样时间、采样频率按照通信格式编码存入到数据存储模块中。经过特定的监测时间(如10分钟)后，控制器通过蓝牙模块向通信装置发送数据存储模块中的数据，通信装置转发蓝牙数据经无线通信网络连接模块送至服务器。
[0007]本发明中，所述服务器端设备包括应用服务器和数据服务器。数据服务器与应用服务器通过内部网络连接，达到保护用户数据安全的目的。应用服务器通过公共网络响应用户需求。应用服务器包括用户管理、脑电波数据分析、结果显示与处理功能和数据管理功能。当服务器接到被监测用户的脑电波数据时，应用服务器将相关数据存储到数据服务器并通过自动睡眠分析算法分析脑电波数据，存储分析结果，并将结果通过公共网络反馈被监测用户。采用自动睡眠分析算法，达到了快速高效分析及节约人工精力的目的。当所述被监测用户的医生请求监测结果，服务器返回监测结果，并提供结果校对、修正与输出功能，达到正确分析脑电波数据的目的。数据管理功能模块用于分析被监测历史记录，通过对比分析，观察发展趋势。所采用的自动睡眠分期算法的过程是，从脑电波数据中提取出相关的特征向量，输入到分类器中，预测的结果，常用可以为，但不限于支持向量机、簇类、隐形马尔科夫链、神经网络等分类器及其相关组合。
[0008]本发明的有益效果是，采用低功耗设备、无线通信网络及自动睡眠分析算法，使得睡眠监测快速、高效、便捷、安全，管理系统化。本发明是一种能够便携、安全监测、全自动分析的家用健康监测系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明的整体结构图。
[0010]图2是图1中服务器端的结构图。
[0011]图中标号:1.用户端设备，2.电极，3.数据采集装置，3.蓝牙，4.电源，5.控制器，6.数据存储，7.信号预处理模块，8蓝牙，9.通信装置，10.无线通信网络连接设备，11.月艮务器，12.数据服务器，13.应用服务器。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0013]在图1实施例中，用户端设备I和服务器11通过无线通信网络连接。电极2与数据采集装置3通过导线连接，数据采集装置3与通信装置9采用蓝牙8通信，数据采集装置3采用16位低功耗控制器5，外设还应包括信号预处理模块7、数据存储模块6。通信装置9包括蓝牙8和无线通信网络连接设备10。无线通信网络连接设备10连接通信网络，接入到公网中，与服务器11通信。用户端设备I中数据采集装置3与通信装置9均采用电池电源供电4。
[0014]在图2所示实施例中，服务器11由数据服务器12和应用服务器13组成。数据服务器12与应用服务器13通过内部网络连接，应用服务器13通过公共网络向客户提供服务。应用服务器13包括用户管理、脑电波数据分析、结果显示与处理功能模块和数据管理功能1吴块。
[0015]具体实施过程为:被监测用户请求监测时，手动开启通信装置9上的无线通信网络连接设备10的网络连接功能，配对蓝牙8，连接电极2到头部特定位置。此时，数据采集装置3控制器5通过电极2按照设定的频率如10Hz采样，得到的信号输入信号预处理模块7处理。控制器5将信号预处理模块7输出信号、采样时间、采样频率按照通信格式编码存入到数据存储6模块中。经过特定的监测时间如10分钟后，控制器5通过蓝牙8向通信装置9发送数据存储6模块中的数据，通信装置9转发蓝牙8数据经无线通信网络连接模块10送至服务器11。服务器11接到被监测用户的脑电波数据时，应用服务器13解析接收数据，将脑电波数据存储到数据服务器12并通过自动睡眠分析算法分析脑电波数据，存储分析结果，并将结果通过公共网络反馈给被监测用户。当所述被监测用户的医生请求监测结果，服务器11返回监测结果，并提供结果校对、修正与输出功能。
【权利要求】
1.一种便携式睡眠监测系统，包括用户端设备和服务器，用户端设备通过无线通信网络与服务器公共网络通信；其中: 所述用户端设备包括电极、数据采集装置、通信装置；所述电极与数据采集装置通过导线连接，数据采集装置与通信装置采用蓝牙通信；所述数据采集装置采用16位低功耗微控制器，数据采集装置还包括低功耗信号预处理模块、数据存储模块；其中，所述数据存储模块，采用带有文件系统的SD卡，形成一个数据的缓存区域；所述预处理模块负责对采集的信息进行数字滤波、编码处理；所述通信装置包括一无线通信网络连接设备，其中，无线通信网络连接设备用于与服务器通信；数据采集装置及通信装置均使用电池供电； 当被监测用户请求监测时，手动开启无线通信网络连接设备的网络连接功能，配对蓝牙，连接电极到头部特定位置；此时，数据采集装置的控制器通过电极按照设定的频率采样，采样得到的信号输入到信号预处理模块，由信号预处理模块进行滤波与编码处理；此时控制器将信号预处理模块输出信号、采样时间、采样频率按照通信格式编码存入到数据存储模块中；经过设定的监测时间后，控制器通过蓝牙向通信装置发送数据存储模块中的数据，通信装置转发蓝牙数据经无线通信网络连接模块送至服务器。
2.根据权利要求1所述的便携式睡眠监测系统，其特征在于所述服务器端设备包括应用服务器和数据服务器；数据服务器与应用服务器通过内部网络连接；应用服务器通过公共网络响应用户需求；所述应用服务器包括用户管理、脑电波数据分析、结果显示与处理功能模块和数据管理功能模块；当服务器接到被监测用户的脑电波数据时，应用服务器将相关数据存储到数据服务器并通过自动睡眠分析算法分析脑电波数据，存储分析结果，并将结果通过公共网络反馈被监测用户；当所述被监测用户的医生请求监测结果，应用服务器返回监测结果，并提供结果校对、修正与输出功能，以正确分析脑电波数据；数据管理功能模块用于分析被监测历史记录，通过对比分析，观察发展趋势。
【文档编号】A61B5/0476GK104161511SQ201410362004
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】钱松荣, 林秀晶, 夏勇明, 杨鑫 申请人:复旦大学