睡眠监测智能传感床垫的制作方法

文档序号:11870591阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种睡眠监测智能传感床垫,其特征在于,采用两种柔性压力传感器,第一种传感器用于制作压力传感阵列,第一种传感器为边长0.6-0.9cm的正方形薄片状,每个传感器之间的距离为0.3-0.45cm,平均分布于整个床垫,用于检测床垫大部分区域的受力状况,并根据每个传感器所受的压力大小,转化成单一映射的电信号,电信号再转化成传感器在压力分布图像上对应位置的矩阵色块,矩阵色块的色度随着压力增大而增大,从而得到使用者的睡眠姿态,以及使用者的压力集中部分情况;第二种传感器分布于床垫的几处关键位置,包括人平躺时心脏对应床垫的位置,以及心脏关于脊柱对称的位置,人体躯干的中心位置以及人体腰部在床垫上所对应的位置,用于采集使用者的呼吸、体动以及心律信号造成的压力变化,并将这些压力变化信号转化成电信号;后续电路及处理器将得到的电信号进行放大、滤波、传输,再通过PC端进行特征提取、模式识别处理,得到压力分布图像以及睡眠分析。

2.根据权利要求1所述的睡眠监测智能传感床垫,其特征在于,具体结构包括:上面的缓冲层和下面的基底层,两者中间为依次第二种压力传感器的放置层、第一种压力传感器阵列层,或者第二种压力传感器和第一种压力传感器阵列的混合层;此外,还包括:第一种压力传感器阵列层的上下电极层,以及两种压力传感器层之间的隔离层;其中:

缓冲层用于防止压力传感器直接与外界接触,并对来自人体的压力进行适当的缓冲;

基底层用于防止下层电极直接与外界接触,并起到保护作用;

隔离层用于防止上层的结构由于重力原因与压力传感器层接触,避免影响信号的精度;

在压力传感器层与相应的的电极层之间设置有保护层,用于防止压力传感器与电极层接触产生干扰信号。

3.根据权利要求2所述的睡眠监测智能传感床垫,其特征在于,还包括:与第一种传感器即压力传感器阵列相关的部件:循环扫描采集模块、放大器和滤波电路,以及与第二种传感器相关的部件:放大器和滤波电路;此外,还包括后续电路的处理器、电源模块、时钟模块、存储模块、数据传输装置、PC端、数字信号处理器;其中:

处理器控制循环扫描采集模块选通内嵌的第一种传感器阵列,对压力传感器阵列信号的扫描,采集人体各个位置的压力信号,信号经过放大器放大、滤波电路滤波后输送至处理器;处理器还控制第二种传感器工作,将第二种传感器得到的电信号通过放大电路以及滤波电路,输送至处理器;处理器通过内置的模数转换器对经过放大电路以及滤波电路处理之后的模拟信号进行模数转换,得到数字信号;处理器将得到的数字信号放入存储模块,并将数字信号通过数据传输模块以无线传输的方式传输至PC端;数据传输模块由集成的WIFI模块以及外围电路组成;电源模块负责整个电路系统的供电,将220V市电转化成系统所需要的电压;时钟模块负责整个电路系统的时序控制,保证硬件电路能够顺利的按照软件程序设定的频率与时序进行工作。

4.根据权利要求3所述的睡眠监测智能传感床垫,其特征在于,在PC端,对信号进行滤波、降噪、平滑波形处理,然后将整个夜晚的信号按时间顺序进行分段,对每一段信号进行特征提取,提取的特征包括体动特征、呼吸特征、心律特征以及姿态特征;并根据特征对睡眠状态进行分类:

首先,进行第一步分类,即根据得到的体动特征对所有段信号进行分类,具体分为两类:如果体动特征满足相应的要求,则分为“夜间清醒+浅睡眠”类,如果不满足则分为“快速眼动睡眠+深睡眠”类;

然后,进行第二步分类,即根据呼吸特征、心率特征以及姿态特征对已有的两类分别进行模式识别,进一步划分为“夜间清醒”、“浅睡眠”、“深睡眠”以及“快速眼动睡眠”,然后根据四个睡眠阶段所占的比例进行睡眠分析,或者选择合适的叫醒时间;

最终监测得到的睡眠分析结果将以报告的形式通过手机APP或者PC软件显示给使用者,帮助使用者改善睡眠质量。

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