一种智能睡眠监测设备和云端系统的制作方法

1.本发明涉及健康监测技术领域，具体为一种智能睡眠监测设备和云端系统。


背景技术：

2.现代生活节奏越来越快，城市人群的工作压力和工作时间都在增大，导致睡眠质量和效果不同程度的下降，睡眠监测仪产品应用而生。目前市场出现的与睡眠监测相关的产品多采用压电传感器，这设计方案主要存在两个问题：1、监测和主机电路一体，安全性不够高；2、压电传感器的成本较高。
3.并且现在的睡眠监测仪在使用时需要把传感器(长度一般50cm～100cm)横放到床上，使用者的背部需要压在传感器上方，这样可以准确地采集使用者的呼吸频率和心率等参数。但是这种使用方式十分不便，同时如果传感器的包裹性较差、包裹材料不佳，容易对使用者的背部造成不适，影响到使用者的睡眠质量。
4.另一方面，现在的睡眠检测仪仅有监测功能，监测数据不易获取，使用者更难以根据监测数据判断是否健康。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种智能睡眠监测设备和云端系统，以达到安全高效、支持数据上传问诊的目的，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能睡眠监测设备，包括传感器和主机两部分，所述传感器和主机通过气管连接；
7.所述传感器采用气囊传感器，且气囊传感器采用多气室结构；
8.所述主机的内部结构由电路板、气压传感器、气阀、气泵以及内部气路连接装置五部分组成；
9.所述电路板包括供电系统及电源管理系统、控制单元、指示单元、操作单元、无线数据收发单元、信号采集单元；
10.所述气管设置在气管收卷结构中，且气管收卷结构安装在主机中，所述主机底部设置有定位组件，通过定位组件进行主机的位置固定以及气管的固定。
11.优选的，所述主机的壳体由上盖以及下盖组成，且主机内部的电路板包括pcb主板、锂电池、天线、喇叭、连体按键，且气阀为泄气阀，所述气泵由泡棉以及马达构成，所述气路连接装置采用五通管。
12.优选的，所述气管收卷结构包括有固定安装在主机管道出口上的气管卷盘，且气管卷盘中转动安装有绕卷轴，所述气管卷盘中设置有腔体，且绕卷轴位于腔体的中心位置，所述气管卷盘的两侧设置有管道进出口。
13.优选的，所述定位组件包括有固定安装在主机底部的吸盘脚以及弹簧，且弹簧上固定连接有底板，所述底板上固定连接有连接杆，且连接杆上固定连接有卡块，所述绕卷轴上固定安装有定位套。
14.优选的，所述吸盘脚设置有四个，且底板位于四个吸盘脚的中间位置，所述连接杆固定连接在底板的一侧，且卡块位于连接杆的端部，所述卡块采用棱柱结构，且定位套安装在绕卷轴的底端。
15.一种智能睡眠监测设备用云端系统，所述云端系统由移动设备、云端服务器以及终端设备组成，所述智能睡眠监测设备中搭载蓝牙模块、wifi模块、4g模块、5g模块的一种。
16.优选的，所述云端服务器中设置有处理器，且处理器通过系统总线连接有非易失性存储介质、内存储器以及网络接口，所述非易失性存储介质中设置有操作系统、计算机程序、数据库。
17.优选的，所述终端设备中设置有处理器，且处理器通过系统总线连接有非易失性存储介质、内存储器、网络接口、显示屏以及输入装置，所述非易失性存储介质中设置有操作系统、计算机程序。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1.本发明采用电路和气路独立结构，将传感器以及主机进行了独立设置，完美的解决了安全性和高成本的问题，主机部分包括电路和气路接口，传感器是纯气路结构，这样设计使得使用者接触到的传感器是无电路的，因为无短路、发热等风险，从而提高了安全性，该传感器制作简单因此也降低了成本；
20.2.本发明考虑用户、产品、数据、人工智能、云端医生、线下治疗相结合的系统管理，用户使用产品，产品把监测到的数据上传到云端服务器，服务器对用户数据进行管理、分析、趋势预判、疾病预防、健康指数估算等，大量的用户数据的特征分析、学习、疾病预测等协助医生完成病人健康状态管理、病理分析等工作，支持用户与医生的“远距离”沟通、问诊、咨询等；
21.3.本发明为了保证气管的畅通，防止其被弯曲阻塞，还设置有气管收卷结构，能够保证需要多长就放出多长，并且气管能够被保护设置在气管卷盘中，在使用者睡眠中进行质量监测时，能够有效的防止使用者无意识的压在气管上，从而保证气路的畅通，并且主机的下盖上还设置有定位组件，通过定位组件可以将主机快速的固定在床上，防止气囊传感器的使用影响到主机，也防止使用者压在主机上，将气囊传感器设置好之后，可以将主机通过吸盘脚吸附在墙壁或者床板上，并且在吸盘脚被紧紧的压在固定位置时，能够将底板克服弹簧的压力进行压缩，使得底板带动连接杆移动，连接杆端部的卡块与定位套进行了连接，进而将绕卷轴固定住，防止气管被拉动，即在主机固定时可以同时将气管固定住，使用十分方便，进一步提高监测设备的安全性。
附图说明
22.图1为本发明主机结构的示意图；
23.图2为本发明监测设备整体结构的示意图；
24.图3为本发明主机结构的爆炸示意图；
25.图4为本发明主机结构的配线图；
26.图5为本发明定位结构的示意图；
27.图6为本发明监测传感器内部结构的示意图；
28.图7为本发明主机内部结构的示意图；
29.图8为本发明通信结构的示意图；
30.图9为本发明主控板电路框图；
31.图10为本发明服务器结构框图；
32.图11为本发明终端结构框图；
33.图12为本发明通信方式的第一示意图；
34.图13为本发明通信方式的第二示意图；
35.图14为本发明通信方式的第三示意图。
36.图中：上盖1、pcb主板2、锂电池3、泄气阀4、泡棉5、马达6、天线7、下盖8、五通管9、喇叭10、连体按键11、气管12、气管卷盘13、绕卷轴14、气囊传感器15、吸盘脚16、弹簧17、底板18、连接杆19、卡块20、定位套21。
具体实施方式
37.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，须知，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.请参阅图1至图14，本发明提供一种技术方案：一种智能睡眠监测设备，包括传感器和主机两部分，传感器和主机通过气管12连接；
39.本发明采用电路和气路独立结构，将传感器以及主机进行了独立设置，完美的解决了安全性和高成本的问题。主机部分包括电路和气路接口，传感器是纯气路结构。这样设计使得使用者接触到的传感器是无电路的，因为无短路、发热等风险，从而提高了安全性。该传感器制作简单因此也降低了成本；
40.传感器采用气囊传感器15，且气囊传感器15采用多气室结构；
41.气囊传感器内部结构如图6所示。采用多气室设计是为了防止气体分布不均造成的信号采集不稳定、偏弱等问题。实际气室数量由气囊长度、信号采集和加工工艺决定，可以根据实际情况调整。气室结构可以是方形、长方形、圆形、三角形或者组合形式等等；
42.主机内部结构由电路板、气压传感器、气阀、气泵以及内部气路连接装置五部分组成；
43.使用时需要将气囊传感器横放(常规放置)在床上，使用者躺下背部压在气囊上，此时打开主机上的“启动”开关将睡眠检测仪打开。气泵开始工作，通过气管给气囊充气，压力传感器实时监测整个气路的压力和信号，当气路内的压力满足要求时(一般在20～30mmhg)气泵停止工作。压力传感器实时监测整个气路的压力和信号，电路中的mcu采集和分析这些信号并做记录，通过算法完成呼吸频率、心率、夜起次数等参数计算，并最终完成睡眠质量分析和睡眠数据的处理。当使用者起床或操作关闭睡眠监测仪时则停止工作，气阀则把气路中的空气泄放；
44.电路板包括供电系统及电源管理系统、控制单元、指示单元、操作单元、无线数据收发单元、信号采集单元；
45.如图9所示，主机中设置有主控单元，通过主控单元进行充电和电源管理模块、气
泵控制模块、气阀控制模块、存储模块、播报模块、指示模块、温湿度监控模块、信号采集模块、通信模块、扩展接口的控制，并且通过主机上的按键进行主控单元的控制；
46.气管12设置在气管收卷结构中，且气管收卷结构安装在主机中，主机底部设置有定位组件，通过定位组件进行主机的位置固定以及气管的固定。
47.气囊传感器15的气室结构可以采用方形、长方形、圆形、三角形中的一种或者组合形式；
48.主机的壳体由上盖1以及下盖8组成，且主机内部的电路板包括pcb主板2、锂电池3、天线7、喇叭10、连体按键11，且气阀为泄气阀4，气泵由泡棉5以及马达6构成，气路连接装置采用五通管9；
49.通过上盖1以及下盖8构成主机的基础壳体结构，进而将各种零部件封装在其中，通过pcb主板2作为核心，通过锂电池3进行供电，而天线7能够进行信号的收发，利用喇叭10进行语音播报，起到提醒使用者的作用，并且主机通过一个连体按键11进行控制，当需要通过气囊传感器15进行睡眠监测时，通过主机中马达6构成的气泵向着气管中送气，进而将气囊传感器15充气膨胀，而监测完成之后，则通过泄气阀4将气放掉；
50.通过五通管9能够进行气路的连通，进而对气囊传感器15中的气压进行检测；
51.气管收卷结构包括有固定安装在主机管道出口上的气管卷盘13，且气管卷盘13中转动安装有绕卷轴14，气管卷盘13中设置有腔体，且绕卷轴14位于腔体的中心位置，气管卷盘13的两侧设置有管道进出口；
52.本发明为了保证气管的畅通，防止其被弯曲阻塞，还设置有气管收卷结构，能够保证需要多长就放出多长，并且气管能够被保护设置在气管卷盘13中，在使用者睡眠中进行质量监测时，能够有效的防止使用者无意识的压在气管上，从而保证气路的畅通；
53.将气管塞进到气管卷盘13中时，气管能够一圈圈的缠绕在绕卷轴14上，并且确保内圈的气管不受到外圈的压迫，保证气路的畅通；
54.定位组件包括有固定安装在主机底部的吸盘脚16以及弹簧17，且弹簧17上固定连接有底板18，底板18上固定连接有连接杆19，且连接杆19上固定连接有卡块20，绕卷轴14上固定安装有定位套21；
55.并且主机的下盖8上还设置有定位组件，通过定位组件可以将主机快速的固定在床上，防止气囊传感器15的使用影响到主机，也防止使用者压在主机上；
56.将气囊传感器15设置好之后，可以将主机通过吸盘脚16吸附在墙壁或者床板上，并且在吸盘脚16被紧紧的压在固定位置时，能够将底板18克服弹簧17的压力进行压缩，使得底板18带动连接杆19移动，连接杆19端部的卡块20与定位套21进行了连接，进而将绕卷轴14固定住，防止气管被拉动，即在主机固定时可以同时将气管固定住，使用十分方便；
57.吸盘脚16设置有四个，且底板18位于四个吸盘脚16的中间位置，连接杆19固定连接在底板18的一侧，且卡块20位于连接杆19的端部，卡块20采用棱柱结构，且定位套21安装在绕卷轴14的底端；
58.本发明考虑用户、产品、数据、人工智能、云端医生、线下治疗相结合的系统管理，用户使用产品，产品把监测到的数据上传到云端服务器，服务器对用户数据进行管理、分析、趋势预判、疾病预防、健康指数估算等，大量的用户数据的特征分析、学习、疾病预测等协助医生完成病人健康状态管理、病理分析等工作。支持用户与医生的“远距离”沟通、问
诊、咨询等；
59.因此公开了一种智能睡眠监测设备用云端系统，云端系统由移动设备、云端服务器以及终端设备组成，智能睡眠监测设备中搭载蓝牙模块、wifi模块、4g模块、5g模块的一种；
60.当智能睡眠监测设备中搭载的是蓝牙模块时，如图12所示，当主机进行了睡眠数据的采集之后，可以将数据、状态传输到移动设备，进而通过移动设备将数据传送到云端服务器，再将数据传输到终端设备，并且可以通过移动设备发送控制指令和数据，直接控制监测设备；
61.当智能睡眠监测设备中搭载的是wifi模块时，如图13所示，可以通过监测设备直接将数据传输到云端服务器，并且通过云端服务器将数据进一步传输到终端设备，同时可以通过移动设备的网络发送控制指令和数据，直接控制监测设备；
62.当智能睡眠监测设备中搭载的是4g模块或者5g模块时，如图14所示，可以通过监测设备将数据直接传输到云端服务器，通过云端服务器将数据进一步传输到终端设备，并且可以通过移动设备与云端服务器进行数据互传；
63.云端服务器中设置有处理器，且处理器通过系统总线连接有非易失性存储介质、内存储器以及网络接口，非易失性存储介质中设置有操作系统、计算机程序、数据库；
64.终端设备中设置有处理器，且处理器通过系统总线连接有非易失性存储介质、内存储器、网络接口、显示屏以及输入装置，非易失性存储介质中设置有操作系统、计算机程序；
65.本发明在使用时：首先，本发明采用电路和气路独立结构，将传感器以及主机进行了独立设置，完美的解决了安全性和高成本的问题。主机部分包括电路和气路接口，传感器是纯气路结构。这样设计使得使用者接触到的传感器是无电路的，因为无短路、发热等风险，从而提高了安全性。该传感器制作简单因此也降低了成本，气囊传感器内部采用多气室设计是为了防止气体分布不均造成的信号采集不稳定、偏弱等问题，实际气室数量由气囊长度、信号采集和加工工艺决定，可以根据实际情况调整，使用时需要将气囊传感器横放(常规放置)在床上，使用者躺下背部压在气囊上，此时打开主机上的“启动”开关将睡眠检测仪打开。气泵开始工作，通过气管给气囊充气，压力传感器实时监测整个气路的压力和信号，当气路内的压力满足要求时(一般在20～30mmhg)气泵停止工作。压力传感器实时监测整个气路的压力和信号，电路中的mcu采集和分析这些信号并做记录，通过算法完成呼吸频率、心率、夜起次数等参数计算，并最终完成睡眠质量分析和睡眠数据的处理。当使用者起床或操作关闭睡眠监测仪时则停止工作，气阀则把气路中的空气泄放；
66.本发明为了保证气管的畅通，防止其被弯曲阻塞，还设置有气管收卷结构，能够保证需要多长就放出多长，并且气管能够被保护设置在气管卷盘13中，在使用者睡眠中进行质量监测时，能够有效的防止使用者无意识的压在气管上，从而保证气路的畅通，将气管塞进到气管卷盘13中时，气管能够一圈圈的缠绕在绕卷轴14上，并且确保内圈的气管不受到外圈的压迫，保证气路的畅通，并且主机的下盖8上还设置有定位组件，通过定位组件可以将主机快速的固定在床上，防止气囊传感器15的使用影响到主机，也防止使用者压在主机上，将气囊传感器15设置好之后，可以将主机通过吸盘脚16吸附在墙壁或者床板上，并且在吸盘脚16被紧紧的压在固定位置时，能够将底板18克服弹簧17的压力进行压缩，使得底板
18带动连接杆19移动，连接杆19端部的卡块20与定位套21进行了连接，进而将绕卷轴14固定住，防止气管被拉动，即在主机固定时可以同时将气管固定住，使用十分方便；
67.本发明考虑用户、产品、数据、人工智能、云端医生、线下治疗相结合的系统管理，用户使用产品，产品把监测到的数据上传到云端服务器，服务器对用户数据进行管理、分析、趋势预判、疾病预防、健康指数估算等，大量的用户数据的特征分析、学习、疾病预测等协助医生完成病人健康状态管理、病理分析等工作。支持用户与医生的“远距离”沟通、问诊、咨询等，当智能睡眠监测设备中搭载的是蓝牙模块时，当主机进行了睡眠数据的采集之后，可以将数据、状态传输到移动设备，进而通过移动设备将数据传送到云端服务器，再将数据传输到终端设备，并且可以通过移动设备发送控制指令和数据，直接控制监测设备；当智能睡眠监测设备中搭载的是wifi模块时，可以通过监测设备直接将数据传输到云端服务器，并且通过云端服务器将数据进一步传输到终端设备，同时可以通过移动设备的网络发送控制指令和数据，直接控制监测设备；当智能睡眠监测设备中搭载的是5g模块时，可以通过监测设备将数据直接传输到云端服务器，通过云端服务器将数据进一步传输到终端设备，并且可以通过移动设备与云端服务器进行数据互传。
68.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。