智能睡眠监控系统

摘要

本发明公开了一种接触面很小的智能睡眠监控系统，它由生理信号采集模块,MCU控制模块、电源模块、睡姿调整模块和报警抢救模块组成。其中生理信号采集模块采用气垫均衡人体在平躺过程中由于心肌收缩，呼吸过程中胸腔收缩以及其他肌肉运动所产生的力,通过压力传感器将人体呼吸、心率、位移等生理信号转换为电信号，通过滤波、放大后传递给MCU进行处理、判断是否有睡眠呼吸终止，心脏骤停，跌落等异常，检测异常时，MCU通过驱动步进电机使枕头发生形变，调整睡眠呼吸，并针对异常进行相应的声光报警。本发明与被测体接触面积较小，无需佩戴传感器，不影响睡眠，成本低廉，便于操作和维护管理。可以用于老幼的日常家庭化监控的睡眠监控系统。

主权项

智能睡眠监控系统，其特征在于该系统包括生理信号采集模块、MCU控制模块、睡姿调整模块和报警抢救模块；其中，生理信号采集模块：生理信号采集模块包括一个可形变气囊，一路MP5010压力传感器、三路滤波电路和放大电路构成的带通滤波器，人体平躺压在可形变气囊上，由于人体心跳时心肌收缩，呼吸过程中胸腔收缩以及其他肌肉运动所产生的力改变了可形变气囊的体积，导致可形变气囊内部压强产生轻微变化，可形变气囊通过导管与MP5010压力传感器相连，MP5010压力传感器将压强变化转化为电信号，由于呼吸、心率、位移信号的频率不同，分别通过通频带不同的四阶巴特沃兹滤波器，将呼吸、心率、位移信号分离提取后，分三路传入MCU控制模块；MCU控制模块：包括A/D转换模块和主控芯片；A/D转换模块分别将生理信号采集模块采集的人体的呼吸、心率、位移三路模拟信号转换成数字信号并分别送入主控芯片，主控芯片对送入的呼吸、心率和位移的数字信号进行分析判断，得到人体呼吸、心率和位移信息；睡姿调整模块：主要包括DM542步进电机驱动适配器、相应功率的步进电机以及形状受电机控制的睡姿调整枕头，所述睡姿调整枕头由左右两翼构成，左右两翼靠近中部相对一侧各安装有一个传动齿轮，并同时与步进电机轴上安装的驱动齿轮直接或间接啮合；所述的步进电机驱动适配器用于接收MCU控制模块发出的步进电机驱动脉冲以及步进电机驱动方向、步进电机驱动使能控制信号，并对睡姿调整枕头进行睡姿调整；所述的睡姿调整模块采用两相混合式步进电机调整枕头的形变及位移，当MCU控制模块分析出人体呼吸信号没有，心率信号加快或不变，位移信号都正常时，通过MCU控制模块I/O口向睡姿调整模块发出电机驱动信号，使得步进电机逆时针旋转20个PWM脉冲即36度，由于齿轮传动，此时睡姿调整枕头两翼向下运动，被测者的头部被顶起，之后改变电机方向信号，使步进电机顺时针转动2倍逆时针转动角度即72度，此时睡姿调整枕头两翼向上运动，被测者的头部被陷入睡姿调整枕头中心部分，此时被测者头部保持向上状态，此后，再次改变电机方向信号，使电机逆时针转动36度，此时睡姿调整枕头两翼重新保持水平，睡姿调整结束；报警抢救模块：包括灯光报警和声音报警，用于接收MCU控制模块发出的指令并报警，当MCU控制模块分析出掉床、心脏信号异常的危险症状时，驱动报警抢救模块进行相应的灯光和/或声音报警。