我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展導致人們的生活壓力越來越大,進而導致了失眠人口的比例越來越高。根據(jù)《中國睡眠指數(shù)報告》顯示,超過90%的民眾睡眠質量達不到“良好”,睡眠問題普遍存在。傳統(tǒng)的睡眠監(jiān)測儀一類為檢測功能全面的PSG多導睡眠監(jiān)測儀,但體積過大,費用較高,需要專業(yè)人員操作,由于監(jiān)測時對人體造成很大不適,導致其無法進行長時間監(jiān)測;另一類雖然體積較小,價格低廉,操作簡便,但檢測功能單一,測試結果精度較低,且更加無法起到睡眠干預的效果。因此,設計一款適用于家庭使用、操作簡單、檢測結果精確、同時能夠進行科學有效的睡眠干預閉環(huán)式睡眠監(jiān)測及助眠服務系統(tǒng),對改善用戶睡眠質量問題具有重要的意義。首先,本文簡要介紹了睡眠分期以及各期特性,睡眠狀態(tài)一般分為快動眼睡眠和非快動眼睡眠。同時簡要介紹了 RK標準,RK標準將NREM分成4期,詳細介紹了 N1、N、N3以及REM各期特性。隨后介紹了人體體動信號有三種測量模式:過零檢測模式,時間閾值檢測模式和數(shù)字積分檢測模式,基于人體體動信號測量模式建立睡眠監(jiān)測模型以及體動活動信號睡眠監(jiān)測相關性以及優(yōu)點,隨后介紹了本文睡眠算法,重點介紹了滑動平均濾波算法跟低通濾波算法,睡眠參數(shù)的標定選取以及睡眠狀態(tài)的判定。其次,設計了本文的系統(tǒng)硬件。硬件方面主要分為睡眠燈模塊與睡眠紐扣模塊。睡眠燈模塊主要有系統(tǒng)電源模塊、數(shù)字控制單元、數(shù)據(jù)存儲單元、WIFI通信模塊、LCD液晶顯示模塊以及睡眠燈燈珠的設計。睡眠紐扣模塊主要介紹了幾款加速度傳感器及其性能參數(shù)、藍牙通信模塊的設計,重點介紹了加速度傳感器絕對噪聲水平測試實驗,選出合適的加速度傳感器,最后簡要介紹了睡眠燈模塊與睡眠紐扣模塊的藍牙通信穩(wěn)定性測試。再次,設計了本文的系統(tǒng)軟件,軟件方面主要介紹了 LCD顯控單元、移動終端單元、后臺服務系統(tǒng)以及系統(tǒng)軟件的操作與運行。LCD顯控單元主要介紹了基于uC/OS-III嵌入式實時操作系統(tǒng)、STemWin圖形用戶界面的設計,重點介紹了鬧鐘、藍牙、WIFI的設計流程。移動終端單元主要介紹了用戶信息管理、助眠模式、睡眠日志以及設置功能的設計流程。后臺服務系統(tǒng)主要介紹了與睡眠燈以及移動終端進行數(shù)據(jù)通信、用戶睡眠數(shù)據(jù)的分析計算以及助用戶睡眠數(shù)據(jù)的存儲。最后詳細介紹了 LCD顯示單元與移動終端單元的操作與運行。最后通過與視頻睡眠監(jiān)測做對比實驗,對本文睡眠監(jiān)測系統(tǒng)的有效性和準確性進行驗證,實驗結果表明,本文設計的睡眠監(jiān)測系統(tǒng)重測量結果準確,能夠較好的對人體睡眠狀態(tài)進行分類,同時為了驗證本文睡眠監(jiān)測系統(tǒng)能夠對睡眠時間段人的離床與在床狀態(tài)進行區(qū)分,進行了試驗驗證,試驗結果表明在不同睡姿情況下,除了傳感器位置在小腿部位之外,都能夠對離床狀態(tài)進行有效區(qū)分,進而能夠更好地分析人體睡眠質量。
【學位單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TH789;TP274

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本文編號：2808153