一种基于睡眠带的上下床监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于睡眠带的上下床监测方法，包括如下步骤：步骤S1，所述压力传感器实时感应人体位移信息并产生电信号；步骤S2，所述滤波模块滤除压力传感器输出端的干扰信号；步骤S3，所述放大模块对滤波模块处理后的信号进行放大，并将放大后的信号传输至中央处理单元的AD转换接口；步骤S4，中央处理单元对放大模块的输出数据进行处理，将时间段Ts内输出数据的方差Delta与预设的阈值THDelta相比较，若方差Delta≥阈值THDelta，则判断出人体已上床，若方差Delta＜阈值THDelta，则判断出人体已离床。本发明专利技术算法简单、可靠性好，并能准确判断出上下床状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及睡眠监测方法，尤其涉及一种基于睡眠带的上下床监测方法。
技术介绍
随着生活节奏的加快，越来越多的人承受着更大的工作压力和精神压力，产生了很多健康问题，其中睡眠障碍尤为突出，据世界卫生组织对29个国家或地区的25916名病人调查得出，27％的人有睡眠问题，而我国睡眠障碍患者约占人群总数的30％以上。患有睡眠障碍不仅严重影响人的身体健康，还会造成工作效率和工作质量下降。。睡眠质量与身体健康存在着直接关系。睡眠质量的好坏直接影响到心脑血管疾病等其它疾病的，心脑血管疾病40％的发病率是在晚上。在新生儿发育的最初几个月期间，健康的睡眠是至关重要的。因此，已经提出了允许父母或其他护理者监测婴儿、幼儿和新生儿睡眠的装置。其中，睡眠时翻身和上下床频率以及睡眠时间是睡眠质量的两项重要指标，对两者进行监测具有重要的健康指导意义。现有技术中，智能手表和智能手环之类的穿戴式设备监测睡眠指标过于简单，存在明显的判断误差，而且睡眠时佩戴手表手环等会对身体造成不适。智能睡眠监测健康床垫，能通过睡眠监测振动传感带便可以通过内置的振动传感器来识别、监测胸腔的振动，来采集到包括呼吸率、翻身、离床等数据在内的睡眠信息，但是这些传感器必须是结合床垫使用，提高了成本，而且用户的可选择性很少。医院通常是利用脑电帽来采集人体头部特定部位的脑电信号，再将采集的脑电信号传输到配套的其他设备进行信号处理，得到脑电波形图，为监测睡眠状态以及克服睡眠障碍提供参数依据，继而确定治疗方案，但是这些电极帽采用硬质头盔结构，且采集电极数量多，患者佩戴不舒适，同时电极帽仅可用于脑电信号的采集，而处理则需要与其他设备配合使用，功能单一且不便携带。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种算法简单、可靠性好，并能准确判断出上下床状态的基于睡眠带的上下床监测方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。一种基于睡眠带的上下床监测方法，该方法基于一上下床监测装置实现，所述上下床监测装置包括有依次连接的压力传感器、滤波模块、放大模块、中央处理单元和显示模块，所述压力传感器设于睡眠带上，所述上下床监测方法包括如下步骤：步骤S1，所述压力传感器实时感应人体位移信息并产生电信号；步骤S2，所述滤波模块滤除压力传感器输出端的干扰信号；步骤S3，所述放大模块对滤波模块处理后的信号进行放大，并将放大后的信号传输至中央处理单元的AD转换接口；步骤S4，中央处理单元对放大模块的输出数据进行处理，将时间段Ts内输出数据的方差Delta与预设的阈值THDelta相比较，若方差Delta≥阈值THDelta，则判断出人体已上床，若方差Delta＜阈值THDelta，则判断出人体已离床。优选地，所述步骤S4中，采用如下公式进行对比判断：其中，是时间段Ts内输出数据的平均值，判断过程中，若f(Ds)＝1，则判断出人体已上床；若f(Ds)＝-1，则判断出人体已离床；若f(Ds)＝0，则判断出床体使用情况异常。优选地，所述压力传感器为压电薄膜式压力传感器。优选地，所述中央处理单元包括单片机及其外围电路。优选地，还包括有显示模块，所述显示模块连接于中央处理单元，所述显示模块用于执行中央处理单元的控制指令而显示数据。本专利技术公开的基于睡眠带的上下床监测方法中，先将采集的人体位移数据进行方差运算，再将运算结果与系统预设的阈值作比较，若方差值大于等于阈值，则说明人体已上床，若方差值小于阈值，则说明人体已离床，以此作为依据，可以判断出人体的上下床状态，该方法运算过程简单、易于实现，运算过程十分稳定、可靠，能够准确判断出人体的上下床状态。附图说明图1为上下床监测装置的组成框图。图2为上下床监测方法的流程图。图3为上床过程中的数据波形图。图4为下床过程中的数据波形图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作更加详细的描述。本专利技术公开了一种基于睡眠带的上下床监测方法，结合图1和图2所示，该方法基于一上下床监测装置实现，所述上下床监测装置包括有依次连接的压力传感器1、滤波模块2、放大模块3、中央处理单元4和显示模块5，所述压力传感器1设于睡眠带上，所述上下床监测方法包括如下步骤：步骤S1，所述压力传感器1实时感应人体位移信息并产生电信号；步骤S2，所述滤波模块2滤除压力传感器1输出端的干扰信号；步骤S3，所述放大模块3对滤波模块2处理后的信号进行放大，并将放大后的信号传输至中央处理单元4的AD转换接口；步骤S4，中央处理单元4对放大模块3的输出数据进行处理，将时间段Ts内输出数据的方差Delta与预设的阈值THDelta相比较，若方差Delta≥阈值THDelta，则判断出人体已上床，若方差Delta＜阈值THDelta，则判断出人体已离床。上述上下床监测方法中，先将采集的人体位移数据进行方差运算，再将运算结果与系统预设的阈值作比较，若方差值大于等于阈值，则说明人体已上床，若方差值小于阈值，则说明人体已离床，以此作为依据，可以判断出人体的上下床状态，该方法运算过程简单、易于实现，运算过程十分稳定、可靠，能够准确判断出人体的上下床状态。进一步地，所述步骤S4中，采用如下公式进行对比判断：其中，是时间段Ts内输出数据的平均值，判断过程中，若f(Ds)＝1，则判断出人体已上床；若f(Ds)＝-1，则判断出人体已离床；若f(Ds)＝0，则判断出床体使用情况异常。关于硬件结构，本专利技术中的睡眠带监测产品放置在床上，可以放置在床单下面。压力传感器放置在一个长条形的柔性带状结构内，传感器通过引线接到处理和放大部分的电路板上。当人卧床休息的时候躺着压力传感器上面的空间。所述压力传感器1为压电薄膜式压力传感器。所述中央处理单元4包括单片机及其外围电路。此外，本实施例还包括有显示模块5，所述显示模块5连接于中央处理单元4，所述显示模块5用于执行中央处理单元4的控制指令而显示数据。上述上下床监测装置中，通过压力传感器采集人体睡眠时由于呼吸、心脏跳动产生的身体位移信息。由于呼吸和心跳是有规律的运动，可以通过采集到的信号进行分析运算得到呼吸率和心率。其中，压力传感器采集身体位移信息产生一个微弱的电信号，电信号在电路板经过滤波处理，滤除工频干扰和高频噪声信号，然后到放大滤波器进行信号放大。放大之后的信号进入到处理模块的A/D转换器由模拟信号转换到数字信号，处理模块对转换后的数字信号进行分析运算，得出用户睡眠时的状态信息，包括是否卧床、翻身、心率和呼吸率等。由于上下床是要进行实时监测的，所以计算上下床时只对最新的一段时间数据进行测试，如果能检测到正常的数据，则认为已经上床。一般可以Ts时间段内的计算为准，如Ts＝5秒。假设采集的数据分辨率为Ns位，则数据Ds大小范围为0～2^Ns，正常睡眠情况下数据都在DND～DNU之间，均值为AND～ANU，为了检测到稳定的上床状态，连续采集到Ts秒正常的正常数据，才作为上床的条件，所以制定如下规则作为上床的判定条件：对最新采集的Ts秒钟数据进行判断，如果该段数据是人体的正常数据，则作为上床开始的条件。检测到上床后，直到最新的数据出现异常，即最新的时间Ts内数据方差Delta小于某个阈值THDelta，则表明表明人已经离开了睡眠带，此时有可能是离床，也有可能是没本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于睡眠带的上下床监测方法，其特征在于，该方法基于一上下床监测装置实现，所述上下床监测装置包括有依次连接的压力传感器(1)、滤波模块(2)、放大模块(3)、中央处理单元(4)和显示模块(5)，所述压力传感器(1)设于睡眠带上，所述上下床监测方法包括如下步骤：步骤S1，所述压力传感器(1)实时感应人体位移信息并产生电信号；步骤S2，所述滤波模块(2)滤除压力传感器(1)输出端的干扰信号；步骤S3，所述放大模块(3)对滤波模块(2)处理后的信号进行放大，并将放大后的信号传输至中央处理单元(4)的AD转换接口；步骤S4，中央处理单元(4)对放大模块(3)的输出数据进行处理，将时间段Ts内输出数据的方差Delta与预设的阈值THDelta相比较，若方差Delta≥阈值THDelta，则判断出人体已上床，若方差Delta＜阈值THDelta，则判断出人体已离床。

【技术特征摘要】
1.一种基于睡眠带的上下床监测方法，其特征在于，该方法基于一上下床监测装置实现，所述上下床监测装置包括有依次连接的压力传感器(1)、滤波模块(2)、放大模块(3)、中央处理单元(4)和显示模块(5)，所述压力传感器(1)设于睡眠带上，所述上下床监测方法包括如下步骤：步骤S1，所述压力传感器(1)实时感应人体位移信息并产生电信号；步骤S2，所述滤波模块(2)滤除压力传感器(1)输出端的干扰信号；步骤S3，所述放大模块(3)对滤波模块(2)处理后的信号进行放大，并将放大后的信号传输至中央处理单元(4)的AD转换接口；步骤S4，中央处理单元(4)对放大模块(3)的输出数据进行处理，将时间段Ts内输出数据的方差Delta与预设的阈值THDelta相比较，若方差Delta≥阈值THDelta，则判断出人体已上床，若方差Delta＜阈值THDelta，则判断出人体已离床。2.如权利要求1所述的基于睡眠带的上下床监测方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫正航，熊秀春，杨尚宾，余海波，
申请(专利权)人：深圳贝特莱电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44