基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统技术方案

本发明专利技术属于智能家居、物联网技术领域，具体涉及了一种基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统，旨在解决现有技术使用不方便，无法基于生理信号实现环境调控的问题。本发明专利技术系统包括：生理特征信息获取模块、生理信号采集模块、温度采集电路，分别获取被测对象生理特征信息、生理信号、设定位置环境温度信号；微控制模块，提取生理信号幅值和频率，结合生理特征信息，计算滤波、增益电路中场效应管对应的等效电阻、控制电压，根据环境温度信号、生理信号、生理特征信号获取环境温度调节量；温度调节设备，调节环境温度。本发明专利技术根据采集对象特性及生理信号特点自适应滤波及增益调整，并根据生理状态调整温度输出，实现环境温度的闭环调整。

Adaptive adjustment system of ambient temperature based on sleep physiological signal monitoring

【技术实现步骤摘要】
基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统
本专利技术属于智能家居、物联网
，具体涉及了一种基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统。
技术介绍
随着时代的进步，人们对自己的生理健康越来越重视，希望时刻了解自己的一些生理指数。生理信号的采集对于监测和调整人体生理状态至关重要，如何准确方便的实现生理信号的采集一直是研究热点。目前有效的信号采集必须在专业医院进行，一般为接触式设备，费用昂贵、操作复杂，普及难度大。家庭监护的方式简便易行，易于大众接受，是睡眠监护的主要发展方向。但目前家庭式监护设备精度较低，一般仅能对呼吸、心率等进行检测，且一般是穿戴式设备，不能有效地控制睡眠环境状态，从而提高采集舒适度。总的来说，现有的生理信号监测系统，无法在方便使用的前提下，既实现生理信号的监测，又能实现环境的调控。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即现有技术使用不方便，无法基于生理信号实现环境调控的问题，本专利技术提供了一种基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统，该系统包括生理特征信息获取模块、生理信号采集模块、温度采集电路、微控制模块、温度调节设备。所述生理特征信息获取模块，配置为获取被测对象生理特征信息，并输入至微控制模块。所述生理信号采集模块，配置为采集被测对象的设定类别的生理信号，并发送至所述微控制模块；所述生理信号采集模块包括基于场效应管的自适应滤波电路、基于场效应管的自适应增益调整电路。所述温度采集电路，配置为采集被测对象一个或多个设定位置的环境温度信号，并发送至所述微控制模块。所述微控制模块，配置为提取所述生理信号的幅值和频率，结合所述生理特征信息，通过预设的等效电阻计算模型分别计算所述自适应滤波电路、所述自适应增益调整电路中场效应管对应的等效电阻值，并计算其对应的控制电压值；还配置为依据被测对象环境温度信号、生理信号、生理特征信息，通过预设的环境温度调节量计算模型获取被测对象的环境温度调节量，并发送至所述温度调节设备。所述温度调节设备，配置为依据所述环境温度调节量进行被测对象所处环境温度的调整。所述自适应滤波电路、所述自适应增益调整电路，基于所述微控制模块计算得到的相应的等效电阻值对应的电压值，分别调整其对应的场效应管的电阻值。在一些优选的实施例中，所述生理信号采集模块设置有信号放大电路。所述信号放大电路，通过一级放大器、二级放大器将采集的生理信号进行一级、二级放大。在一些优选的实施例中，所述温度控制模块还配置有输出指示装置。所述输出指示装置，用于指示所述温度控制模块的输出状态，LED灯亮为所述温度控制模块有输出，否则无输出。在一些优选的实施例中，所述微控制模块还配置有转换电路。所述转换电路，配置为模数转换芯片、数模转换芯片，用于生理信号、环境温度信号的采集、传输、转换等过程的模数转换以及数模转换。在一些优选的实施例中，所述温度调节设备包括空调、电热毯、智能调温被子、调温地板中的一种或多种。在一些优选的实施例中，所述被测对象生理特征信息包括：身高、体重、年龄、性别。在一些优选的实施例中，所述自适应滤波电路对应的场效应管，其栅极连接到所述微控制器上对应的数模转换接口，源极、漏极分别与所述信号放大电路的二级放大器的输出端、所述微控制器上对应的模数转换接口连接，构成自适应滤波电路。所述自适应增益调整电路对应的场效应管，其栅极连接到所述微控制器上对应的数模转换接口，源极、漏极分别与所述信号放大电路的二级放大器的输出端、负端连接，构成自适应增益调整电路。在一些优选的实施例中，所述预设的等效电阻计算模型基于神经网络构建，包括输入层、隐藏层、输出层，其训练方法为：步骤B10，获取不同被测对象设定历史时间段的生理信号以及对应的生理特性信息作为第一训练样本集；获取所述第一训练样本集中每一个样本对应的滤波及增益调整电路的期望控制电压对应的真实等效电阻作为第一样本标签。步骤B20，依次选取所述第一训练样本集中一个训练样本的生理信号，并提取所述信号的幅值以及频率信息。步骤B30，基于所述信号的幅值以及频率信息，结合对应的生理特征信息，采用等效电阻计算模型分别计算所述自适应滤波电路、所述自适应增益调整电路场效应管对应的等效电阻值。步骤B40，分别计算所述等效电阻值与第一样本标签的误差值，并依据所述误差值的设定比例调整所述等效电阻计算模型的参数。步骤B50，重复执行步骤B20-步骤B40直至达到第一预设训练次数，获得训练好的等效电阻计算模型。在一些优选的实施例中，所述预设的环境温度调节量计算模型基于神经网络构建，包括输入层、隐层、输出层，其训练方法为：步骤C10，获取不同被测对象设定历史时间段的环境温度信号、生理信号以及对应的生理特性信息作为第二训练样本集；获取第二训练样本集中每一个样本对应的期望温度控制电压作为第二样本标签。步骤C20，依次选取所述第二训练样本集中一个训练样本的环境温度信号、生理信号，并提取所述信号的幅值以及频率信息。步骤C30，基于所述信号的幅值以及频率信息，结合对应的生理特征信息，采用环境温度调节量计算模型计算环境温度调节量控制电压。步骤C40，分别计算所述环境温度调节量控制电压与第二样本标签的误差值，并依据所述误差值的设定比例调整所述环境温度调节量计算模型的参数。步骤C50，重复执行步骤C20-步骤C40直至达到第二预设训练次数，获得训练好的环境温度调节量计算模型。本专利技术的另一方面，提出了一种基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整控制系统，该系统包括生理特征信息获取模块、生理信号采集模块、温度采集电路、微控制模块。所述生理特征信息获取模块，配置为获取被测对象生理特征信息，并输入至微控制模块。所述生理信号采集模块，配置为采集被测对象的设定类别的生理信号，并发送至所述微控制模块；所述生理信号采集模块包括基于场效应管的自适应滤波电路、基于场效应管的自适应增益调整电路。所述温度采集电路，配置为采集被测对象一个或多个设定位置的环境温度信号，并发送至所述微控制模块。所述微控制模块，配置为提取所述生理信号的幅值和频率，结合所述生理特征信息，通过预设的等效电阻计算模型分别计算所述自适应滤波电路、所述自适应增益调整电路中场效应管对应的等效电阻值，并计算其对应的控制电压值；还配置为依据被测对象环境温度信号、生理信号、生理特征信息，通过预设的环境温度调节量计算模型获取被测对象的环境温度调节量。所述自适应滤波电路、所述自适应增益调整电路，基于所述微控制模块计算得到的相应的等效电阻值对应的电压值，分别调整其对应的场效应管的电阻值。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统，可根据所采集对象生理特征及生理信号特点自动调整信号采集电路的滤波及增益放大电路，实现对生理信号的准确获取，并根据计算得到的生理状态调整温度输出，实现睡眠环境温度的闭环调整。（2）本专利技术基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统，结合了睡眠状态指标监测和睡眠状态调整功能，能够实现对使用者的睡眠状态的监测和控制，使用方便、精度高、功能完善。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。图1是本专利技术基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统，其特征在于，该系统包括生理特征信息获取模块、生理信号采集模块、温度采集电路、微控制模块、温度调节设备；所述生理特征信息获取模块，配置为获取被测对象生理特征信息，并输入至微控制模块；所述生理信号采集模块，配置为采集被测对象的设定类别的生理信号，并发送至所述微控制模块；所述生理信号采集模块包括基于场效应管的自适应滤波电路、基于场效应管的自适应增益调整电路；所述温度采集电路，配置为采集被测对象一个或多个设定位置的环境温度信号，并发送至所述微控制模块；所述微控制模块，配置为提取所述生理信号的幅值和频率，结合所述生理特征信息，通过预设的等效电阻计算模型分别计算所述自适应滤波电路、所述自适应增益调整电路中场效应管对应的等效电阻值，并计算其对应的控制电压值；还配置为依据被测对象环境温度信号、生理信号、生理特征信息，通过预设的环境温度调节量计算模型获取被测对象的环境温度调节量，并发送至所述温度调节设备；所述温度调节设备，配置为依据所述环境温度调节量进行被测对象所处环境温度的调整；所述自适应滤波电路、所述自适应增益调整电路，基于所述微控制模块计算得到的相应的等效电阻值对应的电压值，分别调整其对应的场效应管的电阻值。...

【技术特征摘要】
1.一种基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统，其特征在于，该系统包括生理特征信息获取模块、生理信号采集模块、温度采集电路、微控制模块、温度调节设备；所述生理特征信息获取模块，配置为获取被测对象生理特征信息，并输入至微控制模块；所述生理信号采集模块，配置为采集被测对象的设定类别的生理信号，并发送至所述微控制模块；所述生理信号采集模块包括基于场效应管的自适应滤波电路、基于场效应管的自适应增益调整电路；所述温度采集电路，配置为采集被测对象一个或多个设定位置的环境温度信号，并发送至所述微控制模块；所述微控制模块，配置为提取所述生理信号的幅值和频率，结合所述生理特征信息，通过预设的等效电阻计算模型分别计算所述自适应滤波电路、所述自适应增益调整电路中场效应管对应的等效电阻值，并计算其对应的控制电压值；还配置为依据被测对象环境温度信号、生理信号、生理特征信息，通过预设的环境温度调节量计算模型获取被测对象的环境温度调节量，并发送至所述温度调节设备；所述温度调节设备，配置为依据所述环境温度调节量进行被测对象所处环境温度的调整；所述自适应滤波电路、所述自适应增益调整电路，基于所述微控制模块计算得到的相应的等效电阻值对应的电压值，分别调整其对应的场效应管的电阻值。2.根据权利要求1所述的基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统，其特征在于，所述生理信号采集模块设置有信号放大电路；所述信号放大电路，通过一级放大器、二级放大器将采集的生理信号进行一级、二级放大。3.根据权利要求1所述的基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统，其特征在于，所述温度调节设备还配置有指示装置；所述指示装置，用于指示所述温度调节设备的状态，LED灯亮为所述温度调节设备正在工作，否则所述温度调节设备不在工作。4.根据权利要求1所述的基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统，其特征在于，所述微控制模块还配置有转换电路；所述转换电路，配置为模数转换芯片、数模转换芯片，用于生理信号、环境温度信号的采集、传输、转换等过程的模数转换以及数模转换。5.根据权利要求1-4任一项所述的基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统，其特征在于，所述温度调节设备包括空调、电热毯、智能调温被子、调温地板中的一种或多种。6.根据权利要求1-4任一项所述的基于睡眠生理信号监测的环境温度自适应调整系统，其特征在于，所述被测对象生理特征信息包括：身高、体重、年龄、性别。7.根据权利要求2或4所述的基于睡眠...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国栋，李付欣，李文钰，
申请(专利权)人：山东华汇家居科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37