一种睡眠质量检测方法、装置及指环制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种睡眠质量检测方法、装置及指环，涉及睡眠质量检测技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：预先将指环佩戴在用户的手指上、监控设备摆放在卧室内；指环采集用户睡眠时特征参数以及翻转次数；监控设备采集卧室内环境数据；根据睡眠特征参数与卧室内环境数据对应数据，获取应对策略，控制相应智能家电对室内环境进行调整；计算用户睡眠质量评价标准，给出检测质量报告。本发明专利技术通过在指环内安装血氧检测模块和翻转检测模块，监测用户睡眠过程中的睡眠状态和身体血氧情况，根据卧室内监控设备采集室内环境数据来调控智能家电，并生成睡眠质量报告，方便准确的判断用户睡眠质量，提高睡眠质量检测精准度。高睡眠质量检测精准度。高睡眠质量检测精准度。

【技术实现步骤摘要】
一种睡眠质量检测方法、装置及指环


[0001]本专利技术属于睡眠质量监控
，特别是涉及一种睡眠质量检测方法、装置及指环。

技术介绍

[0002]睡眠作为人类必不可少的一项基本生理需求，在现代社会生活中显得越来越重要。好的睡眠质量更是对人们意义重大，只有在高质量的睡眠保证下才能把学习和工作做好。此外，睡眠质量的好坏与人的身体健康程度密切相关，睡眠质量差以及缺乏睡眠都会影响人的健康状态。如果睡眠质量差，起初会变得非常烦躁，对一切外界的人和事物充满了排斥感。随着睡眠状况的进一步恶化，导致心情抑郁，更有甚者可能会造成其它严重的不良后果。失眠容易导致内分泌失调，影响记忆力，甚至影响神经系统而导致心血管疾病的发生，使人患高血压、中风、糖尿病等疾病的几率明显增加，是严重威胁着人们身体健康的一大隐忧。根据有关调查发现，随着人们生活节奏的加快，目前失眠已经成为常见疾病，严重影响了人们的正常工作和生活。
[0003]目前，现有技术中的睡眠检测仪只能简单告知用户睡眠时长，没有对睡眠质量做量化评估；同时没有针对性的提出改善建议；因此不能实质性的改善睡眠状况。除此之外环境因素也是影响睡眠质量的一个重要原因。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种睡眠质量检测方法、装置及指环，通过在指环内安装传感器监测用户的睡眠状态以及卧室内监控设备采集室内环境数据，根据用户的睡眠质量调整室内环境，解决了现有的用户睡眠质量不佳、睡眠质量得不到改善的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术为一种睡眠质量检测方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1：预先将指环佩戴在用户的手指上、监控设备摆放在卧室内；
[0008]步骤S2：指环采集用户睡眠时特征参数以及翻转次数；
[0009]步骤S3：监控设备采集卧室内环境数据；
[0010]步骤S4：解析用户睡眠特征参数、识别用户睡眠特征参数中携带的特征参数种类；
[0011]步骤S5：根据睡眠特征参数与睡眠质量对应关系，获取用户睡眠特征参数中每个特征参数对应的评价标准；
[0012]步骤S6：根据睡眠特征参数与卧室内环境数据对应数据，获取应对策略，控制相应智能家电对室内环境进行调整；
[0013]步骤S7：计算用户睡眠质量评价标准，给出检测质量报告。
[0014]作为一种优选的技术方案，所述步骤S3中，翻转次数通过安装在指环内的六轴加速度陀螺仪进行采集判定，具体的采集判定步骤如下：
[0015]步骤S31：六轴加速度陀螺仪采集用户睡眠时，三个轴向加速度，分别是横滚轴、偏
航轴和俯仰轴；
[0016]步骤S32：定义变量A
R
、A
Y
、A
P
分别表示横滚轴、偏航轴和俯仰轴三个轴的平均加速度值，定义变量D表示A
R
、A
Y
、A
P
的差异，公式如下：
[0017]D
t+1
＝(A
Rt+1
‑
A
Rt
)2+(A
Yt+1
‑
A
Yt
)2+(A
Pt+1
‑
A
Pt
)2；
[0018]式中，D
t+1
表示姿势差异，单位是G2，t表示时间，单位为min，通过相邻两时间点的各轴向平均加速度变化来计算姿势差异，姿势差异体现在前后1分钟各轴向的平均加速度变化；
[0019]步骤S33：将姿势差异值大于所设定阈值作为睡眠过程中发生有效翻转的一个判定条件；
[0020]步骤S34：结合三个轴的加速度和角速度原始数据值进行姿态解算，并计算出三轴的对应角度值。
[0021]作为一种优选的技术方案，所述步骤S34中，横滚轴、偏航轴和俯仰轴角度的计算方法如下：
[0022]步骤J1：定义θ和ψ分别表示z，y和z轴旋转角度，用欧拉角表示横滚角、偏航角和俯仰角；
[0023]步骤J2：通过旋转轴以及绕着此旋转轴旋转的角度就可以构造出一个四元数；
[0024]步骤J3：将四元数到欧拉角进行公式转换，公式为：
[0025][0026]步骤J4：换算得到人体姿态对应的欧拉角，分别为横滚角、偏航角和俯仰角，公式为：
[0027][0028]步骤J5：通过各轴角的角度变化与阈值进行比较，得到：
[0029][0030]式中，B
Rt+1
和B
Rt
分别表示在t+1时刻和t时刻的横滚角；B
Yt+1
和B
Yt
分别表示在t+1时刻和t时刻的偏航角；B
Pt+1
和B
Pt
分别表示t+1时刻和t时刻的俯仰角；T1、T2、T3分别表示横滚角、偏航角和俯仰角变化的阈值；
[0031]步骤J6：满足步骤J5的两个或两个以上条件，则记录发生了一个有效翻转。
[0032]作为一种优选的技术方案，所述步骤J6中，根据相邻两次翻转之间的时间间隔与阈值进行比较，获取当前时间段用户属于深度睡眠还是浅度睡眠；相邻两次翻转的时间间隔小于阈值时则判定为浅度睡眠，大于或者等于阈值时判定为深度睡眠，具体公式为：
[0033][0034]式中，R
Ti
表示发生第i次翻转的对应时间点；T表示阈值大小。
[0035]本专利技术为一种睡眠质量检测装置，包括指环、监控设备和智能家电，
[0036]所述指环佩戴在用户的手指；所述指环内部设置有体温检测模块、血氧检测模块、翻转检测模块、蓝牙无线通信模块和DA14580核心控制模块；所述蓝牙无线通信模块分别与体温检测模块、血氧检测模块、翻转检测模块连接；
[0037]所述监控设备放置在卧室内；所述监控设备内安装有噪声检测模块、气体检测模块、室温检测模块、光强检测模块、温湿度检测模块、控制模块、蓝牙无线通信模块、通信模块和人机交互模块；所述控制模块分别与噪声检测模块、气体检测模块、室温检测模块、光强检测模块、温湿度检测模块、蓝牙无线通信模块、通信模块和人机交互模块连接；
[0038]所述人机交互模块，用于显示睡眠质量评价以及改善方案。
[0039]作为一种优选的技术方案，所述血氧检测模块包括光电血氧传感器接入电路、集成模拟AFE4404信号采集电路和MCU主控电路；所述集成模拟AFE4404信号采集电路包括I
‑
V转换器、控制模块、LED驱动模块、LED电流控制数模转换器和串行外设接口；所述I
‑
V转换器依次通过滤波放大器、ADC转换器与控制模块连接；所述LED驱动模块依次通过LED电流控制数模转换器、时序控制器与控制模块连接；所述时序控制器的输出端分别与滤波放大器、ADC转换器和LED电流控制数模转换器连接；所述控制模块与串行外设接口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种睡眠质量检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：预先将指环佩戴在用户的手指上、监控设备摆放在卧室内；步骤S2：指环采集用户睡眠时特征参数以及翻转次数；步骤S3：监控设备采集卧室内环境数据；步骤S4：解析用户睡眠特征参数、识别用户睡眠特征参数中携带的特征参数种类；步骤S5：根据睡眠特征参数与睡眠质量对应关系，获取用户睡眠特征参数中每个特征参数对应的评价标准；步骤S6：根据睡眠特征参数与卧室内环境数据对应数据，获取应对策略，控制相应智能家电对室内环境进行调整；步骤S7：计算用户睡眠质量评价标准，给出检测质量报告。2.根据权利要求1所述的一种睡眠质量检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，翻转次数通过安装在指环内的六轴加速度陀螺仪进行采集判定，具体的采集判定步骤如下：步骤S31：六轴加速度陀螺仪采集用户睡眠时，三个轴向加速度，分别是横滚轴、偏航轴和俯仰轴；步骤S32：定义变量A
R
、A
Y
、A
P
分别表示横滚轴、偏航轴和俯仰轴三个轴的平均加速度值，定义变量D表示A
R
、A
Y
、A
P
的差异，公式如下：D
t+1
＝(A
Rt+1
‑
A
Rt
)2+(A
Yt+1
‑
A
Yt
)2+(A
Pt+1
‑
A
Pt
)2；式中，D
t+1
表示姿势差异，单位是G2，t表示时间，单位为min，通过相邻两时间点的各轴向平均加速度变化来计算姿势差异，姿势差异体现在前后1分钟各轴向的平均加速度变化；步骤S33：将姿势差异值大于所设定阈值作为睡眠过程中发生有效翻转的一个判定条件；步骤S34：结合三个轴的加速度和角速度原始数据值进行姿态解算，并计算出三轴的对应角度值。3.根据权利要求2所述的一种睡眠质量检测方法，其特征在于，所述步骤S34中，横滚轴、偏航轴和俯仰轴角度的计算方法如下：步骤J1：定义θ和ψ分别表示z，y和z轴旋转角度，用欧拉角表示横滚角、偏航角和俯仰角；步骤J2：通过旋转轴以及绕着此旋转轴旋转的角度就可以构造出一个四元数；步骤J3：将四元数到欧拉角进行公式转换，公式为：步骤J4：换算得到人体姿态对应的欧拉角，分别为横滚角、偏航角和俯仰角，公式为：
步骤J5：通过各轴角的角度变化与阈值进行比较，得到：式中，B
Rt+1
和B
Rt
分别表示在t+1时刻和t时刻的横滚角；B
Yt+1
和B
Yt
分别表示在t+1时刻和t时刻的偏航角；B
Pt+1
和B
Pt
分别表示t+1时刻和t时刻的俯仰角；T1、T2、T3分别表示横滚角、偏航角和俯仰角变化的阈值；步骤J6：满足步骤J5的两个或两个以上条件，则记录发生了一个有效翻转。4.根据权利要求3所述的一种睡眠质量检测方法，其特征在于，所述步骤J6中，根据相邻两次翻转之间的时间间隔与阈值进行比较，获取当前时间段用户属于深度睡眠还是浅度睡眠；相邻两次翻转的时间间隔小于阈值时则判定为浅度睡眠，大于或者等于阈值时判定为深度睡眠，具体公式为：式中，R
Ti
表示发生第i次翻转的对应时间点；T表示阈值大小。5.一种睡眠质量检测装置，包括指环、监控设备和智能家电，其特征在于：所述指环佩戴在用户的手指；所述指环内部设...

【专利技术属性】
技术研发人员：师立兵，侯天雄，
申请(专利权)人：龙汾科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：