一种基于智能物联网的家用睡眠监测与干预系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于智能物联网的家用睡眠监测与干预系统，智能化高，监测信息多样，能根据监测结果实时干预，并能将监测结果完整地反馈给用户。信息采集模块、主控模块、干预模块依次连接；主控模块、服务器、移动端依次连接。通过信号采集模块将监测到的各项生理数据传送至主控模块，主控模块对数据进行加工处理后将监测信息传输至服务器，服务器分析用户睡眠信息并进行存储，服务器将接收到的数据与其存储的数据作比较，将结果传输至主控模块，主控模块根据比较结果判断用户睡眠状况，利用干预模块针对用户睡眠质量作出实时反应，实现对用户不健康睡眠状况的干预改善，同时，服务器存储的用户睡眠信息会在移动端进行显示，方便用户及时查看。户及时查看。户及时查看。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能物联网的家用睡眠监测与干预系统


[0001]本专利技术涉及一种基于智能物联网的家用睡眠监测与干预系统。

技术介绍

[0002]中国睡眠研究会发布的《2022 中国国民健康睡眠白皮书》显示，我国目前有超过 3 亿人存在睡眠障碍,并且呈年轻化趋势；最严重的睡眠问题——睡眠呼吸暂停综合征（SAHS），于2022年初统计发现患者已经达到1.76亿人。睡眠障碍已成为影响国民生活健康水平的重要因素。
[0003]然而，现使用的睡眠疾病诊断仪器/系统都存在以下问题：1.临床仪器操作复杂、费用昂贵，不适宜家用日常睡眠监测。
[0004]2.缺乏系统化、专业化及一站式睡眠产品和服务方案。
[0005]3.市场产品缺乏功能聚焦，SAS群体需求未得到关注。
[0006]所以，人们需要一个多功能、可干预、居家型的一站式睡眠监测产品和服务来解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的基于智能物联网的家用睡眠监测与干预系统，智能化高，监测信息多样，并能根据监测结果实时干预，同时能将监测结果完整地反馈给用户。
[0008]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于智能物联网的家用睡眠监测与干预系统，其特征在于：包括信息采集模块、主控模块、服务器、干预模块和移动端；信息采集模块、主控模块、干预模块依次连接；主控模块、服务器、移动端依次连接。
[0009]本专利技术所述的主控模块中设置有中央处理器、WIFI模块、蓝牙模块和射频模块；中央处理器与射频模块、WIFI模块和蓝牙模块连接。
[0010]本专利技术所述的干预模块设置有手环、枕头和香薰器。
[0011]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：通过信号采集模块将监测到的各项生理数据传送至主控模块的中央处理器，主控模块的中央处理器对数据进行加工处理后通过WIFI模块将监测信息传输至服务器，服务器分析用户睡眠信息并进行存储，服务器将接收到的数据与其存储的数据作比较，将结果传输至主控模块，主控模块根据比较结果判断用户睡眠状况，通过蓝牙模块和WIFI模块利用干预模块的手环、枕头和香熏器等产品针对用户睡眠质量作出实时反应，实现对用户不健康睡眠状况的干预改善，同时，服务器存储的用户睡眠信息会在移动端上设置的APP或小程序等应用进行显示，方便用户及时查看。本专利技术智能化高，监测信息多样，并能根据监测结果实时干预，同时能将监测结果完整地反馈给用户。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0013]下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。
[0014]本专利技术实施例包括信息采集模块1、主控模块2、服务器6、干预模块8和移动端7。信息采集模块1、主控模块2、干预模块8依次连接。主控模块2、服务器6、移动端7依次连接。
[0015]信息采集模块1，用于心率、血氧、血压、呼吸的监测，并将采集的睡眠特征数据信息传送至主控模块2。信息采集模块1可采用现有技术，具体结构不再累述。信息采集模块1通过MAX30102 模块传感器接收血氧、血压和脉搏的实时数据，并模拟前端处理光电传感器接收到的数据，并通过蓝牙模块传输至Atmega328，经过Atmega328处理成实时的心率、血氧、血压数据。通过射频模块接收控制和异常信号，控制ERM电机振动。通过主控模块2内置的蓝牙模块5实时上传数据。血氧和血压的数据，均以光电容积脉搏波信号为基础，其中血氧饱和度采用基于三波长的血氧饱和度计算算法，血压由提取到的PPG信号运用基于GBRT的血压估计模型得出。至于呼吸信号，首先对采集的呼吸信号进行信号分割，再利用小波分解、阈值函数处理进行信号预处理，再对呼吸信号、心冲击信号重构，之后对其进行特征参数提取，运用二项逻辑斯蒂回归模型判断是否呼吸暂停。
[0016]主控模块2中设置有中央处理器3、WIFI模块4、蓝牙模块5和射频模块；其中中央处理器3以ESP32 MCU 为核心，通过串口连接射频模块，与干预模块8拥有的设备连接，并通过WIFI模块4和蓝牙模块5连接互联网，与服务器6进行通讯。主控模块2在本地通过边缘计算对数据进行初步的处理，近乎实时地返回所需的关键数据并在满足设定条件时触发干预模块8的干预；主控模块2还用于将部分重要数据发送到云端，以减少通过互联网传输的数据、降低数据被截获的风险，减少数据传输和存储成本，在网络连接较差时借助在边缘存储和处理数据提高云连接中断时的可靠性。
[0017]干预模块8 用于对信息采集模块1采集所得的数据进行对应的用户干预，设置有手环9、枕头10、香薰器11等设备。其中，手环9用于对呼吸数据异常用户通过手环振动刺激用户提前醒来，以结束危险呼吸状态；手环9也可用于对心率血氧血压数据异常用户通过手环振动提醒用户当前健康数据异常；枕头10用于对呼吸数据异常用户通过启动气泵对枕头内置气囊进行充放气，通过气囊充放气达到改变枕头形状的目的，以此调整用户头部与颈部的位置关系，以此改变用户此时呼吸不畅的位置状态；香薰器11用于调节用户失眠状态，通过热电偶对香薰内部精油进行加热从而改变精油挥发速度，打造舒适用户睡眠环境。这些设备均可采用现有技术，具体结构不再累述。手环9以Atmega328为核心，通过蓝牙模块发送和接收手环的信号；通过MAX30102模块传感器接收血氧、血压、脉搏的实时数据，并模拟前端处理光电传感器接收到的数据，并通过蓝牙模块传输至Atmega328，经过Atmega328处理成实时的心率、血氧、血压数据；通过射频模块接收控制和异常信号，控制ERM电机振动，对用户睡眠问题进行干预；通过按键开关控制显示信息和手环功能，由蓝牙模块实时上传数据至服务器。香薰器11以Atmega328为核心，通过蓝牙模块发送和接收控制信号，使用香熏控制器控制精油的释放速度、气味组合等，通过热电偶加热控制精油挥发速度，使用组合
电路来控制香薰机的模式以及通过按键控制熏香子系统的开关；枕头10以Atmega328为核心，发送和接收枕头的控制信号，通过气囊控制模块控制枕头的内置气囊调节枕头的形状，从而调节用户睡姿，以达到干预效果。
[0018]服务器6接收主控模块2发出的BCG信号，光电容积脉搏波信号和呼吸信号，运用多种算法计算出用户的心率、血氧血压和呼吸数据，将数据进行存储并返回给主控模块2，由主控模块2传输给干预模块8。服务器6接收到的数据通过云端云计算，处理发送至移动端7上。
[0019]移动端7将向用户展示每日睡眠质量检测报告与分析；移动端7还将提供专业指导医生专家咨询服务以及相关配套产品、消耗品的购买渠道，便于用户选择个人最合适的产品系列。
[0020]本专利技术干预睡眠呼吸暂停的方法，包括以下步骤：（1）、导出用户呼吸信号，以及服务器6根据呼吸信号联合双阈值融合判定方法来进行是否呼吸暂停的诊断，主控模块2将数据返回传送给干预模块8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能物联网的家用睡眠监测与干预系统，其特征在于：包括信息采集模块、主控模块、服务器、干预模块和移动端；信息采集模块、主控模块、干预模块依次连接；主控模块、服务器、移动端依次连接。2.根据权利要求1所述的基于智能物联网的家用睡眠监测与干预系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伊宁，张淑婷，袁文婧，郭羿伶，陆悠非，
申请(专利权)人：张伊宁，
类型：发明
国别省市：