多传感器数据融合睡眠监测系统设计

党长青 陈昌盛 周恒

摘 要： 鉴于当前的睡眠监测设备存在佩戴复杂、设备昂贵、功能单一和检测方法不合理等情况，设计了一种多传感器数据融合的睡眠监测系统。本系统以STM32F407ZGT6为核心主控芯片，通过可穿戴式背心传感器将所采集到的人体特征信号进行处理、存储和发送到手机App端，针对单一传感器检测可靠性较差的特点，本系统采用了多传感器进行采集分析。经过测试表明，该系统实现了常用睡眠参数的准确监测。

关键词： 睡眠监测系统;STM32F407ZGT6;人体特征信号;信号处理;多传感器;睡眠参数

文章编号： 2095-2163（2021）03-0070-06 中图分类号：TP212.9 文献标志码：A

【Abstract】Considering that the current sleep monitoring equipment is expensive， single function，complicated to wear and unreasonable detection methods， a sleep monitoring system with multi-sensor data fusion is designed. This system uses STM32F407ZGT6 as the core main control chip， and uses the wearable vest sensor to process， store and send the collected human characteristic signals to the mobile phone App. Aiming at the poor reliability of single sensor detection， this system uses multi-sensor collection and analysis. Tests show that the system has achieved accurate monitoring of commonly used sleep parameters.

【Key words】 sleep monitoring system; STM32F407ZGT6; human body characteristic signal; signal processing; multiple sensors; sleep parameters

0 引 言

隨着人们生活水平的提高，越来越多的人开始关注睡眠健康与睡眠安全[1]。近年来，睡眠过程中的健康与安全检测已经成为了智慧医疗领域的重要研究热点之一，通过对睡眠的监测能够有效地了解自身的睡眠健康情况，及时进行调整[2]。同时，通过睡眠监测系统也能对老人或者病人等群体的在床情况进行监测，防止意外情况的发生。鉴于当前的睡眠监测设备存在佩戴复杂、设备昂贵、功能单一和检测方法不合理等现状，本文针对睡眠过程中的睡眠参数采集、信号分析、无线传输等方面对睡眠监测系统进行研究与设计。

1 系统的总体设计方案

多传感器数据融合的睡眠监测系统主要由睡眠信号的采集，数据处理和无线三大部分组成。设计了一种背心式的睡眠检测装置，背心可以在穿睡衣的情况下套穿其上，不与人体的皮肤直接接触，同时传感器又紧贴人体，做到了信号采集的有效性与减少被监测者的心理压力的特点。……