一种基于物联网的远程睡眠监测系统

1.本实用新型属于睡眠监测技术领域，具体地说，是涉及一种基于物联网的远程睡眠监测系统。


背景技术：

2.随着社会的不断发展，生活的不断进步，身体健康一直是人们非常重视的一点，越来越多的用于监测人们日常身体状况的新设备被研发出来，睡眠监测设备即属于其中一种。身体健康可以通过睡眠来进行观看，因此需要睡眠监测仪来对自身的睡眠进行监控，从而知道自身的身体状况，使用方便。
3.但是现有的睡眠监测仪还存在数据采集不够精准，数据处理模块无法满足采集的大体量数据，对采集的数据在处理过程中存在数据失真的情况，无法准确、真实地反映被监测者的睡眠情况。且对于大多数独自生活老年人的而言，年轻人无法及时掌握老年人的睡眠情况，无法及时尽早判断老年人的身体健康状态。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的远程睡眠监测系统，主要解决现有年轻子女无法及时掌握独居老年人睡眠情况，无法了解老人的健康问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种基于物联网的远程睡眠监测系统，包括便携式睡眠监测仪，设置于便携式睡眠监测仪上的报告发送模块，以及用于远程接收监测报告的报告接收终端；
7.所述便携式睡眠监测仪包括头带及腕带，设置于头带上的第一mcu处理器模块，设置于头带上与第一mcu处理器模块相连的数据处理模块、语音播放模块、第一显示模块、第一无线通信模块、存储模块及电源模块，与数据处理模块相连的体动检测模块、语音采集模块，以及设置于腕带上的脉搏传感器和第二无线通信模块；所述报告发送模块与第一mcu处理器模块相连；
8.所述数据处理模块包括依次连接的采样保持电路、滤波电路、差分放大电路及模数转换芯片；其中，所述采样保持电路与体动检测模块、语音采集模块，所述模数转换芯片与第一mcu处理器模块相连。
9.进一步地，所述报告接收终端包括第二mcu处理器模块，以及与第二mcu处理器模块相连的第三无线通信模块、第二显示模块、报告打印模块及供电模块。
10.进一步地，所述供电模块包括整流滤波模块、降压模块、5v转3.3v模块；所述整流滤波模块接vcc，且整流滤波模块、降压模块、5v转3.3v模块、第二mcu处理器模块依次连接；所述降压模块包括通过防反二极管d3与整流滤波模块连接的5v降压芯片，均与5v降压芯片连接的滤波电容c5、放电二极管d4、滤波电感l1，以及与滤波电感l1连接的低频滤波电容c6；所述滤波电感l1与5v转3.3v模块连接。
11.进一步地，所述5v转3.3v模块包括输入端接滤波电感l1、输出端接第二mcu处理器
模块的稳压芯片，并联后接稳压芯片输入端并接地的高频滤波c7和低频滤波c8，以及并联后接稳压芯片输出端并接地的高频滤波c9和低频滤波c10。
12.进一步地，所述采样保持电路包括正相输入端连接混频器输出端的放大器a1，与放大器a1的反相输入端均相连的电阻r1、r2、r3，与电阻r2另一端相连的电位器vr1，负极与电阻r1另一端相连的二极管d1，正极与电阻r1另一端相连的二极管d2，正极与放大器a1的电源正端相连负极接地的电解电容c1，反相输入端与放大器a1的输出端相连的放大器a2，正极与放大器a2的电源正端相连且负极接地的电解电容c2；其中，放大器a1的正电源端还与二极管d1的正极和二极管d2的负极相连，放大器a2的正相输入端与基准电压vref相连，放大器a2的输出端与二极管d1的负极和二极管d2的正极相连，放大器a2的输出端作为采样保持电路的输出端，电位器vr1两端接15v电压，电阻r3另一端接地。
13.进一步地，所述滤波电路包括与放大器a2的输出端相连的电阻r4，与电阻r4的另一端相连的电容c4、电阻r5，反相输入端与电阻r5的另一端相连且正相输入端接入基准电压vref的运算放大器a3，以及并联后一端两端分别连接于运算放大器a3的反相输入端和输出端的电容c3、电阻r6；其中，运算放大器a3的输出端为滤波电路的输出端。
14.进一步地，所述差分放大电路包括与运算放大器a4的输出端相连的电阻r7、r8，正相输入端与电阻r7另一端相连的放大器a4，正相输入端与电阻r8另一端相连的放大器a5，与放大器a4的输出端均相连的电阻r9、r13，与放大器a5的输出端均相连的电阻r11、r12，一端与电阻r9相连、另一端与电阻r11相连的电阻r10，反相输入端与电阻r13的另一端相连、正相输入端与电阻r12的另一端相连的放大器a6，一端与放大器a6的反相输入端相连、另一端与放大器a6的输出端相连的电阻r14，以及一端与放大器a6的正相输入端相连且另一端接地的电阻r15；其中，放大器a4的反相输入端与电阻r9、r10的公共端相连，放大器a5的反相输入端与电阻r11、r10的公共端相连，放大器a6的输出端作为差分前置放大电路的输出端。
15.进一步地，所述腕带上还设置有一键呼救单元，所述一键呼救单元与第二无线通信模块相连。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
17.(1)本实用新型通过设置睡眠监测仪，利用睡眠监测仪的体动检测模块、语音采集模块、脉搏传感器等多种睡眠监测传感器，能够监测使用者在睡眠过程中的多种数据指标，并对这些采集的数据进行有效处理，使用者可在睡醒后通过显示模块查看相关的数据指标，获取相关的健康提示，并通过报告发送模块将监测信息发送至绑定的报告接收终端，年轻人就能及时准确掌握老人的睡眠情况，判断老人的身体健康状态，使用十分的方便。
18.(2)本实用新型通过对睡眠监测仪的数据处理模块进行改进，提升了睡眠监测仪的数据处理能力，通过设置差分前置放大电路，使输出信号电平加倍的同时可以很好的抑制共模噪声，大大提高了采样基带信号的信噪比，减小了采样接收信号的失真度，使得该电路具有很高的可靠性和稳定性，使采样数据更加真实。
19.(3)本实用新型的报告接收终端的供电电路可以很好地实现降压和稳压功能，能实现稳定的供电，可以长时间使用。
附图说明
20.图1为本实用新型中便携式睡眠监测仪的原理框图。
21.图2为本实用新型中报告接收终端的原理框图。
22.图3为本实用新型中报告接收终端中供电模块的降压模块电路原理图。
23.图4为本实用新型中报告接收终端中供电模块的5v转3.3v模块电路原理图。
24.图5为本实用新型中便携式睡眠监测仪中的数据处理模块的电路原理图。
具体实施方式
25.下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
26.实施例
27.如图1～5所示，本实用新型公开的一种基于物联网的远程睡眠监测系统，包括便携式睡眠监测仪，设置于便携式睡眠监测仪上的报告发送模块，以及用于远程接收监测报告的报告接收终端。
28.在本实施例中，所述便携式睡眠监测仪包括头带及腕带，设置于头带上的第一mcu处理器模块，设置于头带上与第一mcu处理器模块相连的数据处理模块、语音播放模块、第一显示模块、第一无线通信模块、存储模块及电源模块，与数据处理模块相连的体动检测模块、语音采集模块，以及设置于腕带上的脉搏传感器和第二无线通信模块；所述报告发送模块与第一mcu处理器模块相连。用户使用时，将头带戴在脑部上端，腕带戴于手腕处，体动检测模块、语音采集模块、脉搏传感器实现对应数据的采集，脉搏传感器采集的数据通过无线通信模块传输到第一mcu处理器模块中，所有采集的数据最终都通过数据处理模块进行分析、处理，用户在睡醒后可通过显示模块查看对应的数据信息，及其给出的相应的健康提示。同时，用户还可通过语音播放模块对采集的语音数据进行播放。且先关数据还能通过报告发送模块发送至绑定的报告接收终端，方便子女获取老人的睡眠监测情况。
29.在本实施例中，所述数据处理模块包括依次连接的采样保持电路、滤波电路、差分放大电路及模数转换芯片；其中，所述采样保持电路与体动检测模块、语音采集模块，所述模数转换芯片与第一mcu处理器模块相连。所述模数转换芯片采用ads1298芯片。
30.在本实施例中，所述报告接收终端包括第二mcu处理器模块，以及与第二mcu处理器模块相连的第三无线通信模块、第二显示模块、报告打印模块及供电模块。在利用报告终端接收到相关信息后，用于可以选择通过第二显示模块进行查看，也可通过报告打印模块连接上相应的打印设备将相关的报告打印出来，并咨询专业的人员分析、了解报告的真实情况。
31.同时，本实用新型的腕带上还设置有一键呼救单元，所述一键呼救单元与第二无线通信模块相连。如果老人夜间睡觉感到不适，还能通过一键呼救单元向报告接收终端发出求救信息，便于年轻子女及时响应老人的求助。
32.在本实施例中，所述供电模块包括整流滤波模块、降压模块、5v转3.3v模块；所述整流滤波模块接vcc，且整流滤波模块、降压模块、5v转3.3v模块、第二mcu处理器模块依次连接；所述降压模块包括通过防反二极管d3与整流滤波模块连接的5v降压芯片，均与5v降压芯片连接的滤波电容c5、放电二极管d4、滤波电感l1，以及与滤波电感l1连接的低频滤波
电容c6；所述滤波电感l1与5v转3.3v模块连接。其中，所述mcu处理模块的型号为efm32g880f64，所述5v降压芯片型号为lm2596t-5.0。同时，所述整流滤波模块为现有的电路模块，其具体构造和工作原理在此不做详细阐述。
33.所述5v转3.3v模块包括输入端接滤波电感l1、输出端接第二mcu处理器模块的稳压芯片，并联后接稳压芯片输入端并接地的高频滤波c7和低频滤波c8，以及并联后接稳压芯片输出端并接地的高频滤波c9和低频滤波c10。在实际工作时，低频滤波电容可以滤除大部分的低频干扰，而高频滤波电容可以滤除小部分的高频干扰，从而很好地确保了对报告接收终端供电的稳定性。
34.在本实施例中，所述采样保持电路包括正相输入端连接混频器输出端的放大器a1，与放大器a1的反相输入端均相连的电阻r1、r2、r3，与电阻r2另一端相连的电位器vr1，负极与电阻r1另一端相连的二极管d1，正极与电阻r1另一端相连的二极管d2，正极与放大器a1的电源正端相连负极接地的电解电容c1，反相输入端与放大器a1的输出端相连的放大器a2，正极与放大器a2的电源正端相连且负极接地的电解电容c2；其中，放大器a1的正电源端还与二极管d1的正极和二极管d2的负极相连，放大器a2的正相输入端与基准电压vref相连，放大器a2的输出端与二极管d1的负极和二极管d2的正极相连，放大器a2的输出端作为采样保持电路的输出端，电位器vr1两端接15v电压，电阻r3另一端接地。
35.在本实施例中，所述滤波电路包括与放大器a2的输出端相连的电阻r4，与电阻r4的另一端相连的电容c4、电阻r5，反相输入端与电阻r5的另一端相连且正相输入端接入基准电压vref的运算放大器a3，以及并联后一端两端分别连接于运算放大器a3的反相输入端和输出端的电容c3、电阻r6；其中，运算放大器a3的输出端为滤波电路的输出端。通过滤波电路可以改善采样信号的品质因素、增益和带宽。
36.在本实施例中，所述差分放大电路包括与运算放大器a4的输出端相连的电阻r7、r8，正相输入端与电阻r7另一端相连的放大器a4，正相输入端与电阻r8另一端相连的放大器a5，与放大器a4的输出端均相连的电阻r9、r13，与放大器a5的输出端均相连的电阻r11、r12，一端与电阻r9相连、另一端与电阻r11相连的电阻r10，反相输入端与电阻r13的另一端相连、正相输入端与电阻r12的另一端相连的放大器a6，一端与放大器a6的反相输入端相连、另一端与放大器a6的输出端相连的电阻r14，以及一端与放大器a6的正相输入端相连且另一端接地的电阻r15；其中，放大器a4的反相输入端与电阻r9、r10的公共端相连，放大器a5的反相输入端与电阻r11、r10的公共端相连，放大器a6的输出端作为差分前置放大电路的输出端。通过设置差分前置放大电路，使输出信号电平加倍的同时可以很好的抑制共模噪声，大大提高了采样基带信号的信噪比，减小了采样接收信号的失真度，使得该电路具有很高的可靠性和稳定性，使采样数据更加真实。
37.通过上述设计，本实用新型能够监测使用者在睡眠过程中的多种数据指标，并对这些采集的数据进行有效处理，使用者可在睡醒后通过显示模块查看相关的数据指标，获取相关的健康提示，并通过报告发送模块将监测信息发送至绑定的报告接收终端，年轻人就能及时准确掌握老人的睡眠情况，判断老人的身体健康状态，使用十分的方便。因此，与现有技术相比，本实用新型具有实质性的特点和进步。
38.上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润
色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。