睡眠监测预警方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及数据安全技术领域，尤其涉及一种睡眠监测预警方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.在一个实施例中，现有技术中的睡眠监测方法中，一般只能监测人体基本的生命体征信号。当人体的生命体征信号消失时，无法判断人体是离床了，还是生命体征存在异常状况(例如，心脏骤停)，从而无法保障人体的睡眠安全。


技术实现要素：

3.鉴于以上内容，有必要提出一种睡眠监测预警方法、装置、电子设备及存储介质，能够于辅助进行睡眠监测预警，有效保障人体的睡眠安全。
4.本技术的第一方面提供一种睡眠监测预警方法，所述方法包括：根据采集的生命体征信号进行人体检测；基于人体检测的结果确定当前环境的环境电容阈值；根据所述人体检测的结果、所述环境电容阈值与当前环境的当前电容值，确定是否存在生命体征异常状况，解析所述生命体征异常状况并发出预警。
5.根据本技术的一个可选的实施方式，所述方法还包括：使用传感器设备采集人体生命体征信号，所述人体生命体征信号包括心电信号、呼吸信号、体动信号。
6.根据本技术的一个可选的实施方式，所述根据采集的生命体征信号进行人体检测包括：从所述心电信号对应的波形图中截取预设第一时间长度的第一波形图，对所述第一波形图进行滤波处理；计算滤波处理后的第一波形图中信号幅值的第一平均值，当所述第一平均值处于预设的第一阈值范围内时，确定人体处于在床状态；当所述第一平均值处于所述第一阈值范围外时，确定人体处于离床状态。
7.根据本技术的一个可选的实施方式，所述基于人体检测的结果确定当前环境的环境电容阈值，包括：当人体检测的结果指示当前环境中人体处于在床状态时，采集所述在床状态的电容作为在床电容值；当人体检测的结果指示当前环境中人体处于离床状态时，采集所述离床状态的电容作为离床电容值；根据所述在床电容值与所述离床电容值计算所述环境电容阈值。
8.根据本技术的一个可选的实施方式，所述根据所述人体检测的结果、所述环境电容阈值与当前环境的当前电容值，确定是否存在生命体征异常状况，包括：当所述当前电容值大于或等于所述环境电容阈值并且所述人体检测的结果指示人体处于离床状态时，确定存在生命体征异常状况。
9.根据本技术的一个可选的实施方式，所述解析所述生命体征异常状况并发出预警包括：将所述生命体征异常状况通过预设的云端发送至指定的终端，并发出预警信号。
10.本技术的第二方面提供一种睡眠监测预警装置，所述装置包括：检测模块、计算模块、预警模块：所述检测模块，用于采集床上的生命体征信号，根据所述生命体征信号进行
人体检测；所述计算模块，用于基于人体检测的结果确定当前环境的环境电容阈值；所述预警模块，用于根据所述人体检测的结果、所述环境电容阈值与当前环境的当前电容值，确定是否存在生命体征异常状况，针对所述生命体征异常状况发出预警。
11.本技术的第三方面提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序时实现所述睡眠监测预警方法。
12.本技术的第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述睡眠监测预警方法。
13.综上所述，本技术所述的睡眠监测预警方法、装置、电子设备及存储介质，可以根据采集的生命体征信号进行人体检测，根据人体检测的结果确定环境电容阈值，结合当前环境的当前电容值确定人体是离床还是在床但存在生命体征异常状况，针对所述生命体征异常状况并及时发出预警，从而能够在人体存在生命体征异常状况时，及时根据预警对用户进行救助，有效保障用户在睡眠时的生命安全。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
15.图1是本技术实施例提供的睡眠监测预警方法的流程图。
16.图2是本技术实施例提供的根据采集的生命体征信号进行人体检测的方法一的流程图。
17.图3是本技术实施例提供的睡眠监测预警装置的结构。
18.图4是本技术实施例提供的计算机装置的架构图。
19.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
20.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
21.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述在一个可选的实施方式中实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
22.在一个实施例中，现有技术中的睡眠监测方法中，一般只能监测人体的心率、呼吸等基本的生命体征信号，当人体的生命体征信号即将消失时，无法判断人体是离床了，还是生命体征存在异常状况(例如，心脏骤停)。也无法在人体存在异常状况时，及时给相关人员(例如，家属)或者系统提供紧急预警。
23.本技术实施例提供的睡眠监测预警方法，可以根据采集的生命体征信号进行人体检测，根据人体检测的结果确定环境电容阈值，结合当前环境的当前电容值确定人体是离床还是存在生命体征异常状况，针对所述生命体征异常状况并及时发出预警，从而能够在
人体存在生命体征异常状况时，及时根据预警对用户进行救助，有效保障用户在睡眠时的生命安全。
24.本技术实施例提供的睡眠监测预警方法由电子设备执行，相应地，睡眠监测预警装置运行于电子设备中。
25.实施例一
26.图1是本技术实施例提供的睡眠监测预警方法的流程图。所述睡眠监测预警方法具体包括以下步骤，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些可以省略。
27.s11，根据采集的生命体征信号进行人体检测。
28.在一个可选的实施方式中，所述方法还包括：使用传感器设备采集人体生命体征信号，所述人体生命体征信号包括但不限于心电信号、呼吸信号、、体动信号，其中，体动信号表示人体的身体动作(例如，翻身、坐起等)对应的电信号。
29.本技术实施例提供的睡眠监测预警方法，可以用于对睡眠时的用户的生命体征信号进行监测。所述传感器设备包括但不限于：压电薄膜传感器、压电电缆，所述传感器设备可以安装在用户睡眠时使用的寝具或床具中，例如，安装在床垫上。
30.在一个可选的实施方式中，传感器设备可以隔着衣服和被单等采集人体的生命特征的动态信息(例如，心跳、呼吸和身体运动等)，从而获得人体生命特征的动态信息对应的电信号，例如，心电信号、呼吸信号、体动信号。
31.在一个可选的实施方式中，例如图2所示，为本技术实施例提供的根据采集的生命体征信号进行人体检测的方法一的流程图，所述根据采集的生命体征信号进行人体检测包括方法一：
32.s21，从所述心电信号对应的波形图中截取预设第一时间长度的第一波形图，对所述第一波形图进行滤波处理。
33.在一个可选的实施方式中，可以根据心电信号绘制对应的波形图(例如，心电图)，其中，心电信号对应的波形图中的横坐标代表时间，纵坐标代表心电信号的幅值。预设第一时间长度可以表示人体的一个心动周期的时间长度(例如，0.8秒)，第一波形图包括人体的一个心动周期的心电图。此外，还可以设置预设第一时间长度为比一个心动周期的时间更长的长度，例如，10秒，本技术并不对此进行限定。
34.在一个可选的实施方式中，对心电信号的采集的过程中，极易受来自人体内和人体外的环境的影响，例如受到人体四肢的运动、呼吸、周边环境中的电磁干扰等。因此，采集到的心电信号伴随着大量噪声，从而使心电图的图像质量变差，在心电图上出现一些毛刺现象。为了去除心电信号中的噪声对心电图的影响，需要对第一波形图进行滤波处理。
35.具体地，心电信号的噪声包括但不限于由人体的肌电干扰引起的基线漂移、由电力系统和人体的分布电容引起的工频干扰。
36.在去除基线漂移引起的噪声时，可以使用线性的中值滤波法，包括使用大窗体的中值滤波过滤非线性的r波群，使用小窗体的中值滤波保留线性部分的细节波形和r波的细节形状。
37.在去除工频干扰引起的噪声时，可以基于心电图的特性，确定心电图的线性部分和非线性部分，对线性部分使用5点平滑滤波，对非线性部分使用levkov滤波算法进行滤波以减少平滑对心电信号造成的影响。
38.在一个可选的实施方式中，经过上述滤波处理，可以提高心电图的精度，从而提高后续过程中对生命体征异常状况检测的准确度。
39.此外，还可以对所述心电信号进行放大后，直接对放大后的心电信号进行滤波处理，再由滤波处理后的心电信号得到第一波形图，本技术并不对上述处理过程的顺序进行限定。
40.s22，计算滤波处理后的第一波形图中信号幅值的第一平均值，判断所述第一平均值是否处于预设的第一阈值范围内，当所述第一平均值处于预设的第一阈值范围内时，执行步骤s23；当所述第一平均值处于所述第一阈值范围外时，执行步骤s24。
41.在一个实施方式中，可以基于微积分的原理计算所述第一平均值，不再进行详细说明。所述第一平均值可以从侧面表示人体的一个心动周期内的心脏震动幅度的平均值，从而体现人体的心脏跳动状况。
42.在一个实施例中，第一阈值范围包括根据正常人体或健康人体的第一时间长度的心电图计算得到的心电信号的平均幅值所处的范围。此外，还可以根据实际需求设置第一阈值范围。
43.s23，确定人体处于在床状态。
44.在一个可选的实施方式中，所述在床状态表示人体在第一时间长度内都处于床上的状态，例如人体在10秒内一直躺在床垫上的状态。
45.s24，确定人体处于离床状态。
46.在一个可选的实施方式中，所述离床状态表示人体在第一时间长度内存在不处于床上的状态，例如人体在10秒内都不在床垫上的状态。
47.在一个可选的实施方式中，现有的方法中当侦测不到心电信号或心电图中出现直线时，就会判定人体处于离床状态或人体出现心脏停跳，但是此种判定方法具有瞬时性，可能会出现频繁侦测到离床状态而发出不必要的预警的情形。而本技术实施例提供的上述方法，可以在确定人体在一段时间内都不在床时才确定人体处于离床状态，避免多次频繁预警。
48.在其他实施例中，除了上述基于心电信号确定人体的在床状态与离床状态的方法，还可以基于人体的呼吸、身体动作等动态信息确定人体的在床状态与离床状态。
49.s12，基于人体检测的结果确定当前环境的环境电容阈值。
50.在一个可选的实施方式中，所述基于人体检测的结果确定当前环境的环境电容阈值，包括：
51.当人体检测的结果指示当前环境中人体处于在床状态时，采集所述在床状态的电容作为在床电容值；
52.当人体检测的结果指示当前环境中人体处于离床状态时，采集所述离床状态的电容作为离床电容值；
53.根据所述在床电容值与所述离床电容值计算所述环境电容阈值。
54.在一个可选的实施方式中，人体可以看成一个导体，内部分布很多可以自由移动的电荷，当受到电场作用时，这些自由电荷会定向移动，负电荷逆向电场方向移动，正电荷顺向电场方向移动，因此人体可以视为一只单引脚的电容。
55.传感器设备还包括用于检测电容值的薄膜电容器或触摸芯片等。以薄膜电容器为
例，当人体处于在床状态时，人体与薄膜电容器串联，此时可以直接利用电容检测器检测薄膜电容器的电容作为在床电容值；当人体处于离床状态时，直接将薄膜电容器的电容作为离床电容值。具体地，传感器设备检测到的人体的电容值会根据传感器设备放置的位置或环境(例如，床垫中)，以及传感器设备和人体中间相隔的材料(例如，床单、人体衣物)的不同而不同，在大部分环境中传感器设备检测的在床电容值大于或等于15pf，传感器设备检测的离床电容值小于15pf。
56.在一个可选的实施方式中，根据所述在床电容值与所述离床电容值计算所述环境电容阈值包括：令环境电容阈值等于在床电容值与离床电容值的平均值。
57.s13，根据所述人体检测的结果、所述环境电容阈值与当前环境的当前电容值，确定是否存在生命体征异常状况，解析所述生命体征异常状况并发出预警。
58.在一个可选的实施方式中，所述根据所述人体检测的结果、所述环境电容阈值与当前环境的当前电容值，确定是否存在生命体征异常状况，包括：
59.当所述当前电容值大于或等于所述环境电容阈值并且所述人体检测的结果指示人体处于离床状态时，确定存在生命体征异常状况。
60.在一个可选的实施方式中，当所述当前电容值大于或等于所述环境电容阈值时表示人体一定处于床上，但此时人体检测结果指示人体处于离床状态，两者发生矛盾，因此在床上的人体的心率或呼吸出现问题，确定人体存在生命体征异常状况。
61.在一个可选的实施方式中，所述解析所述生命体征异常状况并发出预警包括：
62.将所述生命体征异常状况通过预设的云端发送至指定的终端，并发出预警信号。
63.在一个可选的实施方式中，可以解析所述生命体征异常状况指示的是人体的心电信号还是呼吸信号有问题，从而判断人体具体的异常状况，例如，呼吸微弱、心率过速等。
64.在一个可选的实施方式中，本技术实施例的监测人群可以是老人，当老人出现生命体征异常状况后，可以通过预设的云端发送至指定的终端，例如老人的儿女的手机终端。此外，还可以利用预设方式输出预警信号，所述预设方式可以包括但不限于显示文字或图像内容、输出音频、振动等。
65.在一个可选的实施方式中，还可以将实时的生命体征信号同步传输至所述指定的终端，方便相关人员(例如，亲属)查看被监测者的睡眠状况。
66.在一个可选的实施方式中，本技术实施例提供的睡眠监测预警方法，可以应用于睡眠监测领域、养老系统领域、健康养生领域等邻域，通过采集生命体征信号与确定环境电容阈值，判断人体到底是否存在在床上但生命体征异常的情形，能够及时针对生命体征异常状况进行预警，有效保障用户的睡眠安全。
67.实施例二
68.图3是本技术实施例提供的睡眠监测预警装置的结构图。
69.在一些实施例中，所述睡眠监测预警装置20可以包括多个由计算机程序段所组成的功能模块。所述睡眠监测预警装置20中的各个程序段的计算机程序可以存储于电子设备的存储器中，并由至少一个处理器所执行，以执行(详见图1描述)睡眠监测预警的功能。
70.本实施例中，所述睡眠监测预警装置20根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块。所述功能模块可以包括：检测模块201、计算模块202、预警模块203。本技术所称的模块是指一种能够被至少一个处理器所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程
序段，其存储在存储器中。在本实施例中，关于各模块的功能将在后续的实施例中详述。
71.所述检测模块201，用于采集床上的生命体征信号，根据所述生命体征信号进行人体检测。
72.所述计算模块202，用于基于人体检测的结果确定当前环境的环境电容阈值。
73.所述预警模块203，用于根据所述人体检测的结果、所述环境电容阈值与当前环境的当前电容值，确定是否存在生命体征异常状况，针对所述生命体征异常状况发出预警。
74.在一个可选的实施方式中，所述检测模块201，还用于：
75.所述方法还包括：使用传感器设备采集人体生命体征信号，所述人体生命体征信号包括心电信号、呼吸信号、体动信号。
76.在一个可选的实施方式中，所述检测模块201，还用于：
77.所述根据采集的生命体征信号进行人体检测包括：
78.从所述心电信号对应的波形图中截取预设第一时间长度的第一波形图，对所述第一波形图进行滤波处理；
79.计算滤波处理后的第一波形图中信号幅值的第一平均值，当所述第一平均值处于预设的第一阈值范围内时，确定人体处于在床状态；当所述第一平均值处于所述第一阈值范围外时，确定人体处于离床状态。
80.在一个可选的实施方式中，所述计算模块202，还用于：
81.所述基于人体检测的结果确定当前环境的环境电容阈值，包括：
82.当人体检测的结果指示当前环境中人体处于在床状态时，采集所述在床状态的电容作为在床电容值；
83.当人体检测的结果指示当前环境中人体处于离床状态时，采集所述离床状态的电容作为离床电容值；
84.在一个可选的实施方式中，所述预警模块203，还用于：
85.根据所述在床电容值与所述离床电容值计算所述环境电容阈值。
86.所述根据所述人体检测的结果、所述环境电容阈值与当前环境的当前电容值，确定是否存在生命体征异常状况，包括：
87.当所述当前电容值大于或等于所述环境电容阈值并且所述人体检测的结果指示人体处于离床状态时，确定存在生命体征异常状况。
88.在一个可选的实施方式中，所述预警模块203，还用于：
89.所述解析所述生命体征异常状况并发出预警包括：
90.将所述生命体征异常状况通过预设的云端发送至指定的终端，并发出预警信号。
91.实施例三
92.本实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述睡眠监测预警方法实施例中的步骤，例如图1所示的s11-s13：
93.s11，采集床上的生命体征信号，根据所述生命体征信号进行人体检测；
94.s12，基于人体检测的结果确定当前环境的环境电容阈值；
95.s13，根据所述人体检测的结果、所述环境电容阈值与当前环境的当前电容值，确定是否存在生命体征异常状况，针对所述生命体征异常状况发出预警。
96.或者，该计算机程序被处理器执行时实现上述装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3中的模块201-203：
97.所述检测模块201，用于采集床上的生命体征信号，根据所述生命体征信号进行人体检测。
98.所述计算模块202，用于基于人体检测的结果确定当前环境的环境电容阈值。
99.所述预警模块203，用于根据所述人体检测的结果、所述环境电容阈值与当前环境的当前电容值，确定是否存在生命体征异常状况，针对所述生命体征异常状况发出预警。
100.实施例四
101.参阅图4所示，为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。在本技术较佳实施例中，所述电子设备3包括存储器31、至少一个处理器32、至少一条通信总线33及收发器34、至少一个传感器设备35。
102.本领域技术人员应该了解，图4示出的电子设备的结构并不构成本技术实施例的限定，既可以是总线型结构，也可以是星形结构，所述电子设备3还可以包括比图示更多或更少的其他硬件或者软件，或者不同的部件布置。
103.在一些实施例中，所述电子设备3是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路、可编程门阵列、数字处理器及嵌入式设备等。所述电子设备3还可包括客户设备，所述客户设备包括但不限于任何一种可与客户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互的电子产品，例如，个人计算机、平板电脑、智能手机、数码相机等。
104.需要说明的是，所述电子设备3仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本技术，也应包含在本技术的保护范围以内，并以引用方式包含于此。
105.在一些实施例中，所述存储器31中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器32执行时实现如所述的睡眠监测预警方法中的全部或者部分步骤。所述存储器31包括只读存储器(read-only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-time programmable read-only memory，otprom)、电子擦除式可复写只读存储器(electrically-erasable programmable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
106.在一些实施例中，所述至少一个处理器32是所述电子设备3的控制核心(control unit)，利用各种接口和线路连接整个电子设备3的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器31内的程序或者模块，以及调用存储在所述存储器31内的数据，以执行电子设备3的各种功能和处理数据。例如，所述至少一个处理器32执行所述存储器中存储的计算机程序时实现本技术实施例中所述的睡眠监测预警方法的全部或者部分步骤；或者实现睡眠监测预警装置的全部或者部分功能。所述至少一个处理器32可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(central processing unit，cpu)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。
107.在一些实施例中，所述至少一条通信总线33被设置为实现所述存储器31以及所述至少一个处理器32等之间的连接通信。
108.尽管未示出，所述电子设备3还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器32逻辑相连，从而通过电源管理装置实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备3还可以包括多种传感器、蓝牙模块、wi-fi模块、摄像装置等，在此不再赘述。
109.上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的部分。
110.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
111.所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
112.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
113.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或，单数不排除复数。说明书中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
114.最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围。