腕动式睡眠监测系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

睡眠是人类最基本的生命活动之一，人的一生之中大约有1/3时间在睡眠中度过。睡眠是人体的生理调节和寿命的保证，没有睡眠就没有生命的延续。然而在现代社会的快节奏下，学习工作生活压力越来越大，夜生活也越来越丰富，光污染声污染越来越严重，越来越多的人被睡眠问题所困扰。据世界卫生组织在全球范围内对睡眠流行病的调查显示，全球有27％以上的人有睡眠障碍。中国作为人口大国，有42.5%的人存在睡眠障碍，而在这些有睡眠障碍的人中，有超过50%的人存在白天精神状态差、容易疲劳等现象，有27.7%的人有不良情绪，有近40%的人日常生活受到睡眠问题的影响。

另外生理研究已经表明，睡眠缺乏可能令身体保持高度警戒状态，增加肾上腺素的分泌并令血压升高，这是中风和心脏病的重要风险因素。而且，缺乏睡眠的人血液中物质的浓度会升高，这是体内有炎症的状态，也被发现是心脏病、中风、癌症和糖尿病的重要风险源。充足的睡眠和良好的睡眠质量是提高人们生活质量的必要条件，因此监测一个人的睡眠过程并分析其睡眠特征可以有效的改善人们的睡眠质量，预防心血管疾病。

当代人们对睡眠重要性意识的提高，更多的人开始关注睡眠健康，睡眠障碍患者希望通过睡眠监测找到睡眠障碍的原因。但是传统的睡眠胞测仪由于费用、体积等原因无法实现可穿戴，更无法推广到家庭为家庭和个人服务。面对异常庞大的睡眠障碍人群，仅靠睡眠中心无法满足目前对于睡眠相关疾病监测和诊断的需求。另外，对于大部分的无其他严重相关疾病的人群，标准的多导睡眠监护仪并不是最佳选择。因此，研制一种便捷睡眠监护仪就显得非常重要。

2. 研究内容和预期目标

睡眠是人体的生理调节和寿命的保证，没有睡眠就没有生命的延续，其重要性不言而喻。随着现代学习工作生活压力越来越大，夜生活也越来越丰富，光污染声污染越来越严重，人们睡眠时间和睡眠质量受到很大影响。

睡眠质量评估的方法有定性评价和以脑电、肌电、血氧饱和度等各种生理参数为指标进行评价。本课题要求设计一腕动式睡眠监测系统，要求利用加速度传感器来采集腕动信号，并设计监测系统的硬件结构和嵌入式软件系统，实现睡眠的实时监测。

本文研究基于腕动信号的睡眠质量监测装置，评估睡眠过程中的睡醒状态、睡眠时间、睡眠质量。该装置采用加速度传感器获取腕动信号，通过蓝牙模块上传信号到安卓手机，在手机端开发软件进行信号处理。不同幅度频率的体动信号反应不同的睡眠时相。相对于其他生理参数，体动信号更容易获取，而且监测过程对患者无干扰。本文通过webster线性公式对采集到的体动加速度信号进行处理，计算出睡眠过程中每分钟的睡醒状态，从而统计睡眠时间，达到评估睡眠质量的目的。本文基于adxl345三轴加速度传感器设计了腕动信号采集装置，采用低功耗微体积元器件，设计成方便佩戴的手环形状。装置通过单片机stc12le5608ad控制传感器采集腕动数据，并把采集到的数据通过蓝牙4.0模块上传到安卓手机端进行算法处理。

基于安卓系统，开发了睡眠监测软件，实现了以下功能：用户登陆注册、腕动数据接收及存储、睡眠评估算法实现、评估结果图像化显示。利用安卓界面开发技术、mysql数据库存储技术、蓝牙开发技术以及画图技术完成了软件编程。睡眠监测软件能够评估睡眠过程中每分钟的睡醒状态和统计睡眠总时间。

3. 研究的方法与步骤

本课题总体设计思路为：首先确定需求的各个功能，然后选择合适的传感器、处理器，在实现想要的功能后，在原先的基础上进行改进与升级，进一步优化系统。设计时采用模块化设计思想，将这个睡眠监测系统拆分成许多部分，分别对各部分进行设计、调试，然后将各个部分拼接起来进而组成一个完整的系统。

本课题基于adxl345三轴加速度传感器来设计腕动信号采集装置，评估睡眠过程中的睡醒状态、睡眠时间、睡眠质量装置通过单片机stc12le5608ad控制传感器采集腕动数据，并把采集到的数据通过蓝牙4.0模块上传到安卓手机端进行算法处理。

基于安卓系统，开发睡眠监测软件，实现以下功能：用户登陆注册、腕动数据接收及存储、睡眠评估算法实现、评估结果图像化显示。利用安卓界面开发技术、mysql数据库存储技术、蓝牙开发技术以及画图技术完成软件编程。

4. 参考文献

[1] 钟琳倩,基于云架构的睡眠监护软件设计与实现,信息通信,2019年03期

[2] 叶志前,睡眠监护技术的发展,国外医学.生物医学工程分册,2003年06期

[3] 罗宇舟,基于svm算法的睡眠监护系统设计,软件,2016年10期

5. 计划与进度安排

1、2022.2.24-2022.3.10 查阅资料，撰写开题报告。

2、2022.3.11-2022.4.10 硬件功能分析

3、2022.4.11-2022.5.15 设计原理图，编写软件程序