腕动睡眠监测仪的研制

发布时间：2020-12-24 01:56

　　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,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,全球有27%以上的人有睡眠障碍。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。但是传统的睡眠监测仪由于费用、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。考虑到价格、便携性等原因,本课题结合蓝牙4.0技术,利用嵌入式平台研制腕动睡眠监测仪。腕动睡眠监测仪的研制主要分为三个步骤。第一,从设计目标、性能需求、功能需求等方面出发,利用MPU-6050加速度传感器、STM32单片机和CC2540蓝牙4.0芯片等完成硬件电路的设计以及功能的实现,保证设计出的设备能准确采集腕动信号、体积小、质量轻、功耗低；第二,在采集腕动信号同时,用视频监测睡眠,并将视频睡眠监测的结果作为睡眠状态的标准,用软测量技术找到睡眠状态和腕动信息的关系,最终研究出适用于本课题研制的睡眠监... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
        1.1.1 睡眠的重要性
        1.1.2 睡眠的科学认识
        1.1.3 睡眠障碍以及现状
    1.2 课题研究现状
    1.3 课题研究的意义
    1.4 论文组织结构
第二章 系统总体方案设计
    2.1 设计依据与原理
    2.2 系统需求分析
        2.2.1 设计目标
        2.2.2 功能需求
        2.2.3 性能需求
    2.3 系统框架设计
    2.4 本章小结
第三章 腕动睡眠监测仪的硬件设计
    3.1 数据采集模块的实现
        3.1.1 加速度传感器的选择
        3.1.2 I2C总线介绍
        3.1.3 加速度传感器MPU-6050工作原理图
    3.2 数据处理模块的实现
        3.2.1 电池的选择
        3.2.2 充电电路的设计
        3.2.3 锂电池电压转换电路设计
        3.2.4 单片机电路设计与实现
        3.2.5 单片机功能以及实现
    3.3 存储模块的实现
        3.3.1 SPI总线
        3.3.2 Micro-SD电路实现
        3.3.3 读写Micro-SD卡的实现
    3.4 传输模块的实现
        3.4.1 无线通信方式的选择
        3.4.2 蓝牙4.0协议栈结构
        3.4.3 蓝牙4.0协议栈之OSAL
        3.4.4 蓝牙4.0无线通信过程及实现
    3.5 本章小结
第四章 睡眠分析算法的实现
    4.1 腕活动信号的检测
    4.2 睡眠算法模型
    4.3 视频睡眠分析
        4.3.1 视频睡眠分析算法流程和方法选择
        4.3.2 帧差法检测
        4.3.3 帧差法的实现
        4.3.4 睡眠状态判定
        4.3.5 睡眠决策参数标定
    4.4 本章小结
第五章 上位机软件实现
    5.1 上位机开发工具和开发语言的选择
    5.2 上位机的设计与实现
        5.2.1 需求分析
        5.2.2 工作流程
    5.3 上位机程序及功能的实现
        5.3.1 串口功能实现
        5.3.2 腕活动信息图
        5.3.3 睡眠分析表
    5.4 本章总结
第六章 应用研究
    6.1 研究对象与方法
        6.1.1 研究目的
        6.1.2 研究对象
        6.1.3 研究流程
        6.1.4 数据分析方法
    6.2 研究结果
    6.3 讨论
    6.4 本章总结
第七章 总结和展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：2934753