[發明專利]基于聲表面波傳感器的睡眠質量數據采集裝置及監測系統

在審

• 申請號: 201611250624.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106725328A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李濟同;李媛媛;張石晶
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 葉敏華

技術領域

本發明涉及聲表面波領域，尤其是涉及一種基于聲表面波傳感器的睡眠質量數據采集裝置及監測系統。

背景技術

隨著科學技術的發展，現代科技逐漸融入人們的日常生活，實時監測人體的心跳對人們對自身健康成都的掌握有著很大幫助，尤其是老年人群。監測心跳壓力及頻率后，通過分析參數與睡眠質量的關系，可進而得到用戶在使用時間段的睡眠質量，而只有掌握了各個時間段的睡眠質量，才能以此為基礎分析并提高睡眠質量，尤其貼片作為信號監測裝置在這種監控系統中的作用是舉足輕重的。因而這種貼片式的聲表面波傳感器有著巨大發展空間。

現有技術中，為解決上述問題一般采用有源傳感器、電源、傳輸單元等組成的一個監控系統來對心跳或者脈搏進行檢測，但是這種檢測方式存在以下缺點：1.現有的有源傳感器由于需要電源供電，而電源在使用的過程中，容易出現沒電的情況，則無法對此后時間的睡眠進行監控，而因為貼片比較貼近皮膚，則有較大的安全隱患，比如漏電等等。2.現有技術的信號采集裝置重量較重、體積較大，放置貼身的位置會讓其不舒服，影響用戶正常的睡眠質量。3.現有技術的實施方式抗干擾能力較差，容易受溫度、濕度、干擾壓力的影響測量結果，在分析數據時會產生較大的偏差。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題提供一種基于聲表面波傳感器的睡眠質量數據采集裝置及監測系統。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于聲表面波傳感器的睡眠質量數據采集裝置，包括：

傳力柱，與用戶的皮膚連接，用于傳遞用戶的心跳壓力；

貼片式聲表面波傳感器，與傳力柱連接，用于將用戶的心跳壓力轉換為電信號，同時實現電信號和聲表面波信號的互換；

傳輸天線模塊，與貼片式聲表面波傳感器連接，用于接收外界的激勵電信號并傳遞至貼片式聲表面波傳感器，同時無線傳輸貼片式聲表面波傳感器傳遞的電信號。

所述貼片式聲表面波傳感器包括：

壓電材料基片，與傳力柱連接，作為聲表面波傳遞的物理介質；

叉指換能組件，位于壓電材料基片上，與傳輸天線模塊連接，用于將用戶的心跳壓力轉換為電信號并發送至傳輸天線模塊，同時接收傳輸天線模塊輸入的激勵電信號；

外圍保護組件，分別與壓電材料基片和叉指換能組件連接，用于保護壓電材料基片和叉指換能組件。

所述叉指換能組件包括：

叉指換能器，位于壓電材料基片上，與傳輸天線模塊連接，用于接收外界的激勵電信號并轉換成聲表面波信號，同時向傳輸天線模塊發送電信號；

反射柵，位于壓電材料基片上，與叉指換能器連接，用于反射壓電材料基片上叉指換能器發出的聲表面波信號與心跳壓力產生的聲表面波信號的混合信號至叉指換能器。

所述叉指換能器和反射柵的相對位置通過有限元分析法確定。

所述外圍保護組件包括：

基片支架單元，位于壓電材料基片的上下兩側，用于支撐壓電材料基片；

保護薄膜，位于壓電材料基片的外表面，用于覆蓋壓電材料基片。

所述基片支架單元包括至少4個基片支架，所述基片支架分散布置于壓電材料基片的上下兩側。

所述傳輸天線模塊包括：

微帶傳輸線，與貼片式聲表面波傳感器連接，用于傳輸貼片式聲表面波傳感器發出的電信號；

微型天線，與微帶傳輸線連接，用于對電信號進行無線傳輸。

所述微型天線的橫截面積為5-7mm²。

所述貼片式聲表面波傳感器的厚度在3-5mm之間。

一種基于如上所述的聲表面波傳感器的睡眠質量數據采集裝置的睡眠質量監測系統，包括：

睡眠質量數據采集裝置，用于采集用戶的睡眠質量數據并進行無線發送；

控制終端，用于向睡眠質量數據采集裝置發射激勵電信號，同時接收睡眠質量數據采集裝置發送的睡眠質量數據；

所述控制終端包括：

信號交互模塊，用于向睡眠質量數據采集裝置發送激勵電信號，同時接收并處理睡眠質量數據；

睡眠質量分析模塊，用于分析信號交互模塊接收的睡眠質量數據，根據睡眠質量數據計算用戶心跳壓力的平均度以及相鄰兩次心跳壓力時間間隔的相似程度，并根據計算結果判斷用戶的睡眠質量。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：