[發(fā)明專利]一種智慧床墊系統(tǒng)及其測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811137738.7
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109276076A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫琪真;王森懋;孫玥真;李良燁;黎佳;黃國良;劉德明
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢凱銳普信息技術(shù)有限公司;華中科技大學(xué)
• 主分類號: A47C27/04
• 分類號: A47C27/04;A47C31/12;A61B5/00
• 代理公司: 武漢明正專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42241
• 代理人: 張伶俐

本發(fā)明涉及智能家居，尤其涉及一種智慧床墊系統(tǒng)及其測試方法，該系統(tǒng)包括感知床墊和數(shù)據(jù)處理終端；所述的數(shù)據(jù)處理終端包括光發(fā)送模塊、第一耦合器、參考光纖、第二耦合器、光接收模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；所述的第一耦合器、參考光纖、傳感光纖和第二耦合器構(gòu)成馬赫?增德爾干涉結(jié)構(gòu)；所述感知床墊本體上鋪設(shè)有傳感光纖，與人體胸腔位置相匹配，所述傳感光纖輸入端和輸出端分別與第一耦合器的傳感光輸出端、第二耦合器的傳感光輸入端連接，所述光接收模塊與數(shù)據(jù)采集模塊相連。其目的在于長期監(jiān)測人體睡眠狀態(tài)下的呼吸和心跳生理特征，由此解決現(xiàn)有技術(shù)中人體舒適性差、靈敏度低、成本高、無法長期監(jiān)測的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能家居領(lǐng)域，尤其涉及一種智慧床墊系統(tǒng)及其測試方法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)老齡化問題的日益嚴(yán)重和醫(yī)療成本的提高，現(xiàn)如今，針對于空巢老人或臥床不起的病人的健康指標(biāo)參數(shù)如呼吸、心跳等實(shí)時(shí)監(jiān)測已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，睡眠呼吸紊亂的發(fā)病率約占整個(gè)人群的10-20％，老年人群高達(dá)40-60％，如何準(zhǔn)確地監(jiān)測患者的睡眠狀況，并為睡眠障礙相關(guān)疾病的早期診斷提供依據(jù)，越來越引起人們重視。

目前，已有光電容積描記方式監(jiān)測人體生理特征信號，它利用光電傳感器,檢測經(jīng)過人體血液和組織吸收后的反射光強(qiáng)度的不同,描記出血管容積在心動(dòng)周期內(nèi)的變化,從得到的脈搏波形中計(jì)算出心率，該技術(shù)多采用可穿戴設(shè)備市場，但是長時(shí)間的穿戴會(huì)影響人體舒適性。

市場上還有一種使用壓電式傳感器監(jiān)測人體呼吸率和心率的裝置，壓電傳感器是利用某些電介質(zhì)受力后產(chǎn)生的壓電效應(yīng)制成的傳感器，應(yīng)用最多的是壓電陶瓷和石英晶體，但是壓電材料需要防潮措施，而且輸出的直流響應(yīng)差，隨著時(shí)間的推移該傳感器靈敏度變差。

急需研發(fā)一種舒適性好、靈敏度高、準(zhǔn)確性強(qiáng)的用于睡眠監(jiān)測的智慧感知床墊系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)精確獲取人體呼吸率和心率，為相關(guān)疾病的早期診斷和預(yù)防提供重要依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明第一目的提供了一種智慧床墊系統(tǒng)，其目的在于長期監(jiān)測人體睡眠狀態(tài)下的呼吸和心跳生理特征，由此解決現(xiàn)有技術(shù)中人體舒適性差、靈敏度低、成本高、無法長期監(jiān)測的技術(shù)問題。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案為：

一種智慧床墊系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括感知床墊和數(shù)據(jù)處理終端；所述的數(shù)據(jù)處理終端包括光發(fā)送模塊、第一耦合器、參考光纖、第二耦合器、光接收模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；所述的第一耦合器、參考光纖、傳感光纖和第二耦合器構(gòu)成馬赫-增德爾干涉結(jié)構(gòu)；所述感知床墊本體上鋪設(shè)有傳感光纖，與人體胸腔位置相匹配，所述傳感光纖輸入端和輸出端分別與第一耦合器的傳感光輸出端、第二耦合器的傳感光輸入端連接，所述光接收模塊與數(shù)據(jù)采集模塊相連。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第一耦合器包括光輸入端、參考光輸出端、傳感光輸出端；所述的光輸入端與光發(fā)送模塊的輸出端相連；所述的參考光輸出端與參考光纖相連；所述的傳感光輸出端與傳感光纖相連；所述的第二耦合器包括參考光輸入端、傳感光輸入端和光輸出端；所述的參考光輸入端與參考光纖相連；所述的傳感光輸入端與傳感光纖相連；所述的光輸出端與光接收模塊的輸入端相連；所述的光采集模塊包括光輸入端與光輸出端，所述的光輸入端與光接收模塊的輸出端相連；所述的光輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端相接。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的參考光纖和傳感光纖采用單模光纖，且參考光纖與傳感光纖纖長之差在10cm之內(nèi)。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的數(shù)據(jù)處理終端內(nèi)放置隔音保護(hù)棉，用于一定程度上減小外部環(huán)境對數(shù)據(jù)處理終端內(nèi)的光路的影響。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的傳感光纖鋪設(shè)于感知床墊中，采取多層次鋪設(shè)，并在每一層鋪設(shè)中均采用沿橫向與縱向呈正弦波交叉鋪設(shè)的方式，以增大和人體的接觸面積，并且提高測量靈敏度。