#第五届立创电子设计大赛#非接触式睡眠监测仪

一、自我/团队介绍

项目主创人员先后在中兴通讯和TCL通信等公司从事通讯产品技术支持与开发，项目管理工作； 2006年从事医疗设备开发，负责多参数病人监护仪和心电监护的系统设计与规划和医疗算法实现，持续研究便携移动医疗技术；

二、简要介绍项目

1. 一款非穿戴，非接触式智能睡眠监测仪；
2. 通过置于床垫下的带状薄膜传感器（如下图1），监测分析人在睡眠状态时的心率，呼吸和体动等指标；
3. 提供睡眠质量，HRV及OSAHS（呼吸暂停）筛查报告；
4. 人体实时在床/离床提醒；

三、背景意义：

1. 不用穿戴，非接触式，传感器压床垫下或放床垫上即可，无需主动配合,不会给用户带来任何不适感。
2. 带状薄膜传感条可外套防水防滑保护套，方便消毒清洗。
3. 适应范围宽——通过调整传感条形状尺寸，可应用到枕头、座椅,皮肤触感等方面。

四、描述项目详情

1. 工作原理：

• 心冲击图（Ballistocardiography，简称：BCG）：心脏的搏动，可引起人体一系列相应的周期性运动／震动，借助灵敏的传感器把这些运动／震动纪录下来，描记成波形图；
• 人体呼吸、心跳或翻身时，会产生轻微振动；BioSensor-F58GM传感模组能采集这些微弱振动信号;通过我们提供的软件算法，实现心率，呼吸率，睡眠和HRV分析，OSAHS筛查等；
• 针对床垫应用场景设计的带状薄膜传感条,负责将人体产生的微小振动信号转化为电信号;
• BioSensor-F58GM是我们自主设计的一款高集成度生物处理模组，内嵌支持各种生命体征信号采集的模拟前端，包括心电，心率，脉搏波，血氧，呼吸，阻抗，皮肤电，体温，肌电，体重，脑电或其它类型的传感信号（如压电传感器,实现非接触式心率，呼吸等测量）等等；同时模组内嵌低功耗/轻量级DSP&MCU，PGA和24 位
  Δ-Σ ADC等电路。
• 本项目就是用BioSensor-F58GM模组+带状薄膜传感条,实现人体微弱振动信号采集的一个应用实例。

2．硬件实现：

这个产品由两部分组成（如下图2所示）：

• 主控板：支持蓝牙/WIFI的ESP32单片机 + BioSensor-F58GM模组；
• 带状薄膜压电/压阻传感条；

3．项目软硬件开发框架:

• 请参考我们的开源工程-- Healthcare Development Framework(HDF)：https://gitee.com/shikeen1/bio-hdf;国外镜像：https://github.com/feelkit/bio-hdf；
• 我们所有健康应用的软硬件开发实现，都集成在这个开发框架里；当然也包括本项目实现的非接触式睡眠监测。
• 我们正在持续完善这个健康应用框架，包括支持阿里云各种物联网技术，如AliOS Things,AliGenie等等。

4.   软硬件资源

• 处理器：支持Bluetooth/WIFI的ESP32单片机；

• 关键器件1：健康传感模组BioSensor-F58GM是我们自主设计的一款高集成度生物处理模组，内嵌支持各种生命体征信号采集的模拟前端和MCU;

• 关键器件2：针对床垫应用场景设计的带状薄膜传感条;

• 固件OS：支持Espressif IoT  Development Framework（基于FreeRTOS）和AliOS Things；
• 自主设计的Healthcare Development Framework，可作为AliOS Things等平台的健康应用组件；

五、项目优势

六、产品应用实景:

如下图3所示，产品置于床垫上面或下面就可以了。也可应用于座垫,枕头内，或皮肤感触；

七、开源工程

本项目是我们开源工程（Healthcare Development Framework(HDF)：https://gitee.com/shikeen1/bio-hdf;国外镜像：https://github.com/feelkit/bio-hdf）的一部分，是首次公开发布

八、产品演示:

产品工作原理和构成

https://www.bilibili.com/video/BV1L54y1m79Q/< br>
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产品操作

https://www.bilibili.com/video/BV18V411m71U/

准确度对比测试,同医用设备所测数据对比分析

https://www.bilibili.com/video/BV1X5411b7bq/
关键器件介绍：BioSensor-F58GM生命体征传感模组

https://www.bilibili.com/video/BV1F54y1y7kK/< br>
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