#第四届立创大赛#睡眠监测仪 - 嘉立创EDA开源硬件平台

# *  简要介绍作品： 我设计的睡眠监测仪，通过采集睡眠时人体的血氧饱和度，心率值，翻身次数，是否打鼾等来监测人体的睡眠情况。 - - - # *  一、作品详情； 1 .  采集人体的血氧饱和度，心率值，这两项生命参数反应了人体心肺功能是否正常，特别是睡眠的状况更尤为重要。 2\.   判断人体翻动，转身次数，睡眠时间，能够监测人体是否进入深度睡眠，也反映了人体的睡眠质量。 3\.   记录睡眠时的鼾声，磨牙声，可以判断人体睡眠时呼吸系统是否正常。（自动录音的阈值可以自行设置） 4\.   报警系统可在人体参数过低时，报警，叫醒被监测者，以防被检查者出现更大意外。（报警阈值可自行设置） 5\.   记录的录音存储在TF卡中，可直接用板载喇叭播放，也可用其他播放器播放。每日睡眠数据（包括录音，SPO2\,PR\,翻身次数，睡眠时间）可生成TXT文档，存放在TF卡中，长期保存查看。 - - - # *  二、描述作品所面临的挑战及所解决的问题； 近年来随着人们生活水平的提高，人们对自己身体的健康越来越关注，越来越少的人会做损害自己健康的事。同时国家也对国民的健康越来越重视，如加大对医疗企业的监管力度，加大对城镇基础医疗建设，扶着更多的养老院，加大社保力度，为的就是提高国民的身体健康，毕竟，健康的身体才是革命的本钱。       说到健康问题，睡眠质量绝对是重要的一部分，没有高质量的睡眠，就没有充沛的精力工作和学习，老年人随着年龄的增加，身体的各个器官逐渐出现衰竭情况，睡眠质量大幅下降，睡不着，起得早，夜起多，这些睡眠问题都困扰着大多数老年人。但是，睡眠问题只出现在老年人嘛？答案是否定的，随着现在生活压力，工作压力的增加，加上不规律的生活作息，越来越多的年轻人也出现睡眠质量下降的问题，所以睡眠问题已经成为广泛的社会问题。       但是，睡眠期间到底是哪些问题导致的睡眠质量下降那？是睡觉打鼾？是睡眠不实？还是其他环境问题？找到根源才能对症下药。可是，人体在睡眠时，人体处于无意识状态，人们不清楚自己在睡眠时身体各个指标是否正常，所以睡眠是否存在问题就很难察觉，不易记录，睡眠监测仪也就应运而生了。       我设计的这款睡眠监测仪，小巧便携，可穿戴在手腕处，自带锂电池，可长时间使用。1.44寸彩屏显示，操作简单，老少皆宜，通过采集睡眠时人体的血氧饱和度，心率值，来判断人体的心肺功能是否正常，睡眠监测仪带有报警功能，可以根据个人情况，设置报警阈值，当身体参数超过阈值时，通过报警叫醒被监测者。六轴加速度模块能准确判断人体的翻身和转动，这一点与手环功能类似，可以判断人体是否进入深度睡眠，另外睡眠监测仪还能记录睡眠时间，录制睡眠时的鼾声，梦话，严重的打鼾常伴有睡眠呼吸暂停，这不仅对自己危害很大，更影响他人睡眠，但是很多人可能都不知道自己是否打鼾，睡眠监测仪的录音功能就能监测出这一问题，早发现早治疗，才能降低打鼾对人体的伤害。 - - - # *  三、描述作品硬件、软件部分涉及到的关键点； 1. 硬件有几个重要部分组成，包块MCU最小系统，充电模块，电源模块，MPU6050模块，VS1053模块，SPO2血氧模块，TF卡和FLASH模块，1.44寸液晶屏，蜂鸣器电路，DS18B20芯片。  （1）其中MCU采用的STM32F103VCT6,睡眠监测的核心控制部分，主频为72M。  （2）电源模块将锂电池升压至5V，降压到3.3V,1.8V为系统供电 （3）充电IC选用CN3052为3.7V单节锂电池充电，可自动为锂电池充电，使用简单。 （4）CP2102-GM是一款USB转串口IC，用与MCU与电脑通信，可直接下载程序， （5）MPU6050六轴加速度模块通过IIC与MCU通信，该模块在运动时，获得陀螺仪的值，可判断人体是否运动。 （6）VS1053模块使用SPI与MCU通信，用来输出音频，并控制板载HT6872驱动喇叭，播放音乐，VS1053模块也用来录音，使用MI头，采集单声道音频。 （7）SPO2血氧模块是一款医疗级SP02模块，通过指甲探头采集人体血氧饱和度和心率，这两项都是人体重要的参数。 （8）TF卡和W25Q128 用来存储数据，TF上的内容可在其他设备查看。非常方便1.44彩屏用来显示画面数据，该模块采用软件SPI驱动，刷新效率较慢，如有可能尽量使用硬件SPI。 （9）蜂鸣器用来报警，提醒被监测者，可使用PWM来控制音色。DS18B20芯片用来实时监控环境温度。  2. 软件部分包括， （1）基于TF卡和W25Q128 的FATFS文件管理系统， （2）VS1053音乐播放模块的配置和操作， （3）SPO2模块通信协议读取SPO2和PR的数据。 （4）MPU6050模块通过IIC读取加速度和陀螺仪数据， （5）TFT屏通过软件模拟SPI驱动，液晶屏亮度和蜂鸣器的声音用PWM来控制。   完成以上基础程序的配置，接下来就是，界面的设计布局，各个模块的相互配合，保证各个模块正常工作，提高性能。 ### \*\*  具体软件硬件，开查看开源文件，PCB图和代码。\*\* - - - # *  四、作品材料清单； 材料清单包括，   SLEEP主板，   SLEEP功能板（包括VS1053和血氧模块），   1.44寸TFT液晶屏，  一块3.7V，800MA的锂电池，  一个16G的TF卡， 一个腕式血压计的机壳（包括腕带）， 一个血氧探头， 一个8R1W的小喇叭。 主要IC的BOM | Comment | Designator | Footprint | Quantity | | ------- | ---------- | --------- | -------- | | STM32F103VCT6 | U1 | LQFP100 | 1 | | MPU6050 | U2 | QFN-24_4x4x05P | 1 | | W25Q128 | U3 | SOIC-8_208mil | 1 | | TPS61230 | U4 | QFN11 | 1 | | CN3052A | U5 | HSOP-8 | 1 | | SPX5205M5-L-3-3/TR | U6 | SOT-23-5 | 1 | | CP2102-GM | U7 | QFN28-5.0 | 1 | | 8M | Y1 | JZ-5032 | 1 | | 32.768K | Y2 | JZ\_2012\_2P | 1 | | LM393 | U5 | SOIC8_225 | 1 | | HT6872 | U6 | SOIC8_225 | 1 | | VS1053B/VS1003B | U7 | mTQFP48 | 1 | | SPX5205M5-L-3-3/TR | U8 | SOT-23-5 | 1 | | SGM2019-1.8V | U9 | SOT-23-5 | 1 | | 12.288M | Y1 | JZ-3225-4P | 1 | ### PCB具体电子物料可查看附件 - - - # *  五、作品图片上传；（PCB上须有大赛logo标识并拍照上传，若无视为放弃参赛） ### 更多图片可开源文件内查看  - - - # 六、演示您的作品并录制成视频上传；（视频内容须包含：作品介绍；功能演示；性能测试；PCB上大赛logo标识特写镜头，若无视为放弃参赛） [睡眠监测仪演示视频](https://url.cn/5Er7E63?sf=uri)[网盘地址](https://pan.baidu.com/s/1itgAuC3R6bFeUwW442E87w) - - - # 七、开源文档。~~~~ 查看附件，实物图片，PCB图和代码 - - - [睡眠监测仪演示视频](https://url.cn/5Er7E63?sf=uri)[网盘地址](https://pan.baidu.com/s/1itgAuC3R6bFeUwW442E87w) ``` ```