石凯悦 李嘉祺 陈刚

摘 要：婴幼儿睡姿变化是评价婴幼儿睡眠质量的重要指标。合理分析婴幼儿的健康状况，在睡眠特殊情况下能有效预警。为实时监控睡眠状态下的婴幼儿，基于MPU6050和低功耗4.0蓝牙传输模块，设计一种可穿戴式智能脚环。婴幼儿睡眠监护系统由云端服务器、安卓手机、可穿戴智能脚环组成。智能脚环通过三轴加速度、陀螺仪传感器采集运动数据，并利用卡尔曼滤波解算脚环姿态，实现多种睡姿判别，对睡姿结果实时智能分析，发现异常及时报警，并将数据反馈给用户，同时將结果提交至云端服务器。实验结果表明，该系统可有效实现对婴幼儿睡眠的监护。

关键词：可穿戴系统；婴幼儿睡眠监护；传感器；卡尔曼滤波

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2018）07-00-03

0 引 言

随着互联网、云计算等技术的发展，智能可穿戴设备具有强大的市场潜力[1]。二胎时代来临，家长对婴幼儿的健康愈加重视[2]，婴幼儿用品等相关行业将成为最直接的受益者。由于婴幼儿身体机能较弱，睡眠也可能成为生长发育过程中一个可改变的危险因素[3]。为对睡眠状态下的婴幼儿进行及时监护，研发出一款专门针对婴幼儿的性价比高、体验感强、功能强大的睡眠监护系统[4]。

目前国内外针对婴幼儿睡眠监护系统的研究，如Owlet婴儿护理智能袜子监测器，但该产品价格偏高，且不适宜在温度较高时穿戴； Safetosleep智能床垫[5]不易携带，并且有监护区域限制；婴儿呼吸3D监控系统通过深度感应相机监测婴儿睡眠期间的腹部起伏判断呼吸[5]，此产品应用前景不明。……