丁新民

（深圳康佳电子科技有限公司 多媒体研发中心，广东 深圳 518000）

1 技术背景

随着社会的进步，人们的生活节奏不断加快，睡眠问题也日趋严重，失眠、睡眠障碍等问题受到了越来越多的关注。调查显示，中国有32%的成年人有睡眠障碍。长期睡眠不足会影响人们的健康。许多人为了了解自己的睡眠质量，会采用一些方法监测自己的睡眠情况。目前大多数睡眠监测方法采用脑电波的方式，通过佩戴电极得到δ（1～3 Hz）、θ（4～ 7 Hz）、α（8～ 13 Hz）、β（14～ 30 Hz）波段信息[1]，之后分析各个波段信号所占比例，从而得到睡眠状态。这种方式佩戴设备比较麻烦，需要在胸腹部和头部佩戴各种电极来采集数据，一方面操作复杂，需要专业人员来操作这些复杂的仪器和设备；另一方面，也给测试人带来了较大的精神压力，会严重影响人的睡眠质量和心态，导致检测出来的结果并不准确。

本文介绍一种采用压电薄膜来监测睡眠的终端系统，无需佩戴设备，简单放置（平铺）就可以长期监测人的睡眠状态，并可以通过蓝牙低能耗技术（Bluetooh Low Energy，BLE）通知到用户App。该系统具有非接触、不影响睡眠、无需专业操作、上手简单、经济实惠及可推广的特点。

2 实现方式

2.1 总体方案

睡眠监测系统由控制主MCU（STM32F4）、蓝牙通信MCU（NRF52832）以及压电薄膜带组成。STM32F4采用Cortex M4内核，带FPU和DSP指令集，主频较高，信号处理能力较强。蓝牙通信MCU将采集和处理的数据传送给用户。压电薄膜带主要用来收集模拟信号[2]。系统总体框架如图1所示。

图1 总体框架图

2.2 数据采集

睡眠检测带是一条800 mm×8 mm的压电薄膜，质地柔软，无需电源（低功耗），可以放在胸部接近心脏的位置。……