[发明专利]一种监护系统及床垫、报警系统及其睡眠状态识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及监护系统，尤其涉及一种婴幼儿呼吸监护系统、安装有该婴幼儿呼吸监护系统的床垫、应用该婴幼儿呼吸监护系统的报警系统、该婴幼儿呼吸监护系统的睡眠状态识别方法。

背景技术

婴幼儿在进入睡眠时先进入浅睡眠状态。在浅睡眠时，其不时会做出躯干和肢体运动以及轻声抽泣等动作，整个睡眠过程不安静，偶尔短暂的睁开眼睛，四肢和躯体有一些活动，有时出现吸吮或咀嚼动作，轻微的声响就可引发惊跳动作。浅睡眠后大概1～2小时后进入深睡眠，深睡眠婴幼儿比较安静，脸部和四肢呈放松状态，呼吸非常均匀。婴幼儿在睡觉时是否脚踢或滚动使被子掉落导致着凉,是否将被子捂住自己的脸导致窒息，父母或监护人像强迫症一样时不时会进行检查，这样既影响了婴幼儿的休息，也影响父母或看护人休息和做事。

目前的婴幼儿监护系统存在如下问题：

1.目前非入侵式柔性呼吸监护床垫主要采用PVDF压电薄膜作为压力感应器，成本较贵；

2.压电驻极体薄膜作为压力感应器，抗电磁干扰能力低；

3.现有采用压电薄膜压力传感器技术，多采用多点分布式，整体性能差，并且增加装配成本；

4.厚重，不便运输和携带；

5.不能有效识别婴幼儿的睡眠状态。

发明内容

本发明采用一种轻质、超薄的非入侵式呼吸监护系统实时对监测婴幼儿呼吸，并能对异常情况及时报警，通过识别婴幼儿睡眠状态，不仅对婴幼儿健康成长起非常重要的作用，而且可以为父母或看护人提供更有效的照理工具。

本发明是这样实现的，一种婴幼儿呼吸监护系统，其包括压力感应器、数据采集器、处理器；该压力感应器布设在床垫下，该数据采集器对该压力感应器进行数据采集，该处理器对该数据采集器获取的数据进行数据处理、报警与显示；该压力感应器感测婴幼儿的呼吸与动作而输出时域谱，该处理器对该时域谱转换为频域谱，并判断该频域谱是否满足一个预定阶梯规律，并在该频域谱满足该预定阶梯规律时判断并定义婴幼儿处于睡眠状态；该压力感应器包括压电驻极体薄膜、第一金属接地电极、金属正电极、第一绝缘隔离层、第二绝缘隔离层；该第一绝缘隔离层和该第二绝缘隔离层设置在该压电驻极体薄膜的相对两侧上，该第一金属接地电极设置在该压电驻极体薄膜与该第一绝缘隔离层之间，该金属正电极设置在该压电驻极体薄膜与该第二绝缘隔离层之间，该第一金属接地电极、该金属正电极分别与该数据采集器电性连接。

作为上述方案的进一步改进，该压力感应器还包括第二金属接地电极以及第三绝缘隔离层，该第三绝缘隔离层设置在该第二绝缘隔离层上，该第二金属接地电极分布在该第三绝缘隔离层与该第二绝缘隔离层之间，该第二金属接地电极用于屏蔽该金属正电极防止该金属正电极受到电磁干扰。

优选地，在该压电驻极体薄膜上的金属正电极的外围设置了接地电极圈，该接地电极圈与该金属正电极保持同一平面。

作为上述方案的进一步改进，该数据采集器包括放大滤波模块、数据采集模块以及无线发射模块，该放大滤波模块电性连接于该压力感应器与该数据采集模块之间，该放大滤波模块用于放大该压力感应器的电信号和滤除干扰信号，该数据采集模块通过该无线发射模块与该处理器无线通讯。

本发明还涉及一种床垫，其安装有上述任一所述的婴幼儿呼吸监护系统。

本发明还涉及一种报警系统，其包括压力感应器、数据采集器、处理器；该压力感应器布设在床垫下，该数据采集器对该压力感应器进行数据采集；该处理器包括用于对该数据采集器获取的数据进行数据处理的数据分析模块、用于显示的显示模块以及用于报警的报警模块；该压力感应器感测婴幼儿的呼吸与动作而输出时域谱和频域谱，该数据分析模块判断该频域谱是否满足一个预定阶梯规律，并在该频域谱满足该预定阶梯规律时判断并定义婴幼儿处于睡眠状态，否则判断并定义婴幼儿处于清醒状态并驱动该报警模块进行报警，该数据分析模块还驱动该显示模块显示该时域谱和频域谱；该压力感应器包括压电驻极体薄膜、第一金属接地电极、金属正电极、第一绝缘隔离层、第二绝缘隔离层；该第一绝缘隔离层和该第二绝缘隔离层设置在该压电驻极体薄膜的相对两侧上，该第一金属接地电极设置在该压电驻极体薄膜与该第一绝缘隔离层之间，该金属正电极设置在该压电驻极体薄膜与该第二绝缘隔离层之间，该第一金属接地电极、该金属正电极分别与该数据采集器电性连接。