[发明专利]一种压电式睡姿变化监测垫

说明书

本发明专利公开了一种压电式睡姿变化监测垫，主体为垫子式结构，包括棉质保护层、单波浪面形乳胶层、柔性检测层、乳胶底层，自上而下组合；所述的单波浪面形乳胶层，平面朝上与棉质保护层相贴，波浪面朝下与柔性检测层相贴，所述的柔性检测层，划分为十六个传感区，按4×4分布，每个区域布置PVDF压电薄膜环一个，沿宽度方向上的每四个PVDF压电薄膜环配备一个布线区，所述的PVDF压电薄膜环，结构为椭圆环形，最大长直径和短直径取传感长和宽的三分之二以上；所述的垫子式结构主体连接信号处理器，包括传感信号预处理电路和以STM32微处理器为核心的信号处理电路，基于预置的睡姿分析策略，进行睡姿改变的判别。

技术领域

本发明专利涉及睡眠监测领域，具体涉及一种压电式睡姿变化监测垫。

背景技术

睡眠监测的“金标准”是多导睡眠描记法，通过脑电、眼电、肌电的全程监测准确反映睡眠状况，它是医学睡眠疾病的诊断和治疗的重要依据。除此之外，被普通大众使用的睡眠监测方法，主要有可穿戴式便携设备(如智能手环、智能手机等)和智能床垫。可穿戴式便携设备利用内置的加速传感器，采集睡眠过程中特殊频率的移动，通过动作时刻、动作持续时间、动作次数等，达到睡眠质量监测的目的，这种方法评价方式单一、存在误判风险。智能床垫，除实现上述功能之外，还可以对睡眠姿态进行监测。

智能床垫对睡姿的监测一般采用压阻式，通过遍布于整个床垫面积上的传感网络，计算出人体压力分布，从而判断睡姿。这种方式对压阻式传感器及其布局具有较高要求，需要采用特殊定制结构，同时需要复杂的信号接收和数据处理能力。智能床垫对睡姿的监测也可采用压电式，通过压电元件制成的睡眠监测带实现，由于结构单一，对睡姿的判定并不准确。在智能床垫式睡眠监测系统中，压电元件，主要用来监测翻身振动信号以及脉搏、心跳等生理信息。

压电元件具有压电效应，是一种非常适合动态测量的元器件，尤其采用聚合有机物制成的压电材料(如聚偏氟乙烯，简称PVDF)材质柔韧、低密度、低阻抗、具有高压电电压常数，非常适用于动态薄膜式微振动测量。采用PVDF制成的压电薄膜对动态应力非常敏感，28μm厚的PVDF的灵敏度典型值为10～15mV/微应变(长度的百万分率变化)。PVDF压电薄膜传感器，具有频响宽、动态范围好、输出电压高、稳定性好、耐冲击、不易老化等特点，被广泛应用振动冲击、交通动态称重以及安全报警等领域。

发明专利内容

针对背景技术的不足，本发明专利的目的在于提供一种基于压电薄膜传感器的压电式睡姿变化监测垫，精确快速的进行睡姿变化的监测，更为全面的评价睡眠质量。

本发明专利通过下述技术方案实现：

一种压电式睡姿变化监测垫，主体为垫子式结构，所述的垫子式结构主体包括棉质保护层、单波浪面形乳胶层、柔性检测层、乳胶底层，自上而下组合，长1.4米-1.8米，宽0.6米-1米，厚度不超过0.03米。

所述的单波浪面形乳胶层，平面朝上与所述的棉质保护层相贴，波浪面朝下与所述的柔性检测层相贴，单个波浪宽度小于0.02米。

进一步地，所述的单波浪面形乳胶层，可以采用长度方向上的波浪形，也可以采用宽度方向上的波浪形，还可以采用其他角度波浪形，还可以将两个不同方向上波浪形叠加。

所述的柔性检测层，划分为十六个传感区、四个布线区，所述的十六个传感区按4×4分布，每个区域布置PVDF压电薄膜环一个，沿宽度方向上的每四个PVDF压电薄膜环为一组，每组配备一个布线区，所述的布线区位于每组传感区长度方向上的一侧，宽度不大于0.02米。

所述的PVDF压电薄膜环，每一个传感区内布置一个，结构为椭圆环形，最大长直径和短直径取传感区长和宽的三分之二以上。