[发明专利]一种人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测系统及方法

权利要求书

1.一种人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测系统，其特征在于：包括床垫、若干体征光纤光栅传感器、解调仪、上位机；

所述若干体征光纤光栅传感器包括若干分布式温度光纤光栅传感器、分布式压力光纤光栅传感器以及分布式心跳/呼吸光纤光栅传感器；

所述若干体征光纤光栅传感器均固定设置在埋入床垫内床网与面料中间的填充物中，并保持深度在同一水平面上；

所述若干体征光纤光栅传感器均与所述解调仪连接，并通过串口将所述解调仪输出信号传输给所述上位机，对用户在睡眠时的健康状态进行监测；

所述分布式压力光纤光栅传感器由第二光纤(201)、第二碳纤维弹性梁(202)、第二粘接剂(203)、第二基底(204)、第二光纤光栅FBG(205)组成；

所述第二碳纤维弹性梁(202)中部凸起，两端与所述第二基底(204)固定连接在一起；所述第二光纤(201)横穿所述第二碳纤维弹性梁(202)，并通过所述第二粘接剂(203)将第二光纤(201)与第二碳纤维弹性梁(202)连接处封闭；

所述第二光纤光栅FBG(205)设置在所述第二光纤(201)上，位于所述第二碳纤维弹性梁(202)与所述第二基底(204)之间的空腔内；所述第二光纤(201)在所述第二碳纤维弹性梁(202)与所述第二基底(204)之间的空腔内呈紧绷状态。

2.根据权利要求1所述的人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测系统，其特征在于：所述分布式温度光纤光栅传感器由第一光纤(101)、第一光纤光栅FBG(102)，铜管(103)、第一粘接剂(104)组成；

所述铜管(103)套设在所述第一光纤(101)上，两端通过所述第一粘接剂(104)封闭；所述第一光纤光栅FBG(102)设置在所述第一光纤(101)上，位于所述铜管(103)内部；所述第一光纤(101)在所述铜管(103)内呈松弛状态，以避免应变耦合，进而实现人体温度的测量。

3.根据权利要求1所述的人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测系统，其特征在于：所述分布式心跳/呼吸光纤光栅传感器由第三光纤(301)、第三碳纤维弹性梁(302)、第三基底(303)、第三光纤光栅FBG1(304)、第四光纤光栅FBG2(305)、挂部件(306)、第三粘结剂(307)、第四光纤(308)组成；

所述第三碳纤维弹性梁(302)中部凸起，两端与所述第三基底(303)固定连接在一起；所述第三光纤(301)横穿所述第三碳纤维弹性梁(302)，并通过所述第三粘接剂(307)将第三光纤(301)与第三碳纤维弹性梁(302)连接处封闭，所述第三光纤(301)在所述第三碳纤维弹性梁(302)与所述第三基底(303)之间的空腔内呈紧绷状态；

所述第三基底(303)上设置有光纤安装槽，所述第四光纤(308)安装在所述光纤安装槽内，两端通过所述第三粘接剂(307)封闭，所述第四光纤(308)在所述第三基底(303)的光纤安装槽内呈紧绷状态；

所述挂部件(306)设置在所述第三碳纤维弹性梁(302)的凸起部内腔上壁上，所述第三光纤(301)、第四光纤(308)均挂设在所述挂部件(306)上，使光纤形成弯曲紧绷状态；

所述第三光纤光栅FBG1(304)设置在所述第三光纤(301)上，位于所述第三碳纤维弹性梁(302)与所述第三基底(303)之间的空腔内；所述第四光纤光栅FBG2(305)、设置在所述第四光纤(308)上，位于所述第三碳纤维弹性梁(302)与所述第三基底(303)之间的空腔内。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的人体睡眠多体征非侵入式分布式光纤监测系统，其特征在于：所述床垫分成A区和B区两个传感器布置区域；所述A区布置分布式心跳/呼吸光纤光栅传感器、分布式温度光纤光栅传感器及分布式压力光纤光栅传感器，其中，分布式心跳/呼吸光纤光栅传感器用于测量心率与呼吸体征参数；所述B区并排布置分布式压力光纤光栅传感器、分布式温度光纤光栅传感器，和所述A区布置的分布式温度光纤光栅传感器、分布式压力光纤光栅传感器共同监测人体的温度场、压力场情况，用于测量温度、分析睡姿、离床情况。