[发明专利]基于智能穿戴设备的运动与睡眠监测的方法及系统

权利要求书

1.一种基于智能穿戴设备的运动与睡眠监测的系统，包括被监测对象(1)，其特征在于:智能穿戴装置安装在背监测对象(1)上，且该智能穿戴装置通过无线连接方式与客户端(2)连接，其中智能穿戴装置包括加速度传感器(3)、数据预处理模块(4)、监测模块(9)、数据存数模块(5)和无线通信传输模块(6)，且该加速度传感器(3)与被监测对象(1)的输出端连接，该无线通信传输模块(6)与客户端的输入端连接，而加速度传感器(3)、数据预处理模块(4)、监测模块(9)、数据存数模块(5)和无线通信传输模块(6)彼此依次连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能穿戴设备的运动与睡眠监测的系统，其特征在于：所述监测模块(9)包括睡眠监测模块(7)和运动监测模块(8)。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能穿戴设备的运动与睡眠监测的系统，其特征在于：所述客户端包括手机端或平板电脑端。

4.一种基于智能穿戴设备的运动与睡眠监测的方法，其特征在于：该方法通过三轴运动传感器获取被监测对象在运动和睡眠状态下人体的运动信号，并将其进行小波变换滤波和数据处理，通过无线通信传输方式将处理后的数据传输出给客户端，客户端通过无线传输的方式进行接收数据，且该后台服务器采用C/S和B/S混合结构对数据进行分析处理。

5.根据权利要求4所述的一种基于智能穿戴设备的运动与睡眠监测的方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、数据采集；采用三轴运动传感器获取被监测对象的三维运动加速度数据，该加速度数据主要采集的是X、Y、Z轴三个方向上的原始加速度值；

步骤二、数据预处理；将被监测对象的数据进行误差校正、数据滤波和数据处理；

步骤三、运动监测；根据被监测对象运动行走时的姿势不同，摆臂幅值不同，在控制处理装置中对动态阀值进行计算A＝0.5*(Amax+Amin)，设定相关运动范围[Amax，A]或[A,Amin]，与人体运动频谱进行对比，条件符合时，计步加1，反之，继续计算人体加速度值；

步骤四、睡眠监测；将人体睡眠分为深度睡眠和浅度睡眠，浅度睡眠时对其相应的抖动情况进行计时监测；当人体处于深度睡眠时，人体各部位的肌肉和大脑组织都达到放松状态，不会出现身体抖动的情况，并对其相应的情况进行计时监测。

步骤五、无线通信数据传输；将步骤三或步骤四中的数据通过传感网络、网关和公共网络传输至客户端，完成对数据的采集和存储，通信过程采用了OSAL操作系统。

6.根据权利要求5所述的一种基于智能穿戴设备的运动与睡眠监测的方法，其特征在于：所述三轴运动传感器选择模式分为将人体数据进行运动监测和睡眠监测。

7.根据权利要求5所述的一种基于智能穿戴设备的运动与睡眠监测的方法，其特征在于：步骤二中具体处理方法是采用小波变换滤波的方式；为了数据的准确性，去除重力加速度的影响，还采用了时域和频域共同滤波，将三维空间中的X、Y、Z三轴投射到水平坐标系上，得到相应的加速度数值，通过小波变换滤波将数据信号进行滤波，便得到ADXL345三轴加速度在水平面上的加速度数值。

8.根据权利要求5所述的一种基于智能穿戴设备的运动与睡眠监测的方法，其特征在于：步骤三中采取人体加速度值若连续出现2秒的数据时，步与步之间的时间间隔不超过3秒，进入运动检测模式，根据使用者的动态阀值范围的确定，将人体运动阀值与其进行比较，当在此[Amax，A]或[A,Amin]范围时，进行计步加1的步数处理，不在范围内，把人体运动信号当成突发信号处理。

9.根据权利要求5所述的一种基于智能穿戴设备的运动与睡眠监测的方法，其特征在于：OSAL操作系统为蓝牙通信提供了硬件抽象层，为了方便调用外设接口，可以通过外用接口书写驱动程序，这样可以省下基本的配置工作。