一种智能睡眠监测系统的通信控制方法与流程

本发明属于通信控制，尤其涉及一种智能睡眠监测系统的通信控制方法。

背景技术：

1、随着现代社会生活压力的不断增加,睡眠问题已经成为影响人们身心健康的重要因素。睡眠质量的评估和管理对于早期发现和干预睡眠障碍,改善人们的生活质量具有重要意义。传统的睡眠监测方法主要包括睡眠日记、问卷调查等主观评估手段,以及多导睡眠图(psg)等临床检查手段。然而,这些方法存在操作复杂、成本高昂、干扰睡眠等局限性,难以实现长期、连续、居家的睡眠监测和评估。

2、近年来,随着物联网、大数据、人工智能等技术的快速发展,基于多种传感器和智能算法的睡眠监测系统受到广泛关注。这类系统通过在床垫等日常用品中集成传感器,实现对睡眠过程中的生理和行为信号的无创、连续采集,并通过智能算法实现睡眠阶段、体动次数、呼吸心率等指标的自动分析和评估。

3、然后，传统的睡眠监测系统通常采用固定布局的传感器阵列,对不同体型和睡姿的被监测对象,导致数据冗余的问题。不同类型传感器之间缺乏有效的通信和同步机制,难以实现多模态数据的实时采集和融合,影响监测的准确性和可靠性。

4、因此,需要一种智能的通信控制方法,能够根据被监测对象的位置和姿态,自适应地选择和激活传感器,实现监测区域的动态优化和跟踪;同时,还需要建立不同类型传感器之间的同步采集和实时交互机制,以提高数据融合的效率和准确性。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，所述方法包括：

2、步骤1:fmcw雷达对目标进行扫描, 获得目标位置信息；

3、步骤2: fmcw雷达根据获得的目标位置信息,确定目标在压力传感器矩阵中的投影区域,基于所述投影区域确定本次监测的有效传感器；

4、步骤3:fmcw雷达通过无线通信方式,将选择的有效压力传感器的信息发送给与其配对的加速度传感器；

5、步骤4:接收到压力传感器选择信息的加速度传感器,根据预设的通信控制机制,向的压力传感器矩阵和fmcw雷达发送同步信号；

6、步骤5:选中的有效压力传感器、fmcw雷达和加速度传感器在指定的时间点同时采集数据；

7、步骤6:完成一轮数据采集后,fmcw雷达继续对目标进行跟踪和位姿检测；当检测到目标发生移动,超出当前压力传感器的有效监测范围时,返回步骤2,重新选择有效压力传感器后发起新一轮的同步数据采集。

8、其中，加速度传感器通过无线通信模块,将fmcw雷达和压力数据上传至网关；

9、网关将数据上传至云端服务器或本地终端；

10、云端服务器存储和分析海量的睡眠数据,并生成个性化的睡眠报告。

11、其中，步骤4中接收到压力传感器选择信息的加速度传感器,基于自适应时分复用触发通信控制机制,向有线连接的压力传感器矩阵发送同步信号,并将同步信号通过无线方式发送给fmcw雷达。

12、其中，加速度传感器生成同步帧和同步时钟信号；加速度传感器内部集成有时钟源,用于产生同步时钟信号；同步时钟信号的周期为 ts；在每个同步时钟周期的上升沿,发送同步帧。

13、其中，同步时钟信号经过分频电路,产生两路时钟输出；

14、其中一路同步时钟信号作为加速度传感器自身的工作时钟,控制同步帧的生成和发送;另一路同步时钟信号作为压力传感器矩阵的列选通信号,控制压力传感器的选通时序。

15、其中，加速度传感器的同步时钟信号经过分频电路,生成 n 个不同相位的时钟信号,其中 n 为压力传感器矩阵的列数，将分相时钟信号通过列选通信号和行选通信号分别发送到压力传感器矩阵的列线和行线。

16、其中，同步帧通过两条物理链路发送:

17、通过有线通信接口,将第一同步帧发送给压力传感器矩阵；

18、通过无线通信接口,将第二同步帧作为同步信号,发送给fmcw雷达；

19、两种同步帧的发送时刻同步。

20、其中，压力传感器矩阵中的每个压力传感器接收到同步帧后,mcu从数据段中提取压力传感器选择映射表,并将其载入到存储器中。

21、其中，列选通信号即分频后的同步时钟周期性地扫描压力传感器矩阵的每一列；当列选通信号的电平跳变沿到达时,列选控制寄存器输出当前列对应的选择信息,并转移到下一列；

22、行选通信号根据第一同步帧中获得的压力传感器选择映射表,生成每一行的使能信号,并发送到压力传感器矩阵的行线上；

23、每个压力传感器的输入端连接了一个与门,与门的三个输入分别连接同一列的列选通信号、同一行的行选通信号和对应压力传感器的存储器中读取的压力传感器选择映射表中的对应比特；

24、当列选通信号和行选通信号同时为高电平,且压力传感器选择映射表中对应位为1时,该压力传感器被选中,开始数据采集；未被选中的压力传感器则保持空闲状态。

25、其中，加速度传感器通过有线通信接口,将第一同步帧发送给压力传感器矩阵；

26、每个第一同步帧由同步头、数据段和校验位组成；同步头包含帧起始标识和复位标志;数据段包含时间戳、有效压力传感器数量、压力传感器选择映射表;校验位用于数据校验；在同步帧中添加一个复位标志位；当加速度传感器发送的同步帧中包含复位标志时,压力传感器的控制电路将复位信号置高,触发触发器复位；压力传感器选择映射表采用位图编码方式,每个比特对应一个压力传感器,比特为1表示该传感器被选中,比特为0表示未被选中。

27、本发明通过fmcw雷达对目标进行扫描和位置检测,动态确定压力传感器矩阵中的有效监测区域,实现传感器的自适应选择和激活,减少了数据冗余和盲区。本发明通过无线通信和同步控制机制,实现了不同传感器之间的实时数据交互和同步采集,提高了监测数据的时空一致性和融合精度。

技术特征：

1.一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述的一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，其特征在于，步骤4中接收到压力传感器选择信息的加速度传感器,基于自适应时分复用触发通信控制机制,向有线连接的压力传感器矩阵发送同步信号,并将同步信号通过无线方式发送给fmcw雷达。

4.如权利要求3所述的一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，其特征在于，加速度传感器生成同步帧和同步时钟信号；加速度传感器内部集成有时钟源,用于产生同步时钟信号；同步时钟信号的周期为 ts；在每个同步时钟周期的上升沿,发送同步帧。

5.如权利要求4所述的一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，其特征在于，同步时钟信号经过分频电路,产生两路时钟输出；

6.如权利要求5所述的一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，其特征在于，

7.如权利要求3所述的一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，其特征在于，同步帧通过两条物理链路发送:

8.如权利要求3所述的一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，其特征在于，压力传感器矩阵中的每个压力传感器接收到同步帧后,mcu从数据段中提取压力传感器选择映射表,并将其载入到存储器中。

9.如权利要求8所述的一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，其特征在于，列选通信号即分频后的同步时钟周期性地扫描压力传感器矩阵的每一列；当列选通信号的电平跳变沿到达时,列选控制寄存器输出当前列对应的选择信息,并转移到下一列；

10.如权利要求3所述的一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种智能睡眠监测系统的通信控制方法，所述方法包括：根据获得的目标位置信息,基于所述投影区域确定本次监测的有效传感器；接收到压力传感器选择信息的加速度传感器,根据预设的通信控制机制,向选择的压力传感器矩阵和FMCW雷达发送同步信号；当检测到目标发生移动,超出当前压力传感器的有效监测范围时,重新选择有效压力传感器后发起新一轮的同步数据采集。本发明通过动态确定压力传感器矩阵中的有效监测区域,减少了数据冗余和盲区，以及通过无线通信和同步控制机制,实现了不同传感器之间的实时数据交互和同步采集。技术研发人员：杨琴,蔡少俊,高长华,吴思源,刘暾,刘成义,董彬,郝伟受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一九研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/14