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摘要:睡眠过程占据了人的一生的三分之一,睡眠的质量关乎到了人的健康,然而,目前对于睡眠的忽视现象较为严重,因此,对于人的睡眠过程的监测显得尤为重要。对睡眠过程进行监测,可以尽早地发现睡眠中存在的问题,并提出合理化改进意见或者治疗方案。此外,睡眠过程是一项很容易受到干扰的生理过程,只有在保证不破坏正常的睡眠过程的前提下,监测得到的数据才具有可靠性,因此非觉察性的睡眠监测成为设计上的一种趋势。 目前,睡眠研究主要依据的是脑电信号和非脑电信号。非脑电监测分析法是进行睡眠监测的主要方向。本文设计了一种基于腕动信号的睡眠分期系统,该系统由硬件电路和睡眠监测算法构成,硬件电路包括STC12系列单片机STC12C5A60S2、三轴加速度传感器ADXL345以及OLED显示屏。51单片机读取ADXL345中的加速度数据,通过算法处理,得出最终的统计结果,然后传到OLED显示屏上显示;睡眠监测算法主要负责依据检测算法对读出的腕动信号进行分析,统计出睡眠时间。 经过初步的测试与验证,硬件可以正常地工作,并可以基本准确地显示时间,期望能够进一步改善监测算法,从而提高睡眠监测的准确度。
关键词:睡眠监测,非觉察性,腕动信号,STC12C5A60S2,ADXL345,OLED显示屏
目录 中文摘要 Abstract 第1章 绪论-3 1.1研究背景及意义-3 1.2国内外研究现状-3 1.3本课题的主要研究内容及论文安排-5 第2章 系统框架-6 2.1设计目标-6 2.2总体结构设计-6 2.3本章小结-8 第3章 系统硬件设计-9 3.1单片机选型-9 3.2三轴加速度传感器选型-10 3.3通信接口设计-14 3.4原理图设计-15 3.5本章小结-16 第4章 系统软件设计-17 4.1单片机系统流程设计-17 4.2 OLED显示流程-17 4.3睡眠监测流程设计-18 4.3.1智能手环监测睡眠的基本原理-18 4.3.2监测流程设计思路-19 4.3.3监测流程具体实现-19 4.4 本章小结-20 第5章 系统实验与分析-21 5.1实验过程-21 5.1.1读出ADXL345内部加速度数据-21 5.1.2 将监测流程编成代码-22 5.1.3配置显示模块(LCD1602)-22 5.1.4修改相关程序,通过OLED显示-23 5.1.5根据原理图绘制PCB板-23 5.1.6焊接、调试PCB板-25 5.2实验分析与结论-25 第6章 总结与展望-27 参考文献-28 致谢-30 |