[0007] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种柔性可穿戴睡眠生理参数检测方法及装置，该装置一种小型的、采用锂电池供电、可贴在鼻翼下方的柔性可穿戴呼吸及心率血氧检测装置，以及对应的接收处理手机终端。
[0008] 为了达到上述目的,本发明的技术方案是：
[0009] 本发明一种柔性可穿戴睡眠生理参数检测方法，具体如下：
[0010] 步骤一、心率血氧检测模块放置在柔性电路板的背面与皮肤直接接触，温湿度检测模块放置在柔性电路板的正面与呼吸气流相接触。
[0011] 步骤二、蓝牙模块将采集到的心率血氧检测模块的反射红光和反射红外光数据，以及温湿度检测模块检测到的温湿度数据通过特征值更新后发送给手机终端软件；手机终端软件通过检测特征值的变化，得到温湿度数据、反射红光数据和反射红外光数据；当手机终端软件得到的反射红外光数据对应的光强度小于阈值时，判定心率血氧检测模块没有贴在皮肤上。
[0012] 步骤三、手机终端软件将温湿度数据、反射红光数据和反射红外光数据存入手机终端软件对应的SQL数据库；同时，手机终端软件进行呼吸情况的检测：当温度和湿度同时上升超过1.6s时，则判定产生了一个呼吸周期；当温度和湿度没有同时上升超过10s时，则判定使用者产生了呼吸暂停现象。
[0013] 然后，手机终端软件通过Android Studio的多线程AynscTask库在手机终端软件后台将心率血氧检测模块采集的当前反射红外光数据依次进行波形上下翻转、中值滤波、巴特沃斯低通滤波和寻峰计算出心率值，同时分别对反射红外光数据和反射红光数据进行FFT变换提取频谱，提取频谱后得到反射红外光的0Hz直流分量和1～3Hz交流分量以及反射红光的0Hz直流分量和1～3Hz交流分量，进而得到血液对红光吸收量和红外光吸收量的比例R：
[0014] R＝(ACir/DCir)/(ACred/DCred)
[0015] 其中，ACir是反射红外光的1～3Hz交流分量，DCir是反射红外光的0Hz直流分量，ACred是反射红光的1～3Hz交流分量，DCred是反射红光的0Hz直流分量。
[0016] 最后，根据Beer‑Lambert Model模型得出血氧浓度值：
[0017] S＝108‑25*R
[0018] 步骤四、更新手机终端软件的主界面，在主界面上显示出当前鼻息处气流的温湿度以及当前心率值和血氧浓度值，并显示根据当前反射红外光数据通过MPAndroidChart绘图库绘制的PPG波形图。
[0019] 进一步，所述的反射红光数据、反射红外光数据和温湿度数据通过特征值更新后以Notify通知的方式发送给手机终端软件。
[0020] 进一步，所述的温湿度检测模块每200ms采集一次，心率血氧检测模块每30ms采集一次。
[0021] 进一步，手机与蓝牙模块通过蓝牙5.0协议连接，手机通过搜寻蓝牙模块的广播标识名称完成一键式连接。
[0022] 进一步，在手机终端软件的主界面上通过选择历史采集时间，来查看SQL数据库保存的温湿度数据、反射红光数据和反射红外光数据并导出为CSV文件。
[0023] 进一步，进行巴特沃斯低通滤波的前处理为设定采样率Fs和截止频率Fc，采样率Fs＝100Hz，截止频率Fc＝3.66Hz。
[0024] 进一步，寻峰计算出心率值的过程如下：使用一个宽度随波峰间隔动态变化的窗，该窗每次向右移动一个采样点，在移动之前，先找出窗内波形的波峰处，判断当前波峰处是否在窗的正中心，若是则记录当前波峰对应的数据点，否则该窗继续向右移动。窗的宽度在每次寻峰后变化为该波峰与前一波峰之间宽度的1/2；在4s内找寻的所有波峰中，计算每相邻两个波峰之间的宽度，宽度单位为采样点个数，然后求这些宽度的均值a；最后，计算心率值H：
[0025] H＝60/(a/Fs)
[0026] 本发明一种柔性可穿戴睡眠生理参数检测装置，包括蓝牙模块、温湿度检测模块、心率血氧检测模块、电源模块和程序下载接口；所述的电源模块为蓝牙模块、温湿度检测模块、心率血氧检测模块和程序下载接口供电；程序下载接口的数据输出口接蓝牙模块的数据导入口。所述的温湿度检测模块将检测到的鼻息处气流温湿度数据经蓝牙模块传给手机终端软件；所述的心率血氧检测模块同时将入射红光和入射红外光发射到鼻翼下方的皮肤处，并接收经人体反射的反射红光和反射红外光，然后将反射红光和反射红外光数据经蓝牙模块传给手机终端软件。
[0027] 所述的蓝牙模块包括中央处理器M1、第七电容C7和第八电容C8；第七电容C7的一端接中央处理器M1的VCC引脚、第八电容C8的一端和第八电阻R8的一端；中央处理器M1的GND引脚、第七电容C7的另一端和第八电容C8的另一端均接地；第八电阻R8的另一端接开关S1的一端；开关S1的另一端接中央处理器M1的nRESET引脚；中央处理器M1的VCC引脚接电源模块提供的3.3V电源；中央处理器M1的DIO1引脚接程序下载接口P1的TX_X引脚，DIO2引脚接程序下载接口P1的RX_X引脚，TMS引脚接程序下载接口P1的TMS引脚，TCK引脚接程序下载接口P1的TCK引脚，DIO3引脚接程序下载接口P1的TDO引脚，DIO4引脚接程序下载接口P1的TDI引脚；程序下载接口P1的VCC引脚接电源模块提供的3.3V电源；程序下载接口P1的GND引脚接地，NC引脚和nRST引脚均悬空；中央处理器M1的其余引脚均悬空。
[0028] 所述的温湿度检测模块包括温湿度传感器U4、第一电阻R1、第三电阻R3和第六电容C6；温湿度传感器U4的SDA引脚接中央处理器M1的SDA引脚和第一电阻R1的一端；温湿度传感器U4的SCL引脚接中央处理器M1的SCL引脚和第三电阻R3的一端；温湿度传感器U4的VSS引脚接第六电容C6的一端并接地；第六电容C6的另一端、第一电阻R1的另一端、第三电阻R3的另一端以及温湿度传感器U4的VDD引脚均接电源模块4提供的3.3V电源；温湿度传感器U4的EXP引脚悬空。
[0029] 所述的心率血氧检测模块包括心率血氧传感器U1、第五电阻R5、第六电阻R6和第五电容C5；心率血氧传感器U1的SDA引脚接中央处理器M1的SDA引脚和第六电阻R6的一端；心率血氧传感器U1的SCL引脚接中央处理器M1的SCL引脚和第五电阻R5的一端；心率血氧传感器U1的INT引脚接第二电阻R2的一端；心率血氧传感器U1的PGND引脚和GND引脚均接地；
心率血氧传感器U1的VDD引脚接电源模块提供的1.8V电源；心率血氧传感器U1的R_LED+和IR_LED+引脚均接电源模块提供的3.3V电源；第二电阻R2、第五电阻R5和第六电阻R6的另一端均接电源模块提供的3.3V电源；第五电容C5的一端接电源模块提供的3.3V电源，另一端接地；心率血氧传感器U1的其余引脚均悬空。
[0030] 进一步，所述的中央处理器M1采用无锡谷雨电子有限公司的型号为CC26XXMOD芯片；中央处理器M1发送的一次数据包含若干个采样点信息，第一个采样点为原始数据，随后的采样点数据为实际数据与第一个采样点之间的差值；所述的温湿度传感器采用Sensirion的SHT20；所述的心率血氧传感器U1采用Maxim的MAX30102。
[0031] 进一步，所述的电源模块采用供电电压VCC不小于3.3V的锂电池供电，包括第一稳压模块、第二稳压模块和电池接口P4；第一稳压模块包括第一稳压芯片U2、第一电容C1、第二电容C2和第四电阻R4；第一稳压芯片U2的型号为SC662K；电池接口P4的一个引脚接锂电池的供电电压VCC，并接第一稳压芯片U2的Vin引脚和第一电容C1的一端；电池接口P4的另一引脚、第一电容C1的另一端和第一稳压芯片U2的GND引脚均接地；第一稳压芯片U2的Vout引脚接第二电容C2和第四电阻R4的一端，第二电容C2和第四电阻R4的另一端均接地；第一稳压芯片U2的Vout引脚输出3.3V电压给蓝牙模块、温湿度检测模块和心率血氧检测模块供电；第二稳压模块包括第二稳压芯片U3、第三电容C3、第四电容C4和第七电阻R7；第二稳压芯片U3的型号为KIA6206；第二稳压芯片U3的Vin引脚接供第一稳压芯片U2的Vout引脚和第三电容C3的一端；第二稳压芯片U3的GND引脚和第三电容C3的另一端均接地；第二稳压芯片U3的Vout引脚接第四电容C4和第七电阻R7的一端，第四电容C4和第七电阻R7的另一端均接地；第二稳压芯片U3的Vout引脚输出1.8V电压给心率血氧检测模块供电。
[0032] 本发明具有的有益效果为：
[0033] 1、可以实时稳定输出心率值和血氧浓度值，并且同时输出当前被测者的呼吸状态；
[0034] 2、集成在一块柔性电路板上，可穿戴使用，制造成本低。
[0035] 3、测量面积小，只需贴在鼻翼下方即可使用，佩戴方便，被测量者睡眠时可以更加自由的移动身体。
[0036] 4、具有极低的有源RF和MCU电流，功耗低，可随时随地监测用户的睡眠呼吸暂停以及心率、血氧的变化情况，适合长期佩戴，长期检测。
[0037] 5、多参数检测，便于建立呼吸状态与血氧的关系，存储长时间的数据可以用于研究老年痴呆症、高血压、冠心病、糖尿病和心脑血管疾病发病的原因等。
