本發明實施例涉及睡眠監測技術領域，尤其涉及一種睡眠監測系統及其監測方法。

背景技術：

隨著社會經濟的發展和人們思想觀念的提高，越來越多的年輕父母會選擇安排一間獨立的嬰兒房，讓孩子盡早適應單獨睡覺的環境，以便從小就培養孩子的獨立性，減少其對父母的依賴，增強孩子以后進入社會的適應能力。但孩子的自控能力差，睡覺時經常會出現半夜瞪開被子的情況，但由于發生時間的不確定性使得父母也很難及時發現，再加上其自身抵抗能力比較差，晝夜溫差較大，睡眠時過熱過冷都會導致孩子出現著涼生病的情況，影響孩子的身體健康。

目前市面上防止孩子踢被子的產品和解決方案主要是通過安裝攝像頭的方式以監測孩子的睡眠狀態，但傳統網絡攝像頭只能捕捉到圖像和聲音，而且需要實時通過pc機或移動設備觀看，沒有大數據分析或細分化方向分析，無法滿足父母人群消費者更多元化、個性化的需求，比如小孩的體表溫度和睡眠質量監測，以及對晚上睡覺是否踢被子進行分析和報警。因此，研究一種可以及時發現小孩踢被子產品或解決方案尤為緊迫，也具有較高的實際實用價值。

技術實現要素：

本發明提供一種睡眠監測系統及其監測方法，以解決小孩睡眠時踢被子不易察覺的技術問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供了一種睡眠監測系統，包括處理器、圖像采集裝置、溫度采集裝置和無線網絡模塊，其中：

所述圖像采集裝置，用于采集睡眠區域反射光，并將反射光的光信號轉換成數字圖像信號；

所述溫度采集裝置，用于監測所述睡眠區域的溫度并轉換成數字溫度信號進行分析，得到溫度分析結果；

所述處理器與所述圖像采集裝置、所述溫度采集裝置和所述無線網絡模塊連接，用于接收來自所述圖像采集裝置的數字圖像信號和來自所述溫度采集裝置的溫度分析結果，并通過所述無線網絡模塊傳輸到用戶終端上。

進一步地，所述監測系統中，所述圖像采集裝置包括鏡頭和圖像傳感器；

所述鏡頭與所述圖像傳感器連接，用于采集睡眠區域反射光，并將反射光的光信號聚焦于所述圖像傳感器上；

所述圖像傳感器，用于將所述光信號轉換成數字圖像信號。

進一步地，所述監測系統中，所述溫度采集裝置包括紅外陣列傳感器和微處理器；

所述紅外陣列傳感器，用于監測所述睡眠區域的溫度并轉換成數字溫度信號；

所述微處理器與所述紅外陣列傳感器連接，用于接收來自所述紅外陣列傳感器的所述數字溫度信號，并進行分析，得到溫度分析結果。

進一步地，所述監測系統還包括電機；

所述電機與所述處理器和所述鏡頭分別連接，用于根據所述處理器接收到的來自用戶終端的控制指令控制所述鏡頭轉動；

相應的，所述處理器還用于根據接收到的來自用戶終端的控制指令，控制所述圖像采集裝置和所述溫度采集裝置啟動和關閉。

進一步地，所述監測系統中，所述紅外陣列傳感器包括：紅外陣列探測器、增益放大器、模數轉換器、控制器和存儲器；

所述紅外陣列探測器，用于監測所述睡眠區域的溫度并轉換成第一電信號；

所述增益放大器與所述紅外陣列探測器連接，用于對所述第一電信號進行放大；

所述模數轉換器與所述增益放大器連接，用于將經放大的第一電信號轉換成數字溫度信號；

所述控制器與所述模數轉換器連接，用于將所述數字溫度信號傳輸到所述微處理器；

所述控制器還用于根據所述微處理器接收到的來自用戶終端的控制指令控制所述紅外陣列傳感器的工作。

所述存儲器與所述控制器連接，用于存儲所述數字溫度信號。

進一步地，所述監測系統中，所述紅外陣列傳感器還包括熱敏電阻溫度傳感器；

所述熱敏電阻溫度傳感器與所述模數轉換器連接，用于根據監測到的所述紅外陣列傳感器的溫度生成第二電信號，并通過模數轉換器將所述第二電信號轉換成數字信號及傳輸到所述控制器；

相應的，所述微處理器還用于根據來自所述控制器的所述數字信號判斷所述紅外陣列傳感器是否達到預警溫度，若是，則通過所述控制器控制所述紅外陣列傳感器停止工作。

進一步地，所述監測系統中，所述圖像傳感器為cmos圖像傳感器。

進一步地，所述監測系統還包括電源；

所述電源與所述處理器、圖像采集裝置、溫度采集裝置和無線網絡模塊連接，用于為整個系統提供電能。

第二方面，本發明實施例還提供一種睡眠監測方法，采用本發明任意實施例所提供的睡眠監測系統執行，所述方法包括：

所述圖像采集裝置采集所述睡眠區域反射光，并將反射光的光信號轉換成數字圖像信號；

所述溫度采集裝置監測所述睡眠區域的溫度并轉換成數字溫度信號進行分析，得到溫度分析結果；

所述處理器接收來自所述圖像采集裝置的數字圖像信號和來自所述溫度采集裝置的溫度分析結果，并通過所述無線網絡模塊傳輸到用戶終端上。

本發明實施例提供的一種睡眠監測系統及其監測方法，通過利用圖像采集裝置和溫度采集裝置分別對睡眠區域的數據進行采集和處理，并傳輸到用戶終端上以實現實時監控，可以監測小孩的體表溫度和睡眠質量，以及對小孩晚上睡覺時踢被子或翻動等動作進行分析統計和報警，解決了小孩睡覺時瞪開被子而父母很難及時發現的問題，避免了孩子著涼生病情況的發生，保證了孩子的身體健康。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例一提供的一種睡眠監測系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例二提供的一種睡眠監測方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。

實施例一

圖1是本發明實施例一提供的一種睡眠監測系統的結構示意圖。如圖1所示，本發明實施例提供一種睡眠監測系統，通過利用圖像采集裝置和溫度采集裝置分別對睡眠區域的數據進行采集和處理，并傳輸到用戶終端上以實現實時監控，解決了小孩睡覺時瞪開被子而父母很難及時發現的問題。

所述睡眠監測系統，包括處理器11、圖像采集裝置12、溫度采集裝置13和無線網絡模塊14，其中：

所述圖像采集裝置12，用于采集睡眠區域反射光，并將反射光的光信號轉換成數字圖像信號；

所述溫度采集裝置13，用于監測所述睡眠區域的溫度并轉換成數字溫度信號進行分析，得到溫度分析結果；

所述處理器11與所述圖像采集裝置12、所述溫度采集裝置13和所述無線網絡模塊14連接，用于接收來自所述圖像采集裝置12的數字圖像信號和來自所述溫度采集裝置13的溫度分析結果，并通過所述無線網絡模塊14傳輸到用戶終端上。

上述方案中，所述圖像采集裝置，示例性的，為可伸縮結構裝置，圖像采集裝置的狀態為伸出狀態或縮入狀態，實現近景到全景的視野切換，伸出狀態表明圖像采集裝置正在使用近景模式對監測區域進行圖像數據采集，而縮入狀態則表明圖像采集裝置已切換到全景模式在對監測區域的圖像數據進行采集。優選的，本發明實施例中的圖像采集裝置還可以包括指示燈，用于指示圖像采集裝置的狀態，例如指示燈開啟表示伸出狀態，指示燈關閉表示縮入狀態。此外，還可以通過指示燈顏色對所述圖像采集裝置的狀態加以區分。

需要說明的是，隨著物體表面溫度的升高，其輻射光譜的強度也會相應增強。這使得我們可以通過遠程測量人體或目標物體發射出的能量來確定其溫度。本發明實施例中的所述溫度采集裝置通過利用紅外傳感技術可以實現例如熱成像、人體探測以及夜視等應用功能。具體的，其對于紅外能量的量化，使得用戶能夠確定目標的溫度以及熱行為，實現被動、非侵入式的物體表面溫度測量，并能夠繪制其溫度分布圖譜，再經過轉換和分析，從而得到監測區域中人體或目標物體的有效數據。

示例性的，所述處理器可以是升邁科技的gm8138s芯片，是提供多種傳感器接口的網絡攝像機soc芯片，具有高效能cpu，并支持2m/3m像素畫質，其搭載了linux系統，實現對所述圖像采集裝置和所述溫度采集裝置的數據處理和與用戶終端之間的數據交互傳輸。示例性的，所述無線網絡模塊為wifi模塊，用于將整個系統連接到網絡。

優選的，所述圖像采集裝置包括鏡頭和圖像傳感器；

所述鏡頭與所述圖像傳感器連接，用于采集睡眠區域反射光，并將反射光的光信號聚焦于所述圖像傳感器上；

所述圖像傳感器，用于將所述光信號轉換成數字圖像信號。

需要說明的是，所述鏡頭可以由一個鏡片組成，但由于光學原因，單個鏡片的成像不可避免的存在色差、球差、彗差、像散等等一系列像差問題，尤其在邊緣部分，成像很差。所以示例性的，實際鏡頭都是多個(最多能有20多個)鏡片的組合，可以再一定程度上校正像差。另外，變焦鏡頭的變焦和聚焦也是改變鏡頭的間距來實現的。

優選的，所述圖像傳感器為cmos(complementarymetal-oxidesemiconductor，互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器，是一種固體成像傳感器，采用一般半導體電路最常用的cmos工藝，通常由像敏單元陣列、行驅動器、列驅動器、時序控制邏輯、ad轉換器、數據總線輸出接口、控制接口等幾部分組成，這幾部分通常都被集成在同一塊硅片上。其工作過程一般可分為復位、光電轉換、積分、讀出幾部分，每個像素單元都會進行光到電荷再到電壓的轉換。

優選的，所述溫度采集裝置包括紅外陣列傳感器和微處理器；

所述紅外陣列傳感器，用于監測所述睡眠區域的溫度并轉換成數字溫度信號；

所述微處理器與所述紅外陣列傳感器連接，用于接收來自所述紅外陣列傳感器的所述數字溫度信號，并進行分析，得到溫度分析結果。

需要說明的是，所述紅外陣列傳感器可以實現二維區域溫度分布監測，提供8*8個像素點輸出，角度60度，在不同物體表面有不同溫度，人的體表溫度相對于環境溫度有一定溫差，利用溫差關系，可以分析人是靜止還是移動，并可分析出移動方向。當人蓋上被子時，因被子有一定的隔阻，監測到被子區域溫度相對于踢開被子溫度有較大的溫差時，將監測到的數據輸出到所述微處理器。示例性的，所述微處理器為stm32f103c8t6型號集成電路，在接收紅外陣列傳感器傳輸過來8*8像素區域數據后，對其進行常規算法分析，得到所監測人的狀態結果，再通過串口把狀態傳輸到所述處理器。

優選的，所述紅外陣列傳感器包括：紅外陣列探測器、增益放大器、模數轉換器、控制器和存儲器；

所述紅外陣列探測器，用于監測所述睡眠區域的溫度并轉換成第一電信號；所述增益放大器與所述紅外陣列探測器連接，用于對所述第一電信號進行放大；所述模數轉換器與所述增益放大器連接，用于將經放大的第一電信號轉換成數字溫度信號；所述控制器與所述模數轉換器連接，用于將所述數字溫度信號傳輸到所述微處理器；所述控制器還用于根據所述微處理器接收到的來自用戶終端的控制指令控制所述紅外陣列傳感器的工作。所述存儲器與所述控制器連接，用于存儲所述數字溫度信號。

需要說明的是，所述紅外陣列傳感器中至少包括一個紅外陣列探測器，當實踐中需要采用兩個或多個紅外陣列探測器對多個區域進行監測時，相應的，所述紅外陣列傳感器還包括選擇器，置于所述兩個或多個紅外陣列探測器與所述增益放大器之間，用于實現對所述兩個或多個紅外陣列探測器的輸出選擇。

所述微處理器通過i2c總線與所述紅外陣列傳感器中的控制器連接。

優選的，所述紅外陣列傳感器還包括熱敏電阻溫度傳感器；

所述熱敏電阻溫度傳感器與所述模數轉換器連接，用于根據監測到的所述紅外陣列傳感器的溫度生成第二電信號，并通過模數轉換器將所述第二電信號轉換成數字信號及傳輸到所述控制器；

相應的，所述微處理器還用于根據來自所述控制器的所述數字信號判斷所述紅外陣列傳感器是否達到預警溫度，若是，則通過所述控制器控制所述紅外陣列傳感器停止工作。

需要說明的是，熱敏電阻溫度傳感器是根據周圍環境溫度變化而改變自身電阻的溫度傳感裝置。由于熱敏電阻的電阻很容易測得，所以通常用作溫度傳感器使用，實現對所述紅外陣列傳感器工作溫度的安全把控。熱敏電阻的電阻和溫度之間的關系是高度非線性的。示例性的，當熱敏電阻感受溫度變化后，自身的電阻值發生變化，通過一個橋式電路或者更簡單的分壓電路，可以把電阻的變化轉換為電壓信號，再通過把這個電壓信號經由模數轉換器轉換后被傳輸到微處理器上，就可以測量溫度并進行溫度控制。

綜上所述，本發明實施例一提供的一種睡眠監測系統，通過利用圖像采集裝置和溫度采集裝置分別對睡眠區域的數據進行采集和處理，并傳輸到用戶終端上以實現實時監控，可以監測小孩的體表溫度和睡眠質量，以及對小孩晚上睡覺時踢被子或翻動等動作進行分析統計和報警，解決了小孩睡覺時瞪開被子而父母很難及時發現的問題，避免了孩子著涼生病情況的發生，保證了孩子的身體健康。

在上述技術方案的基礎上，優選的，所述監測系統還包括電機；

所述電機與所述處理器和所述鏡頭分別連接，用于根據所述處理器接收到的來自用戶終端的控制指令控制所述鏡頭轉動；

相應的，所述處理器還用于根據接收到的來自用戶終端的控制指令，控制所述圖像采集裝置和所述溫度采集裝置啟動和關閉。

優選的，所述監測系統還包括電源；

所述電源與所述處理器、圖像采集裝置、溫度采集裝置和無線網絡模塊連接，用于為整個系統提供電能。

需要說明的是，所述電源可以是供電穩定220v家用交流電或直流電池組，根據實際需求自行選擇。

實施例二

請參閱圖2，為本發明實施例二提供的一種睡眠監測方法的流程示意圖。該方法由本發明實施例所提供的睡眠監測系統執行，步驟如下：

s210、所述圖像采集裝置采集所述睡眠區域反射光，并將反射光的光信號轉換成數字圖像信號。

需要說明的是，所述圖像采集裝置用于捕捉并記錄設定區域(即文中所述睡眠區域)的圖像和聲音。所述圖像采集裝置內的鏡頭周圍部署有紅外燈，當光線不足時會自動打開，以實現對所述睡眠區域的夜間監控。

s220、所述溫度采集裝置監測所述睡眠區域的溫度并轉換成數字溫度信號進行分析，得到溫度分析結果。

需要說明的是，本發明實施例中溫度指的是熱輻射量，通過統計人或目標物體的熱輻射量可以反映其溫度的高低。一般的，自然界的任何物體都是紅外光輻射源，時時刻刻都在不停地向外輻射紅外光，而人的體溫是37攝氏度左右，在這個溫度上的物體輻射波長在紅外區，所以也在向外界放出紅外光。當人蓋上被子時，因被子有一定的隔阻，監測到被子區域溫度相對于踢開被子后露出的人體部位溫度有較大的溫差，因此本實施例中的所述圖像采集裝置通過采集設定區域的紅外光量判定人是否踢開了被子。

s230、所述處理器接收來自所述圖像采集裝置的數字圖像信號和來自所述溫度采集裝置的溫度分析結果，并通過所述無線網絡模塊傳輸到用戶終端上。

需要說明的是，所述數字圖像信號和所述溫度分析結果是同時采集的，兩者的時間性一致，通過結合捕捉到的圖像畫面和分析后的溫度結果可以準確判斷所述睡眠區域中的小孩是否出現踢被子或大幅度翻動等動作。

優選的，當所述溫度分析結果判定所述睡眠區域的溫度存在明顯溫差時，則會判定小孩睡覺時踢開了被子，并將這些信息實時推送到用戶終端，以警報或震動的形式提醒用戶。

本發明實施例提供的一種睡眠監測方法，可以實現對小孩的體表溫度和睡眠質量的監測，以及對小孩晚上睡覺是否踢被子進行分析和報警，保證了孩子的身體健康。

注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。