[发明专利]基于多源信息融合的婴儿睡眠躁动监测方法及检测系统

权利要求书

1.一种基于多源信息融合的婴儿睡眠躁动监测方法，所述方法基于人工神经网络模型，将婴儿睡眠躁动生物信号进行量化，建立温度信号、湿度信号与睡眠躁动生物信号之间的联系，实现对婴儿睡眠躁动的检测，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)确定人工神经网络模型的输入输出变量：将婴儿身体温度、湿度值作为输入变量，将婴儿睡眠躁动生物信号按躁动程度的量化值作为输出变量；

(2)获取训练样本数据：采集婴儿身体的温度、湿度时间序列值作为输入变量的训练样本数据，将对应每一时间序列婴儿身体温度、湿度值时的婴儿睡眠躁动生物信号量化值作为输出变量的训练样本数据；

(3)建立多源信息融合的人工神经网络模型：采用两层前向网络结构，隐层和输出层都采用非对称S型传输函数：

(4)确定人工神经网络模型：通过训练确定人工神经网络模型的权值和阈值；

(5)测量婴儿睡眠时身体的温度和湿度值，通过步骤(4)确定的人工神经网络模型，计算反应婴儿睡眠躁动程度的婴儿睡眠躁动程度生物信号输出值，从而实现对婴儿睡眠躁动程度的监测。

2.根据权利要求1所述的婴儿睡眠躁动监测方法，其特征在于：所述两层前向网络结构可以采用网络结构为8-S-1形式，输入层包括温度、湿度的时间序列，共8个输入变量、即T(k)、T(k+1)、T(k+2)、T(k+3)，H(k)、H(k+1)、H(k+2)、H(k+3)，其中T(k)、T(k+1)、T(k+2)、T(k+3)分别表示第k至k+3个采样时刻的温度值，H(k)、H(k+1)、H(k+2)、H(k+3)分别表示第k至k+3个采样时刻的湿度值，其时间间隔为5秒，躁动生物信号输出值F(K+3)，表示第k+3个采样时刻输出的婴儿躁动生物信号输出值。

3.根据权利要求1或2所述的婴儿睡眠躁动监测方法，其特征在于：将婴儿睡眠躁动生物信号量化为0.2，0.4，0.6，0.8和1，分别反应婴儿睡眠时的不同躁动程度。

4.实现权利要求1或2所述的基于多源信息融合的婴儿睡眠躁动监测方法的检测系统，其特征在于：

所述检测系统包括温度传感器、湿度传感器、温度信号放大电路、湿度信号放大电路、第一A/D转换电路、第二A/D转换电路、第一单片机、第二单片机、无线发送装置、无线接收装置以及报警装置；

所述温度传感器、温度信号放大电路、第一A/D转换电路依次相连，所述第一A/D转换电路的输出与所述第一单片机的输入端相连，用于将温度传感器所采集的婴儿睡眠时的身体温度信号经放大、模数转换后输入至第一单片机；

所述湿度传感器、湿度信号放大电路、第二A/D转换电路依次相连，所述第二A/D转换电路的输出与所述第一单片机的输入端相连，用于将湿度传感器所采集的婴儿睡眠时的身体湿度信号经放大、模数转换后输入至第一单片机；

第一单片机与无线发送装置相连，第二单片机与无线接收装置相连，第一单片机通过所述无线发送装置、无线接收装置将所采集温度、湿度信号传送至第二单片机；

第二单片机与报警装置相连，在所述第二单片机中根据温度、湿度信号通过预先导入的躁动函数，计算婴儿的躁动值，所述躁动函数是权利要求1所述的人工神经网络模型，当所述躁动值大于预设的婴儿睡眠不舒适值时，第二单片机控制与第二单片机相连的报警装置报警。