SLEEP

睡眠监测带

置于床垫或枕头内,隔被褥采集呼吸、心跳与体动。无需佩戴,无需接触皮肤。

  • 无源感知,零静态功耗
  • 隔被褥可用,无需贴身
  • 呼吸与心跳同源提取
  • 厚度仅数十微米
睡眠监测带
±1 ~ 2 bpm 呼吸率精度
±3 ~ 5 bpm 心率精度(静息)
< 0.5 mm 安装厚度
0 (passive) 传感层功耗

以上数值用于表达量级与边界,取自公开研究与行业通行做法,不构成产品承诺。实际指标需结合您的应用场景打样验证。

睡眠监测的核心矛盾在于:精度越高越需要贴身,而贴身又会干扰睡眠。压电薄膜将测量方式从「接触测量」改为「载荷测量」,绕开这一矛盾。

实施场景

在床垫表层下方、与胸腔投影位置平行处铺设一条 300–700 mm 长的薄膜传感带,或用 4×4 阵列铺成面状。人体呼吸引起的胸廓起伏、心跳引起的躯干微振、翻身引起的压力重分布,都会通过床垫传递到薄膜上,被转换成电荷信号。信号经床侧的电荷放大器与 ADC 采样,在本地完成特征提取后通过 BLE 或 Wi-Fi 上传。

典型落地形态有三类:智能床垫/床垫罩(整床集成)、智能止鼾枕(枕头内置,联动调节高度)、床边监护垫(养老机构铺设,不改动原有床具)。

可达到的效果

压电与压阻复合方案可在同一条带上同时输出两类数据:在床状态(压阻层,静态压力)与呼吸心跳(压电层,动态形变)。呼吸率提取的行业常见区间为 ±1–2 次/分,心率在静息状态下可达 ±3–5 次/分;体动、离床、翻身次数为事件型输出,误报率可通过双阈值与时间窗处理至工程可接受范围。

需要说明的是,隔被褥测量对床垫厚度与硬度敏感。较硬的床垫(棕垫、硬弹簧)传递效率明显优于厚乳胶层,实际部署前建议做一次现场标定。

技术路线对比

维度PVDF 柔性薄膜方案现有主流方案
感知原理压电效应,直接输出电荷,无源压力应变片 / 电容式:需持续供电,存在基线漂移
安装位置床垫内或枕头内,隔被褥可用多需贴身佩戴或直接承压
功耗传感层零静态功耗持续激励,功耗高一个量级
响应带宽亚 Hz 至数百 MHz,覆盖呼吸(0.2–0.5 Hz)与心跳(1–1.5 Hz)受限于采样与机械结构,低频段易漂移
舒适度厚度几十微米,柔软随形,体感无硬质或厚度较大,长期使用有异物感
局限测不到绝对压力,需配套电荷放大器;温度变化会引入热释电干扰—