《智能温控床垫控制系统的研制》文献综述
1前言
随着社会经济的发展，人们的生活节奏变得越来越快。长时间的工作需要充足的休息以补充体力。睡眠作为人体最重要的休息方式，影响着我们的生活。如果晚上的睡眠充足，那么第二天的精力将会保持充沛；相反，如果晚上睡眠质量低或时间不足，则会导致第二天出现头脑昏沉，精神萎靡的感觉[1]。
科学调查数据显示：2017年中国人均期望寿命为76.1年，按照每天睡眠8小时来计算，人一生中约有25年的时间处于睡眠状态，占据整个生命长度的三分之一。睡眠作为个体生命活动中不可缺少的活动之一，不仅可以缓解和消除疲劳，而且是机体修复还原的关键环节，对于个体生命的延续起着至关重要的作用。良好的睡眠质量是人们身体健康与心情愉悦的重要因素之一，增强机体免疫能力，提高神经系统的调节能力[2]。美国一项关于睡眠质量与血糖水平的研究表明，睡眠质量较差的人群其血糖水平较高，睡眠障碍和糖尿病之间存在相关性。与此相类似的是，我国医学调查显示低质量的睡眠易导致血糖疾病。我国目前仍存在成千上万的患有睡眠障碍相关疾病，诸如糖尿病、抑郁症、心血管疾病等80多种疾病。近年来，睡眠时间正慢慢得到人们的重视，如何检测睡眠以观测人体睡眠状态，提高人们的睡眠质量，改善人体健康状态，成为当前学术界关注的热点话题[3-4]。
经研究表面，人体的睡眠由两个周期构成，分别是非快速眼动周期和快速眼动周期组成。其中非快速眼动周期又分为了入睡期、浅睡期、熟睡期、深睡期。在深睡期后，人体进入快速眼动期。在睡眠周期中，入睡期和浅睡期占据了一半以上的时间，这段时间人体处于一个逐渐放松的过程，还没有正式进入休息状态。所以这两段周期内的恢复效果较差。只有在接下来处于深睡眠状态的熟睡期、深睡期和快速眼动周期内，人体才能获得充足的休息[1]。
本项目研究了一种智能温控床垫，通过加热床垫来调整人体颈部，躯干和下肢三个部位的温度，以此来辅助人们的睡眠；整个装置采用水循环进行加热制冷，床垫部分无任何电流流过，安全性得到了极大的保证，不会出现类似电热毯燃烧和触电的现象；同时采用纯净水进行加热，无污染，无水垢，安全绿色。本设计通过使人体各个部位在睡眠时处于最佳舒适等级，大大的提高了人们的睡眠质量。与此同时，本产品可以通过触摸屏进行控制也可以通过WiFi远程控制，系统自带WiFi，省去了复杂的初始启动步骤，操作十分方便。
- 现状与发展
国内外多家公司对睡眠床垫有所研究，其中包含了各种睡眠检测装置：
天津天地恒康科技有限公司研究的温控床垫，采用锗石为主要成分，锗石中含有大量的有机锗以及名贵玉石粉、珍珠粉、中药药材、镁、铁、钙、碳、钾、钠等45种人体有益的矿物质，经过碳纤维加热后，激活各种等离子，使其释放出大量的负离子，进而达到人体全方位渗透，具有中药磁疗效果，以此来改善睡眠质量。产品通电后开始工作，但对通电前后的用电安全要求很严格。
国内有基于声音的睡眠检测，主要用于用户呼吸声音的检测。由于心跳声极为微弱，所以目前还没应用于心跳检测。研究人员将声音传感器置于用户的床头，采集用户睡眠状态下的呼吸声音，然后对呼吸声进行数据分析。通过机器学习的方式将梦话，打鼾，正常呼吸等状态分类，以判别用户是否有呼吸暂停综合征的发生[5]。
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