随着中国社会经济与高新技术日新月异的发展,人们的生活质量也随之不断提高,生活节奏日益加快,睡眠问题成为影响人们生活与工作的重要因素,越来越多的人们开始关注睡眠问题。现阶段,市面上已有的睡眠监测设备多用于医疗机构,且价格昂贵、不易操作,而针对家庭用户设计的则较为少见。因此,基于客观需求,本文研究了适用于家庭的非接触式多功能睡眠监测系统,本文的研究内容如下:(1)基于压电陶瓷传感器设计一套床垫式多功能睡眠监测系统,该系统在传统床垫的基础上嵌入睡眠信号采集模块、信号放大和滤波模块、信号处理模块、无线信号传输模块和生理信息显示模块。其中,睡眠信号采集方面,用压电陶瓷传感器多通道采集人体在睡眠过程中的生理活动信号和体动信号,提高生理信号捕捉的准确性与全面性;生理信号处理方面,结合睡眠信号特点,理论研究和实验分析选取适合的信号处理方法,提高生命信号处理的科学性;无线信号传输方面,运用低功耗蓝牙和WIFI方式进行生理信息实时传输,通过手持设备和PC实现远程监测。(2)对人体睡眠状态下生理活动产生的复杂压电生物信号处理,提取各项生命特征信息。基于最小二乘法和数学形态学滤波算法对信号预处理,消除信号中的趋势项、平滑信号和信号加窗分帧。提出区域短时能量分布算法识别人体翻身和离床姿态。运用自回归模型分析睡眠信号中的功率谱计算呼吸率,并在体动状态下运用改进短时平均幅度差函数补偿呼吸率。结合人体生理活动功能特点和压电信号特性,提出将胸腔振动位移信号转化为加速度信号来抑制睡眠信号中的呼吸成分,有效的分离心跳信号,运用快速经验模态分解算法提取信号中的心跳成分并基于希尔伯特变换算法提取包络。接着,运用自适应算法识别心冲击图中特征波,并给出计算心率公式。最后,以医疗器械心电监测仪为标准,设计睡眠监测系统综合实验。实验结果表明,本文所提出的睡眠监测系统在准确性、稳定性和实时性三个方面均符合睡眠监测系统要求,能够满足日常睡眠监测和健康管理。