随着社会不断发展,人们面临多方面压力,有睡眠问题的人群越来越大。睡眠问题严重影响了人们的正常生活,甚至会诱发相关疾病。环境是影响睡眠质量的重要因素之一。因此,改变睡眠环境是改善人们睡眠质量的一种途径。基于此,本文设计了一个睡眠环境反馈调节系统,致力于缓解失眠患者的睡眠问题。本文设计并实现了一个基于心电和体动信号的睡眠环境反馈调节系统。此系统是通过提前设定环境调节方案,根据心电信号和体动信号变化实现自动调节睡眠环境,进而影响睡眠状况并反馈于心电信号和体动信号的闭环系统。准确的睡眠分期是研究睡眠问题以及客观评价睡眠质量的基础。因此,本文以心电信号和体动信号为切入点,融合体动和心率变异性信号进行睡眠分期算法研究。在现有腕动记录仪的基础上,本文设计了基于AD8232心电采集模块的心电信号采集装置,并利用平滑滤波、中值滤波剔除心电信号噪声,改进动态差分阈值法提取R波,进一步利用自回归模型提取心率变异性特征参数。在此基础上加入隐马尔可夫模型进行非快速眼动期、快速眼动期、清醒期三期睡眠分期自动识别建模,并结合体动信号的睡眠-觉醒判断算法以提高睡眠分期的准确率。最后设计并实现了一款Android上位机软件,将心电信号和体动信号采集装置、睡眠分期算法和现有的环境监控设备联系起来,实现基于心电信号和体动信号的睡眠环境自动调节功能。睡眠环境反馈调节系统开发完成之后,设计了相关的临床实验以探究其对失眠患者的改善效果。实验结果表明,在预设为光线与助眠音乐的前提下,本文研制的睡眠环境反馈调节系统具有改善失眠患者睡眠质量的功能。