人类身体的健康状况与睡眠密切相关,目前很多健康问题多发于睡眠阶段,导致难以实时发现并救护。传统的睡眠监测系统多需要给人体佩戴各种传感器,这往往会影响人们的睡眠心态,导致监测结果不准确。同时大多数人对自己的睡眠质量状况不甚了解。因此采用一种便携、实用的方式来监测人们的睡眠过程并判断其睡眠质量显得极其重要。本文设计并实现了基于PVDF的睡眠监测系统,论文主要完成的工作有:1.系统使用分层的体系结构,主要包括数据采集端、服务器端和手机客户端三个部分。数据采集端完成了对人体生理信号的采集和预处理工作;服务器端完成了对人体生理参数的接收、分析处理和存储;最后的手机客户端软件实现了对睡眠质量评估结果的展示。2.对于数据采集端,本文使用PVDF传感器采集人体的心跳、呼吸信号等生理参数,选取AD7895-3芯片对放大滤波后的生理信号进行模数转换。同时本文还完成了A/D芯片与树莓派管脚的接口电路,将A/D转换后数据传至树莓派做预处理,处理完后将数据发送至服务器端。预处理是使用本文设计的基于CSI的生理信号处理算法,来获取睡眠者的心率、呼吸率、体动次数和呼吸暂停次数等。3.服务器端主要包括三模块,数据接收模块用于接收并解析数据;数据处理模块完成了对睡眠质量的判断,本文使用人工智能睡眠分期方法对预处理后的数据进行分析来获得各睡眠阶段所占的时间,并结合PNQ评估量表对睡眠者的睡眠质量进行评估;数据存储模块用于存放用户基本信息及用户睡眠质量评估的参数。4.手机端软件实现的主要功能是将睡眠者的睡眠质量结果呈现给用户。系统测试结果显示,算法处理得到的心率/呼吸率与受试者实际的心率/呼吸率基本吻合;并且与穿戴式设备相比,该系统表现出更好的性能。