• 1
  • 2
  • 3
聯系我們
  • 深圳市三亞微科技有限公司


    電  話:0755-83936736

    傳  真:0755-82719377 

    郵  箱:[email protected]

    地  址:深圳市福田區振華路100號深紡大廈C座8F33

新聞詳細
  • RestOn智能睡眠監測儀
    新聞分類:新聞動態   作者:handler    發布于:2018-06-164    文字:【】【】【

    Sleepace RestOn 智能睡眠監測儀拆解:不需佩帶在身體任何部位即可檢測



          Sleepace(中文名稱“享睡”)是深圳邁迪加科技發展有限公司的品牌,其產品RestOn智能睡眠監測儀是全球首款便攜式非穿戴睡眠監測器,于2014年推出。這款睡眠監測儀可以實時檢測心率、呼吸、體動等生理體征,分析睡眠狀況。它沒有與人體皮膚接觸的電極,也不需要佩帶在身體任何部位,而是通過一條長80cm,寬6.4cm,厚度只有約2mm的傳感帶來采集數據。使用時只需將這條傳感帶鋪放在床單與床墊之間就可以進行監測。

    監測儀正面有一塊可隨時取下的蓋板,靠磁力吸附在主體上。將蓋板分離,可以看到操作方法的圖示,蓋板朝向起到開機關機控制的作用。

    活動蓋板下面是監測儀的前蓋,也是無螺絲孔的設計。為了拆解,筆者嘗試了從后蓋邊的縫隙下手,強行撬開后蓋,但最后還是通過撬開前蓋才成功拆開機器。實際上前蓋和后蓋以多處卡扣相互扣在一起,并非分別和邊框相扣。

    電路板除了與電池有連線之外,還有兩條多股漆包線連接傳感帶。筆者從電路板上的測試點標記絲印推測這個監測儀使用ARM Cortex-m系列MCU作為主控,主要的元件都在電路板的另一面。除了雙色LED,這一面還有一個SOT-23的元件,筆者推測它是一個霍爾(磁性)傳感器,用來檢測活動蓋板的朝向。相應地,在活動蓋板里面應該有五塊磁鐵,比前蓋多一塊,筆者推測其中四塊磁鐵與前蓋實現對準定位,第五塊磁鐵當正向放置蓋板時剛好位于霍爾傳感器上方。
    很容易再卸下兩顆螺絲,將電路板拆卸下來。



    在電路板的另一面的右邊,有一個容易引人注目的PCB小模塊,因為它使用了不同的顏色。筆者推測這是TI的CC2540低功耗藍牙方案。在電路板中央位置是Freescale(已經合并入NXP)的器件,經查這是KL16Z128型號,ARM Cortex-M0+核心的MCU,具有128kB Flash, 16kB SRAM。 這個系列的MCU具有16-bit的SAR ADC,比一般MCU帶的ADC轉換位數要高。
    電路板上尺寸比較大的幾塊芯片還有:TI的TLV2764:低功耗低電壓四運放;Microchip的MCP41100:100kΩ數字電位器;Holtek的HT1381:實時鐘,旁邊還有一顆晶振;Winbond的W25Q64:串行Flash,64Mbit容量。這幾個芯片的用途筆者分析是:TLV2764結合MCP41100用于傳感器信號放大,增益可控,放大后的模擬信號供給KL16Z MCU的ADC輸入。HT1381用來記錄時間,在關機狀態下也要保持運行(至于為什么沒有用MCU內部的RTC,也許是為了更低的功耗)。W25Q64用來存放睡眠數據,因為監測儀采集時不能依賴手機或網絡,必須有自己的存儲。
    電路板上還有不少小尺寸封裝的芯片或者三極管,筆者沒有查其型號,僅僅猜測它們主要用于電源管理,包括鋰電池的保護和充電、數字系統和模擬前端的穩壓電源。
    為了大致了解這個睡眠監測儀采集的信號是什么樣的,筆者將數字示波器連到TLV2764的一個輸出引腳進行觀察。當人躺在傳感帶上面時,可以觀察到一個隨著呼吸起伏的波形。然而人眼不能直觀判定是否有心跳的信號,原因可能是筆者測試的這一路信號將其濾除了,或者可能是心跳信號相對比較弱,需要算法處理提取。此外,人體的明顯動作比如抬胳膊引起的信號幅度就很大,運放輸出直接飽和
    為了解傳感帶是怎樣產生信號的,筆者繼續對傳感帶進行拆解。這條傳感帶兩側邊有嚴密的縫線,然而拆去了一段縫線后,帶子還是無法從側面撐開。看來非破壞性的拆解不大可能了。然后,筆者又試圖從頭部拆起。將傳感帶的引線焊點焊開,并將后蓋卸下后可以把傳感帶與監測儀主體分離。

    從監測儀過來的引線在傳感帶里還走了一段,另一端的焊接點夾在另外一塊泡沫材料中間。不過從一塊塊條狀的泡沫之間,已經可以看到露出來的傳感器了。除去局部的覆蓋材料,可斷定傳感器呈一長條薄膜狀。

    剝離上層的泡沫材料之后可以看到傳感器的引出線接頭,不過在它上面還隔著一層半透明的薄膜。這層薄膜好象覆蓋了整個傳感帶,不過由于與灰色的表層材料貼合太緊密,拆解過程中已經被撕破了多處。再將這里的薄膜去除掉,便可以清晰地觀看傳感器。

    拆解到這個程度,再繼續就可以逐步地把傳感器從傳感帶其它材料剝離了。其實剝離一段就足以預計它的全貌。這是一條寬度13mm,很薄的一條薄膜帶子,中間不透明的部分應該是導電層,寬度9mm. 從接頭的地方看來,導電層分為上下兩層,因為太薄了筆者沒有條件測量中間的介質厚度。

    雖然RestOn睡眠監測儀用的傳感器尺寸與之有所差別,原理上應該是一致的。本次拆解對象所用的 TE 傳感器,中間的PVDF(聚氟化乙烯)層厚度估計只有28微米,加上正負極的導電層和保護層,筆者用數顯游標卡尺測量厚度讀數為0.05mm. 這個5層結構的薄膜厚度竟然比普通A4打印紙還要薄,而且很軟。
    TE網站上對這種材料介紹說,壓電薄膜是PVDF(聚氟化乙烯)的薄而透明的薄膜; 它是一種柔韌性好,密度低,質量輕,機械韌性好的材料。該薄膜可制成多種厚度和較大面積。它可以直接貼附在機件表面而不會影響機件的機械運動, 壓電薄膜具有寬頻帶,寬動態范圍,高電壓靈敏度的優點。它的另外一個主要優點就是它有低的聲阻抗,其聲阻抗更接近水,人體組織和其他有機材料的聲阻抗。一個接近的阻抗匹配便于更有效地在水和人體組織中轉導聲音信號(>>數據來源)。
    筆者再將示波器探頭和地線夾直接接在傳感器兩端,試試能否觀察到信號輸出。此時,傳感器已經與監測儀電路脫離,不再有電路處理。


    當傳感器受到振動,以及產生形變的瞬間,都可以從示波器上觀察到明顯的電壓信號。這表明此傳感器并不需要加電,而是基于壓電效應,本身就能輸出變化的電壓信號。另外由于輸出阻抗高,在這個簡單實驗條件下示波器也接收到了明顯的工頻干擾,所以圖線上有50Hz擾動。
    那么RestOn睡眠監測儀為什么要把傳感帶做得那么復雜呢?筆者推測,原因一方面可能是為了更好地傳導人體的壓力和震動到傳感器,另一方面可能是為了保護傳感器,避免它承受拉力,也避免在局部出現極端的彎折、扭曲等形變。

    總結,通過壓電薄膜傳感器,將人體心跳、呼吸等生理體征引起的微弱壓力變化轉換成電信號,再經過睡眠監測儀內部模擬電路放大等處理,送給主控MCU內部的ADC轉換成數字信號之后,即可進行信號濾波、數據記錄、數據分析等處理。再通過低功耗藍牙與手機APP進行數據交互,便可以由手機軟件生成圖形化的睡眠報告。借助手機或者遠程服務器更強大的數據處理能力,就有可能實現更豐富的健康管理應用。

    分享到:
    點擊次數:1032  更新時間:2018-06-16  【打印此頁】  【關閉

深圳市三亞微科技有限公司   粵ICP備16121575號   地址:深圳市福田區振華路100號深紡大廈C座8F33

Copyright ? 2015,www.hctvz.tw ,All rights reserved

電腦版 | 手機版

qq麻将欢乐豆怎么出售 浙江风采15选5走势图表 河北十一选五开奖情况 彩票2018cc 秒速时时彩怎么个赢法 江西时时012路走势 贵州十一选五走势图 体彩云南11选5规则 斯洛伐克5分彩注册 19056期大乐透专家预测 重庆时时自由的百科a 加拿大28老玩家心得 pk10大小单双算法 天津11选5走势图分析 黑龙江时时杀号 今晚已开特马开奖结果 山东时时开奖记录