本发明涉及智能测试领域，具体为一种基于大数据的睡眠质量监测系统。
背景技术：
现代社会节奏越来越快，人们的工作压力也越来越大，而压力过大会影响人们的身体健康，长期受到工作压力的困扰使得人们无法安心睡眠，晚上的睡眠质量越来越差，进而会影响第二天的工作效率，长此以往，人们会变得越来越焦虑、烦躁，会形成恶性循环。
人们往往会忽视自己睡眠质量的好坏，在自己睡眠质量状态不佳时一般不能及时地发现问题，现有一些睡眠质量监测方法来监测人们的睡眠质量，但是在监测过程中还存在以下问题：
1、睡眠质量监测数据太过复杂，用户不太清楚自己睡眠质量的好坏，对自己的睡眠质量的判断会出现误差；
2、在运动监测环节，位置的移动使获得监测用户睡眠质量的数据准确度和及时性不高，监测难度加大。
所以，人们需要一种基于大数据的睡眠质量监测系统来解决上述问题。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种基于大数据的睡眠质量监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的睡眠质量监测系统，所述睡眠质量监测的系统包括：监测端、中央处理器、语音识别播报模块、wifi模块、控制模块、大数据服务器、发光二极管和显示模块；
所述监测端的输出端与所述中央处理器的输入端连接，所述中央处理器的输出端与所述语音识别播报模块的输入端通过io口连接，所述中央处理器的另一个输出端与所述wifi模块的输入端连接，所述wifi模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端与所述大数据服务器、所述发光二极管和所述显示模块的输入端连接，所述大数据服务器的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块与所述大数据服务器建立双向通信连接。
进一步的，所述监测端包括红外体温监测模块、心率监测模块、血压监测模块、呼吸频率监测模块、运动监测模块、血氧监测模块，所述红外体温监测模块用于检测用户睡眠时的体温，所述心率检测模块用于检测用户睡眠时的心脏跳动频率，所述血压监测模块用于检测用户睡眠时的血压状况，所述呼吸频率检测模块用于检测用户睡眠时呼吸的频率，所述运动监测模块用于检测用户睡眠时翻身的次数和维持一个睡姿的时间，所述血氧监测模块用于检测用户睡眠时血液中氧气的含量，从多方面对用户的睡眠质量进行监测，监测的数据更加地全面，提高了用户睡眠质量监测数据的准确性，也能够更清晰准确地判断用户的睡眠质量。
进一步的，所述语音识别播报模块用于将监测端监测到的数据信息进行播放，首先，将所述语音识别播报模块进行初始化，待所述语音识别播报模块接收到中央处理器传输的通过监测端监测到的数据信息后，检测所述语音识别播报模块的串口是否收到语音，待所述串口收到语音后，用户说出唤醒词，所述唤醒词被串口识别到之后，所述语音识别播报模块开始工作，所述语音识别播报模块开始工作后，用户发出二级语音指令，待所述二级语音指令被串口接收到后，所述语音识别播报模块会播放对应的语音，即所述监测端监测到的数据信息，用户的睡眠质量监测信息在显示的同时被播放出来，用户不必再去查看自己的监测数据就能够准确地了解自己的睡眠状况，降低了用户对自己睡眠质量认知的难度。
进一步的，所述唤醒词自定义，所述二级语音指令设置为“昨晚的睡眠监测信息”（可以根据实际情况进行更改），在所述二级语音指令发出后，所述语音识别播报模块会播放对应的监测到的数据信息。
进一步的，在所述语音播报模块播放监测到的数据信息的同时，所述大数据服务器中存储有用户正常的睡眠监测信息，所述正常的睡眠监测信息与所述控制模块接收到的监测信息作比较，比较的结果通过所述显示模块显示出来。
进一步的，所述运动监测模块用于检测用户睡眠时翻身的次数和维持一个睡姿所用的时间，所述运动监测模块需要用到运动监测工具，所述运动监测工具用于扫描进入睡眠后的用户，将所述运动监测工具固定后，所述运动监测工具对用户进行扫描并识别指定点（如：鼻子、手臂上的一点等）所在位置坐标，所述运动监测工具同时对所指定点的坐标变化进行实时观测。
进一步的，所述运动监测工具对指定点的坐标变化进行实时观测时，若所述指定点的位置坐标没有发生变化，所述运动监测工具将计算所述指定点的位置坐标保持不变的时间，若所述指定点的位置坐标发生变化，所述运动监测工具将统计所述指定点坐标变化的次数，并运用移动点时空模型描述所述指定点的运动轨迹，所述运动监测工具还用于识别所述指定点的最新的位置坐标，从局部的位置变化可以推测出用户睡眠时整个身体的睡姿变化，通过局部可以观察到整体，降低了运动监测工具的工作难度。
进一步的，所述移动点时空模型利用时间函数表示移动点未来的位置，且所述位置属性是移动点的动态属性，所述动态属性的值由时间来决定，所述指定点移动后的位置和初始位置偏差超过一定阈值时会触发位置更新体制，所述位置更新体制用于更新所述指定点的位置坐标，实时更新并识别所述指定点的位置坐标提高了用户睡眠时睡姿变化数据的准确性。
进一步的，所述指定点的运动轨迹由七元组序列（xi，yi，zi，ti，di，vi，△t）构成的曲线组成，其中，所述xi、yi、zi表示为所述指定点ti时刻空间位置，所述di表示ti时刻轨迹方向，所述vi表示所述ti时刻速度，所述△t表示时间更新的阈值，所述指定点的运动轨迹由所述△t的取值决定，若所述指定点在所述时刻ti的位置坐标是pi（xi，yi，zi），所述指定点在时间区间[ti，ti 1]上从点pi（xi，yi，zi）到点pi 1（xi 1，yi 1，zi 1）以所述速度vi进行匀速直线运动，那么
进一步的，所述发光二极管有三种颜色，所述三种颜色分别为：绿光、黄光和红光，所述三种颜色用于判断用户的睡眠质量，所述绿光代表用户睡眠质量良好，所述黄光代表用户睡眠质量一般，所述红光代表用户睡眠质量差，面对一组数据，用户往往不是很清楚自己的睡眠质量的好坏，所述发光二极管的颜色变化让用户更加容易地明白自己的睡眠质量。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1.监测端中的运动监测模块通过监测用户身体局部位置坐标的变化次数来推测用户在睡眠时的翻身次数以及维持一个睡姿不变的时间，进而判断用户的睡眠质量，通过局部可以观察到整体，降低了运动监测工具的工作难度，运用移动点时空模型来描述用户身体局部位置的运行轨迹，帮助用户更清楚地看到自己在睡眠状态下的行动轨迹；
2.中央处理器接收到监测端传输的监测数据后通过io口与语音识别播报模块连接，并将数据传输至语音识别播报模块，语音识别播报模块再将监测数据播放出来，若用户没有及时听到自己的睡眠监测信息，也可以通过显示模块显示的监测数据查看自己的睡眠状况，用户不必再去查看自己的监测数据就能够准确地了解自己的睡眠状况，降低了用户对自己睡眠质量认知的难度也帮助了用户采取相应的措施来改善自己的睡眠质量，从而提高白天的工作效率；
3.在面对一堆数据时，用户往往对自己的睡眠质量无法做到全面的了解和准确的判断，本发明通过控制模块来控制发光二极管发出不同颜色的光，不同颜色的光代表不同的睡眠质量，通过更加简单的方式让用户了解自己的睡眠状况，结合显示模块显示的监测信息与大数据服务器的正常监测信息的比较结果，帮助用户更加全面地了解和判断自己的睡眠质量。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种基于大数据的睡眠质量监测系统的基本框架图；
图2是本发明的语音识别播报模块的软件流程图；
图3是本发明的监测端的组成部分图；
图4是本发明监测端中的运动监测模块的监测流程图；
图5是本发明的发光二极管不同光代表的睡眠质量示意图；
图6是本发明的移动点时空模型的指定点运动轨迹图；
图中：1、监测端；2、中央处理器；3、语音识别播报模块；4、wifi模块；5、控制模块；6、大数据服务器；7、发光二极管；8、显示模块；9、红外体温监测模块；10、心率监测模块；11、血压监测模块；12、呼吸频率监测模块；13、运动监测模块；14、血氧监测模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供技术方案：一种基于大数据的睡眠质量监测系统，睡眠质量监测系统包括：监测端1、中央处理器2、语音识别播报模块3、wifi模块4、控制模块5、大数据服务器6、发光二极管7和显示模块8；
监测端1的输出端与中央处理器2的输入端连接，中央处理器2的输出端与语音识别播报模块的输入端通过io口连接，中央处理器2的另一个输出端与wifi模块4的输入端连接，wifi模块4的输出端与控制模块5的输入端连接，控制模块5的输出端与大数据服务器6、发光二极管7和显示模块8的输入端连接，大数据服务器6的输出端与控制模块5的输入端连接，控制模块5与大数据服务器6建立双向通信连接，用于将大数据服务器6中的存储的用户正常睡眠时的信息与控制模块5接收到的来自监测端1的信息作比较，从而能够得出用户睡眠质量的判断结果。
监测端1包括红外体温监测模块9、心率监测模块10、血压监测模块11、呼吸频率监测模块12、运动监测模块13、血氧监测模块14，红外体温监测模块9用于检测用户睡眠时的体温，心率检测模块10用于检测用户睡眠时的心脏跳动频率，血压监测模块11用于检测用户睡眠时的血压状况，呼吸频率检测模块12用于检测用户睡眠时呼吸的频率，运动监测模块13用于检测用户睡眠时翻身的次数和维持一个睡姿的时间，血氧监测模块14用于检测用户睡眠时血液中氧气的含量。
语音识别播报模块3用于将监测端1监测到的数据信息进行播放，首先，将语音识别播报模块3进行初始化，待语音识别播报模块3接收到中央处理器2传输的通过监测端1监测到的数据信息后，检测语音识别播报模块3的串口是否收到语音，待串口收到语音后，用户说出唤醒词，唤醒词被串口识别到之后，语音识别播报模块3开始工作，语音识别播报模块3开始工作后，用户发出二级语音指令，待二级语音指令被串口接收到后，语音识别播报模块3会播放对应的语音，即监测端1监测到的数据信息。
唤醒词自定义，二级语音指令设置为“昨晚的睡眠监测信息”（可以根据实际情况进行更改），在二级语音指令发出后，语音识别播报模块3会播放对应的监测到的数据信息，用于用户更方便地了解自己的睡眠状况。
在语音播报模块3播放监测到的数据信息的同时，大数据服务器2中存储有用户正常的睡眠监测信息，正常的睡眠监测信息与控制模块5接收到的监测信息作比较，比较的结果通过显示模块8显示出来，若用户在没听清自己的睡眠监测信息时可以在显示屏上找到数据，确保不会有监测信息的遗漏。
运动监测模块13用于检测用户睡眠时翻身的次数和维持一个睡姿所用的时间，运动监测模块13需要用到运动监测工具，运动监测工具用于扫描进入睡眠后的用户，将运动监测工具固定后，运动监测工具对用户进行扫描并识别指定点（如：鼻子、手臂上的一点等）所在位置坐标，运动监测工具同时对所指定点的坐标变化进行实时观测，确保监测记录的完整性。
运动监测工具对指定点的坐标变化进行实时观测时，若指定点的位置坐标没有发生变化，运动监测工具将计算指定点的位置坐标保持不变的时间，若指定点的位置坐标发生变化，运动监测工具将统计指定点坐标变化的次数，并运用移动点时空模型描述指定点的运动轨迹，运动监测工具还用于识别指定点的最新的位置坐标，在指定点的位置坐标更新时，会产生新的位置信息，及时识别新的位置坐标有利于对下一次的指定点的变化作出准确的判断。
移动点时空模型利用时间函数表示移动点未来的位置，且位置属性是移动点的动态属性，动态属性的值由时间来决定，指定点移动后的位置和初始位置偏差超过一定阈值时会触发位置更新体制，位置更新体制用于更新指定点的位置坐标。
指定点的运动轨迹由七元组序列（xi，yi，zi，ti，di，vi，△t）构成的曲线组成，其中，xi、yi、zi表示为指定点ti时刻空间位置，di表示ti时刻轨迹方向，vi表示ti时刻速度，△t表示时间更新的阈值，指定点的运动轨迹由△t的取值决定，若指定点在时刻ti的位置坐标是pi（xi，yi，zi），指定点在时间区间[ti，ti 1]上从点pi（xi，yi，zi）到点pi 1（xi 1，yi 1，zi 1）以速度vi进行匀速直线运动，那么
发光二极管7有三种颜色，三种颜色分别为：绿光、黄光和红光，三种颜色用于判断用户的睡眠质量，绿光代表用户睡眠质量良好，黄光代表用户睡眠质量一般，红光代表用户睡眠质量差，不同颜色的光代表不同的睡眠质量，便于用户清楚地了解自己的睡眠状况。
实施例一：如图6所示，设定指定点pi的初始位置坐标为（1，1，2），若用户在睡眠状态下移动到点pi 1（4，5，7），所需的时间△t=ti 1-ti设置为3s，vi的最大值vmax设置为5cm/s，根据公式
本发明的工作原理是：监测端1将监测到的用户睡眠时的体温信息、心脏跳动频率情况、血压状况、呼吸的频率、翻身的次数和维持一个睡姿的时间、血液中氧气的含量信息传输到中央处理器2，其中，运动监测模块13是通过运动监测工具扫描用户来监测睡眠信息的，运动监测工具扫描并识别指定点（如：鼻子、手臂上的一点）的位置坐标，若指定点位置不变，则会计算指定点坐标维持不变的时间，若指定点位置改变，则会统计指定点位置坐标变化的次数，进而描述运动轨迹，在指定点位置变化后，运动监测工具会更新并识别指定点新的位置坐标，以便准确地判断指定点下一次的位置变化，中央处理器2与语音识别播报模块3通过io口连接，中央处理器2将这些信息传输给语音识别播报模块3，通过对语音识别播报模块3发出类似“昨晚的睡眠状况”的指令使语音识别播报模块播放对应的睡眠监测信息，同时，中央处理器2的输出端与wifi模块4的输入端相连接，也将信息通过wifi模块4传输到了控制模块5，大数据服务器6中存储有用户正常睡眠时的监测信息，与控制模块5的监测信息作比较，比较的结果通过显示模块8显示出来，同时，控制模块5的输出端也与发光二极管7的输入端相连接，控制了发光二极管7发出不同颜色的光，代表不同的睡眠质量，其中绿光代表用户睡眠质量良好，黄光代表用户睡眠质量一般，红光代表用户睡眠质量差，使得用户通过简单的方式知道自己的睡眠状况。本发明便于用户对自己的睡眠质量作出准确的判断，从而可以采取相应的措施来改善自己的睡眠质量，也能提高第二天的工作效率。
最后应说明的是：对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
1.一种基于大数据的睡眠质量监测系统，其特征在于：该睡眠质量监测的系统包括：监测端（1）、中央处理器（2）、语音识别播报模块（3）、wifi模块（4）、控制模块（5）、大数据服务器（6）、发光二极管（7）和显示模块（8）；
所述监测端（1）的输出端与所述中央处理器（2）的输入端连接，所述中央处理器（2）的输出端与所述语音识别播报模块（3）的输入端通过io口连接，所述中央处理器（2）的另一个输出端与所述wifi模块（4）的输入端连接，所述wifi模块（4）的输出端与所述控制模块（5）的输入端连接，所述控制模块（5）的输出端与所述大数据服务器（6）、所述发光二极管（7）和所述显示模块（8）的输入端连接，所述大数据服务器（6）的输出端与所述控制模块（5）的输入端连接，所述控制模块（5）与所述大数据服务器（6）建立双向通信连接；
所述监测端（1）包括红外体温监测模块（9）、心率监测模块（10）、血压监测模块（11）、呼吸频率监测模块（12）、运动监测模块（13）、血氧监测模块（14），所述红外体温监测模块（9）用于检测用户睡眠时的体温，所述心率检测模块（10）用于检测用户睡眠时的心脏跳动频率，所述血压监测模块（11）用于检测用户睡眠时的血压状况，所述呼吸频率检测模块（12）用于检测用户睡眠时呼吸的频率，所述运动监测模块（13）用于检测用户睡眠时翻身的次数和维持一个睡姿的时间，所述血氧监测模块（14）用于检测用户睡眠时血液中氧气的含量；
所述运动监测模块（13）用于检测用户睡眠时翻身的次数和维持一个睡姿所用的时间，所述运动监测模块（13）需要用到运动监测工具，所述运动监测工具用于扫描进入睡眠后的用户，将所述运动监测工具固定后，所述运动监测工具对用户进行扫描并识别指定点所在位置坐标，所述指定点为所述运动监测工具扫描的用户身体表面的某一点，所述运动监测工具同时对所指定点的坐标变化进行实时观测；
所述运动监测工具对指定点的坐标变化进行实时观测时，若所述指定点的位置坐标没有发生变化，所述运动监测工具将计算所述指定点的位置坐标保持不变的时间，若所述指定点的位置坐标发生变化，所述运动监测工具将统计所述指定点坐标变化的次数，并运用移动点时空模型描述所述指定点的运动轨迹，所述运动监测工具还用于识别所述指定点的最新的位置坐标；
所述语音识别播报模块（3）用于将监测端（1）监测到的数据信息进行播放，首先，将所述语音识别播报模块（3）进行初始化，待所述语音识别播报模块（3）接收到中央处理器（2）传输的通过监测端（1）监测到的数据信息后，检测所述语音识别播报模块（3）的串口是否收到语音，待所述串口收到语音后，用户说出唤醒词，所述唤醒词被串口识别到之后，所述语音识别播报模块（3）开始工作，所述语音识别播报模块（3）开始工作后，用户发出二级语音指令，待所述二级语音指令被串口接收到后，所述语音识别播报模块（3）会播放对应的语音，即所述监测端（1）监测到的数据信息；
在所述语音播报模块（3）播放监测到的数据信息的同时，所述大数据服务器（2）中存储有用户正常的睡眠监测信息，所述正常的睡眠监测信息与所述控制模块（5）接收到的监测信息作比较，比较的结果通过所述显示模块（8）显示出来。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的睡眠质量监测系统，其特征在于：所述指定点的运动轨迹由七元组序列（xi，yi，zi，ti，di，vi，△t）构成的曲线组成，其中，所述xi、yi、zi表示为所述指定点ti时刻空间位置，所述di表示ti时刻轨迹方向，所述vi表示所述ti时刻速度，所述△t表示时间更新的阈值，所述指定点的运动轨迹由所述△t的取值决定，所述△t=ti 1-ti，若所述指定点在所述时刻ti的位置坐标是pi（xi，yi，zi），所述指定点在时间区间[ti，ti 1]上从点pi（xi，yi，zi）到点pi 1（xi 1，yi 1，zi 1）以所述速度vi进行匀速直线运动，那么
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的睡眠质量监测系统，其特征在于：所述唤醒词自定义，所述二级语音指令设置为“昨晚的睡眠监测信息”，在所述二级语音指令发出后，所述语音识别播报模块（3）会播放对应的监测到的数据信息。
技术总结