基于 STM32 与压电薄膜的婴儿睡眠呼吸暂停监测床垫设计
一、项目背景与设计思路婴儿睡眠呼吸暂停(Sleep Apnea)是婴幼儿期潜在的高危症状,若未能及时发现,可能导致缺氧甚至猝死。本设计采用压电薄膜传感器铺设于床垫下方,捕捉婴儿呼吸时胸腔起伏产生的微弱压力变化,通过 STM32 单片机采集、分析呼吸波形,当检测到呼吸暂停超过设定阈值(通常为 20 秒)时,触发声光报警,实现非接触式、无束缚的婴儿睡眠安全监测。核心原理:压电薄膜随压力变化产生微弱电荷信号 → 电荷放大与滤波 → STM32 ADC 采样 → 呼吸信号特征提取 → 呼吸间隔计时 → 超时报警。二、硬件选型与接线2.1 核心器件选型模块型号说明主控芯片STM32F103C8T6Cortex-M3 内核,72MHz,12 位 ADC,引脚资源充足,成本低压电薄膜传感器PVDF 压电薄膜 LDT0-028K柔性薄膜,灵敏度高,适合捕捉微弱呼吸振动电荷放大器AD8221 仪表放大器 + 二阶 RC 有源滤波将 pC 级电荷信号放大并滤除高频噪声