吉林大学 仪器科学与电气工程学院, 吉林 长春 130061
阻塞型睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)是常见的睡眠类疾病, 为满足居家对OSAS进行初步筛查和诊断, 该文设计了基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的鼾声监测系统。可穿戴式的鼾声监测系统包含高灵敏度鼾声传感器、低噪声信号调理电路、嵌入式系统及上位机系统。根据鼾声段和非鼾声段能量差异大的特点, 基于短时能量法进行鼾声端点检测算法设计, 通过采集的鼾声信号进行算法验证。经测试, 系统采集的鼾声信号信噪比高, 端点检测平均误差小于0.032 s, 准确率达92.6%, 满足潜在OSAS患者的筛查要求以及进行康复训练的自我检查, 同时可减轻患者筛查和医学多导睡眠图(PSG)检测的负担。
阻塞型睡眠呼吸暂停综合征 鼾声监测 聚偏氟乙烯 短时能量 可穿戴 obstructive sleep apnea syndrome snore monitoring polyvinylidene fluoride short-time energy wearable
1 杭州电子科技大学电子信息学院, 浙江 杭州 310018
2 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
3 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
针对相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)信号处理复杂、计算量大、实时性要求高的特点,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)异构加速计算技术的Φ-OTDR实时信号处理系统。对外差探测式Φ-OTDR信号处理流程进行分析与分解,提出基于FPGA的滑动窗数据帧分割、多通道并行快速傅里叶变换(FFT)计算、频域滤波、短时能量求和等一系列加速计算方法。该系统最终实现在40 km光纤传感距离、2 kHz重复频率与1 m采样间隔下的长时间、实时扰动信号解调与显示,并且具有80%的帧重叠率。该FPGA系统作为异构加速器,能够减轻计算机数据处理压力,保证传感系统高重复频率下的运算实时性,为系统可靠性和稳定性提供了有效保障。
光计算 并行处理 异构加速计算 相位敏感光时域反射计 现场可编程门阵列 短时能量
