随着生活水平的不断提高和社会经济的快速发展,人们在享受各种物质便利的同时,在生活、学习以及工作中也面临着更多的压力。这些压力最直接的表现之一就是对睡眠状况的影响,睡眠质量差、失眠甚至各种睡眠障碍就是在压力之下所产生的种种症状。根据国内的统计数据表示,有接近40%的人存在睡眠问题,且这一比例会随着社会快读发展而不断提高。传统的睡眠监测系统,通常需要结合心电、脑电等方式,在胸腹部、头部佩戴上各种电极来采集数据。这种方式一方面操作复杂,需要专业人员来操作这些昂贵的仪器和设备;另外也给人施加了较大的精神压力,会严重影响人的睡眠质量和睡眠心态,导致检测出来的结果并不准确。实际上,大多数人都会出现难以入睡、长时间失眠、睡眠程度浅和呼吸方面这些问题。通过上面这些分析,我们设计了基于新型压电薄膜和压阻薄膜的睡眠监测系统,该系统具有非接触不影响睡眠、不需专业操作、简单上手且经济实惠可推广的特点。本文主要研究了硬件电路,生理信号提取算法和睡眠状况判别。本文设计并优化了针对压电薄膜和压阻薄膜的信号采集、处理以及数据分析电路,主要包括电荷放大、巴特沃斯带通滤波、单极性ADC采集、高精度运放供电电源、stm32核心系统、USB以及蓝牙通信等电路。针对压电薄膜的特点,优化了电荷放大电路,确定电路在最灵敏条件下的各项参数值;参考了各类滤波电路的原理和经过实践验证的滤波电路,采用二阶高通和四阶低通组成的巴特沃斯带通滤波器;根据stm32f1系列AD的参数,设计了可以采集负电压的信号转换电路;为了保证双电源运放的精确和稳定性,设计了低纹波高精度的-5 V电源;除此之外,设计了stm32核心系统、USB-RS232和基于ATK-HC05蓝牙模块的通信电路,保证了整个系统的流畅运行。在保证运算速度、分析精度的基础上,综合各种数据处理算法,最终采用基于快速傅里叶变换的频率幅值分析法,裁剪了基于蝶形算法实现的快速傅里叶变换,以最小的代价(计算速度、内存空间)获取了心率、呼吸、体动等基础睡眠数据。在提取得到的生理信号基础上,参考医学对睡眠呼吸障碍和睡眠分期的研究,设计一种基于心率、呼吸和体动的睡眠质量分析系统。经过实际测试发现,电路运行稳定且功耗较小,算法处理得到的生理信号精度较高,基于此的睡眠质量分析也与被测者实际情况符合。