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