《智能睡眠监测和调控系统 参考架构》

ICS35.040

CCSL78

团体标准

T/CESAXXXX—202X

智能睡眠监测和调控系统参考架构

Non-contact/wearablesleepmonitoringandregulationsystem—Reference

architecture

征求意见稿

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

已授权的专利证明材料为专利证书复印件或扉页，已公开但尚未授权的专利申请

证明材料为专利公开通知书复印件或扉页，未公开的专利申请的证明材料为专利申请

号和申请日期。

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中国电子工业标准化技术协会发布

T/CESAXXXX—202X

智能睡眠监测和调控系统参考架构

1范围

本文件规定了智能睡眠监测和调控系统的参考架构、系统组成和业务流程。

本文件适用于智能睡眠监测和调控系统的设计、研发、生产和使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

T/CESABBBB-BBBB智能睡眠监测和调控系统接入通用要求

3术语和定义

3.1

智能睡眠监测与调控系统intelligentsleepmonitoringandregulationsystem

通过光电传感器、压力传感器和毫米波传感器等测量方式，利用智能床垫、智能手环等产品主动采

集用户生命体征信号和睡眠信息，结合监测用户的在床状态、心率与呼吸率等形成的实现用户零/低负

荷睡眠监测系统。

4参考架构

智能睡眠监测和调控系统由多个层级组成，系统参考架构如下：

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T/CESAXXXX—202X

图1智能睡眠监测与调控系统参考架构

4.1终端设备层

4.1.1概述

设备层包括监测终端和调控终端两大类，不同厂商之间的设备接入本系统时，应满足T/CESA

BBBB-BBBB的要求。

4.1.2监测终端

4.1.2.1功能

监测终端通过各类传感器采集、测量、记录人体多种生理信号，如呼吸信号、心电信号、体动信号、

血氧信号、血压信号等，对信号进行处理、存储与分析，并显示或打印结果。监测终端常见具备功能见

表1。

表1监测终端功能

实现功能必选/可选常用模块

呼吸事件必选口鼻气流等

心动周期必选心电或脉搏波

体位必选体位模块等

血氧饱和度必选血氧模块等

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T/CESAXXXX—202X

事件类型必选口鼻气流和胸腹运动等

睡眠分期可选脑电模块、眼电模块、肌电模块等

下肢运动可选肌电或运动模块等

鼾声可选振动模块或拾音器模块等

血压可选压力模块或振动模块等

异常报警可选

4.1.2.2呼吸事件

以非接触的方式，采集人体呼吸信号，传感器的类型不做限定，常见的有基于压电、光纤、气压、

毫米波等。采样频率最低要求：5Hz。

通过一段时间呼吸信号，判断呼吸事件，并及时根据呼吸事件反馈调节。

4.1.2.3心动周期

基于血压动力学，通过微动信号传感器，以非接触的方式，采集人体脉搏信号或者通过心电信号计

算心动周期，采样频率最低要求：50Hz。

及时报告心律失常情况，包括但不限于心动过缓、心脏停搏、窦性心动过速或心房纤颤等其他心律

失常。

4.1.2.4体动

以非接触的方式，采集人体呼吸信号或采集传感器压电信号，传感器的类型不做限定，常见的有基

于压电、光纤、气压、毫米波等。根据振动情况判别体动时间。

4.1.2.5血氧饱和度

以非接触或穿戴式的方式，采集人体血氧信号，传感器的类型不做限定，常见的有基于压电、光纤、

气压、毫米波等。应具备血氧传感器脱落或血氧超出设定阈值提示。

血氧饱和度显示范围：0～100%，测量范围与精度：85%～100%范围内，绝对误差≤±2%；70%～85%

范围内，绝对误差≤±3%。

宜记录血氧饱和度下降≥3%或4%的总次数、血氧饱和度下降≥3%或4%的指数、监测期间血氧饱和度

平均值（%）、监测期间血氧饱和度最低值（%）以及血氧饱和度低于90%的时间占总记录时间的百分比

（%）。

4.1.2.6事件类型

应根据监测生理指标，及时生成多种事件，包括但不限于以下事件：

a)呼吸事件：呼吸暂停事件、低通气次数等；

b)睡眠事件：睡眠觉醒、睡眠分期异常等；

c)心律失常事件：心动过缓、心脏停搏、窦性心动过速或心房纤颤等其他心律失常；

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T/CESAXXXX—202X

d)血氧异常事件：血氧低于阈值、血氧异常下降等；

e)异常体动事件：快速体动、体动次数异常等。

4.1.3调控终端

睡眠干预，除了药物方式，另一种干预方式就是控制睡眠环境，睡眠环境包括声音、灯光、温度、

睡姿等。

a)声音:接收应用层下发的控制指令，设置环境声音，如播放特定的音频、控制音量等;

b)灯光:接收应用层下发的控制指令，控制灯光开关、亮度、颜色;

c)气味:接收应用层下发的控制指令，控制喷雾器的开关，喷雾器中的睡眠治疗药剂不在本规范

讨论范围;

d)温度:接收应用层下发的控制指令，控制环境温度，如空调、电热毯等;

e)睡姿:接收应用层下发的控制指令，控制床或枕头的型态或振动；

f)呼吸机：根据呼吸机气流，主动进行反馈调控，控制气流流量。

4.2设备接入层

4.2.1通信协议转换

一般部署在边缘，负责各种不同物理传输协议的接入，如蓝牙、zigbee、WiFi等。

4.2.2应用协议转换

一般部署在云端，设备数据可以直接上报云端，在云端完成协议转换，将厂家的自定义协议，转换

为系统的标准格式。

4.3基础服务层

4.3.1数据预处理

不同厂家的设备采用私有协议的方式打包数据，在预处理部分，需要将数据转换为标准格式。

4.3.2数据存储

不同终端的时序数据，以统一的方式存储到数据库。

数据的元信息需要包括：设备ID、使用者ID、采样频率、数据取值范围。

数据的内容包括但不限于：原始信号、关键事件。

4.3.3流式接口

设备上报的数据，以流式接口，提供给应用层做下一步分析，也可以提供给。

4.3.4设备统一控制接口

设备的访问和控制，通过统一形式的接口提供给应用层。

访问包括：读取设备的制造信息。

控制包括：设置环境控制设备的各种特定参数、复位、升级。

4.3.5热加载分析模块

设备的数据可以由设备厂家提供闭源的可热加载的分析模块，由厂家完成信号分析，输出符合规范

格式的结果。

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T/CESAXXXX—202X

4.3.6消息总线

提供给应用层不同模块之间的通信基础框架。

4.4应用层

4.4.1实时睡眠分析

对用户的各种实时体征，进行综合分析，计算出当前的睡眠状态，该业务模块的输出，是环境干预

业务逻辑的输入。

4.4.2睡眠报告

基于每日数据做分析，输出用户的睡眠包括，报告内容包括但不限于：

a)入睡时间、入睡时长、起床时间、起夜次数；

b)睡眠分期：（TODO：几分期待定）；

c)睡眠评价；

d)关键事件：呼吸暂停记录、鼾声记录；

e)体征记录：心率记录、呼吸率记录、体温记录。

4.4.3长期健康监测

用户个人门户网站可包括健康服务、安全照护、设备管理、等几个模块，系统可以捆绑智能监测床

垫、腕表等智能监测设备，用户及其家属或监护人可以通过PC端门户网站实时查询病人安全情况及健康

数据。

应定期生成定制化、个性化用户健康报告，针对可能出现的非正常数据，及时提醒并给出诊疗建议。

4.4.4环境干预业务逻辑

通过实时的睡眠分析输出，判断出需要干预的环境因素，下发控制指令给终端。（基于目前的居家

物联网生态）

5业务流程

5.1实时睡眠监测与睡眠调控流程

实时睡眠监测与调控流程如下：

a)体征监测设备实时采集人体生理体征，并实时上报；

b)设备接入层可以位于边缘，做设备特有的物理层协议接入，也可以位于云端，设备采用标准物

理层协议传输；

c)设备接入层同时完成数据的协议转换，将私有协议转换为标准规范的协议，如果设备上班的协

议已经符合规范，则无需转换。设备数据协议应满足T/CESABBBB-BBBB的要求；

d)设备接入层将规范化的数据透传给基础服务层做分析；

e)基础服务层需要对数据的异常做预先处理，如数据丢帧、数值异常等；

f)规范化的时序数据存入数据库；

g)规范化的实时数据，同时通过消息总线，交给睡眠分析模块进行实时分析；

h)睡眠分析模块根据分析的实时睡眠状态，决定进行何种睡眠干预；

5

T/CESAXXXX—202X

i)睡眠分析模块根据分析结果，通过设备统一接口就，下发调控指令；

j)设备统一接口层，将标准指令转化为设备私有命令格式，下发到设备。

实时睡眠监测与调控流程图见图2：

体征监测设备接入数据接入设备访问环境调控

数据库睡眠分析

设备层层统一接口设备

传感器数据

协议转换

透传

预处理

存储

规范消息

调控

分析报告设备指令

图2实时睡眠监测与睡眠调控流程

5.2睡眠报告输出流程

睡眠报告输出流程见图3：

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T/CESAXXXX—202X

可视化报告

睡眠分析数据库数据接口

接口

读取用户所有人天体征获取可视化睡眠报告

睡眠大数据分析获取报告数据

分析报告

报告数据获取

可视化报告生成

可视化报告

图3睡眠报告输出流程

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中国电子工业标准化技术协会

团体标准《智能睡眠监测与调控系统参考架构》

（征求意见稿）编制说明

一、工作简况

1.任务来源

根据中国电子工业标准化技术协会立项论证会立项同意，团体标准《智能睡

眠监测与调控系统参考架构》由中国电子技术标准化研究院发起并主办，由中

国电子技术标准化研究院、中国电子工业标准化技术协会归口，项目编号为：

CESA-2024-092。

2.标准编制的主要成员单位

本文件的编制组由发起单位中国电子技术标准化研究院及主要参与起草单

位中科振知医疗器械（济南）有限公司、北京大众益康科技有限公司、深圳融昕

医疗科技有限公司、北京协和医院、北京邮电大学、中国科学院苏州生物医学工

程技术研究所等单位组成。主要起草人中刘倩颖、耿力、王文峰主要负责标准的

草案编制和编制讨论会的组织，高伟东、祝荣荣主要负责标准的修改反馈整理工

作，张大朋、黄蓉、杜磊主要负责标准的验证工作，其他起草人参与标准编制讨

论会并提供标准意见。

3.主要工作过程

2022年4月，为讨论智能睡眠监测与调控领域标准需求和标准体系，中国电

子技术标准化研究院征集到共40余家企事业参与，于4月8日组织召开了智能睡眠

监测与调控系统技术及标准讨论会。来自电子标准院、复旦大学、山东大学齐鲁

医院等20家单位的41名代表参加了本次会议。与会代表交流讨论“智能睡眠监测

和调控标准体系框架”，并提出应抓住重点标准进行研制。根据与项目“零/低

负荷睡眠监测与调控系统的研发及基于临床数据模型的示范应用”相关性，提出

制定本标准。

2022年7月，电子标准院与上海笛乐护斯健康科技有限公司、上海复旦、北

京曙光易通技术有限公司、上海诺基亚贝尔5G实验室在上海召开了睡眠监测平台

标准研制交流会，针对本标准内容展开讨论，并讨论了目前睡眠的应用场景和产

中国电子工业标准化技术协会

品现状。会后，参会专家对标准草案提出修改建议，编制组根据专家建议修改形

成新的草案。

2022年9月，电子标准院完善标准草案并提交内审，内审专家审核了标准与

项目任务书的关联度以及系列标准的关联性，标准通过内审。会后按照专家意见，

编制组修改标准草案，形成新一版草案内容。

2023年7月，标准任务所属的重点研发计划“零低负荷睡眠监测与调控系统

的研发及基于临床数据模型的示范应用”项目召开阶段检查会，会议上针对标准

内容进行了讨论，并建议在架构中体现调控的功能模块，并与项目研发产品参考

架构协调一致。会后编制组完善修改了标准草案。

2024年5月，经过与专家组进一步的讨论，建议编制组完善术语定义，明确

参考架构图，编制组充分接纳专家意见，在组内针对专家意见召开讨论会，并根

据专家意见修改标准内容，形成标准征求意见稿。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

1.编制原则

本文件主要内容按照GB/T1.1—2020给出的规则起草。文件编制遵循“科学

性、实用性、统一性、规范性”的原则。按照中国电子工业标准化技术协会标准

制修订工作程序的要求开展工作。

2.确定主要内容的依据

本文件是“智能睡眠监测与调控系统”系列标准的一部分，主要规定系统的

参考架构，便于系统的研发和生产。其中提到的数据接入要求，将和同步起草的

《智能睡眠监测与调控系统接入通用要求》保持一致。术语的制定，参考GB/T

40687-2021《物联网生命体征感知设备通用规范》。系统中，终端设备层的模块

功能参考部分内容参考SJ/T11785-2021《健康管理腕式可穿戴设备技术要求》。

3.解决的主要问题

国内睡眠监测应用的研究和发展主要集中在便携、舒适和准确的睡眠监测仪

器上。研究者们正在开发基于可穿戴设备的睡眠监测技术，如智能手环、智能手

表等，这些设备可以通过感应器来监测心率、呼吸、体动等指标，从而评估睡眠

质量。智能睡眠监测及调控系统整合闭环睡眠调控及管理功能，实现监测日常化、

干预生活化，具有重大战略意义。

中国电子工业标准化技术协会

基于智能睡眠监测和调控系统的参考架构，规范了智能睡眠监测和调控系统

的组成和定位，是指导智能睡眠监测和调控系统建设的基础标准和必要标准，是

对智能睡眠监测和调控系统标准体系的重要补充。标准协助智能睡眠监测和调控

系统的设计、研发、生产和试验，能智能睡眠监测及个性化睡眠干预的应用推广，

促进相关产品及产业发展。

三、主要试验[或验证]情况分析

无。

四、知识产权情况说明

本文件不涉及专利及知识产权问题。

五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果

国内在智能