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🧠 一、系统总体架构（通用版）
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雷达输入（两种类型）
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↓
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统一存在检测层（Presence Layer）
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↓
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生理信号层（HR / RR / HRV / Movement）
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↓
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睡眠状态机（核心）
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↓
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睡眠分期
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↓
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事件检测（入睡 / 醒来 / 离床）
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↓
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统计 + 评分
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🧩 二、雷达适配层设计（重点）
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你要做的是：统一接口，底层适配
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✅ 统一输出结构
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typedef struct {
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bool isPresent; // 是否有人
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float distance; // 距离（无距离雷达填-1）
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float confidence; // 存在置信度 0~1
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float motionEnergy; // 微动能量（关键！）
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} PresenceData;
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🟢 情况1：支持距离雷达（如FMCW）
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isPresent = (distance > 20cm && distance < 100cm)
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&& (energy > threshold);
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confidence = energy归一化;
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👉 优势：
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可以判断是否在床上
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可以做“离床”精准检测
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🔵 情况2：不支持距离（如存在检测雷达）
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👉 用“微动 + 呼吸”判断
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isPresent = (motionEnergy > lowThreshold)
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|| (检测到呼吸信号);
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confidence = motionEnergy归一化;
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⚠️ 关键优化（必须做）
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👉 防误判（静止误判无人）：
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if (HR 或 RR 有效)
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isPresent = true;
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🚶 三、有人 / 离床 / 无人逻辑（统一）
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✅ 状态定义
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NO_PERSON
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IN_BED
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OUT_OF_BED
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🧾 通用逻辑
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if (!presence.isPresent) {
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noPersonTimer += dt;
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if (noPersonTimer > 10min) {
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state = NO_PERSON;
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endSleepSession();
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} else {
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state = OUT_OF_BED;
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awakeTime += dt;
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}
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} else {
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noPersonTimer = 0;
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// 有距离版本
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if (presence.distance > 80cm)
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state = OUT_OF_BED;
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else
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state = IN_BED;
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}
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😴 四、入睡判断（统一方案）
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✅ 输入
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HR（心率）
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RR（呼吸）
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HRV
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Movement（0~100）
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📐 Sleepiness Score
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S = 0.35*(1 - HR_norm)
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+ 0.25*(HRV_norm)
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+ 0.20*(1 - RR_var)
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+ 0.20*(1 - Movement_norm)
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🧾 判定
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if (S > 0.6 持续 5~10分钟)
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→ 入睡
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⚠️ 雷达适配补充
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👉 无距离雷达必须加：
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if (!presence.isPresent)
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不允许入睡
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🌙 五、睡眠分期（核心）
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🧠 特征统一归一化
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HR_norm = (HR - baselineHR)/20
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RR_norm = (RR - baselineRR)/4
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HRV_norm = HRV / 50
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Move_norm= Movement / 100
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🟢 深睡（Deep Sleep）
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DeepScore =
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0.4*(1 - HR_norm)
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+ 0.3*(HRV_norm)
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+ 0.2*(1 - Move_norm)
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+ 0.1*(RR稳定)
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条件加强版：
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Movement < 10
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HRV > baseline
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🔵 浅睡（Light Sleep）
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LightScore =
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0.3*(HR适中)
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+ 0.3*(HRV中)
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+ 0.2*(Move 10~40)
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+ 0.2*(RR稳定)
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🔴 清醒（Awake）
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AwakeScore =
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0.5*(Move_norm)
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+ 0.3*(HR_norm)
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+ 0.2*(RR波动)
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🧾 分类
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max(Deep, Light, Awake)
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⏰ 六、醒来判断
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✅ 强规则（推荐）
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if (Movement > 50 持续 2分钟)
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→ 醒来
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✅ 融合规则
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if (HR ↑ && RR ↑ && Movement ↑)
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→ 醒来
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🚪 七、离床判断（通用版）
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🟢 有距离雷达
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if (distance > 80cm)
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OUT_OF_BED
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🔵 无距离雷达
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if (!presence.isPresent 持续 > 30秒)
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OUT_OF_BED
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🧾 最终结束
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if (无人 > 10分钟)
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→ 结束睡眠
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📊 八、睡眠统计
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记录：
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totalSleepTime
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deepSleepTime
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lightSleepTime
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awakeTime
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outOfBedTime
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sleepLatency（入睡时间）
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wakeCount
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⭐ 九、睡眠评分系统
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🎯 总分100
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1️⃣ 时长（30）
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7~9小时 → 满分
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2️⃣ 深睡比例（25）
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Deep / Total > 20%
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3️⃣ 连续性（20）
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醒来少 → 高分
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4️⃣ 生理质量（15）
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HRV高 + HR稳定
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5️⃣ 入睡速度（10）
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<20分钟
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📐 总公式
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Score =
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0.3*duration +
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0.25*deep +
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0.2*continuity +
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0.15*physiology +
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0.1*latency
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🔁 十、完整状态机（统一）
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NO_PERSON
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↓
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IN_BED
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↓
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AWAKE
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↓ (满足入睡)
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LIGHT_SLEEP
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↓
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DEEP_SLEEP
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↑↓
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LIGHT_SLEEP
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↓
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AWAKE
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↓
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OUT_OF_BED
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↓（10min）
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END
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⚙️ 十一、ESP32建议架构（实战）
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🧵 任务划分（FreeRTOS）
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Task1：雷达采集（Presence）
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Task2：HR/RR/HRV计算
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Task3：睡眠状态机（核心）
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Task4：UI / MQTT上传
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⏱ 更新周期
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Presence：10~20Hz
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HR/RR：1Hz
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睡眠分析：1Hz
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🚀 十二、关键工程优化（你必须做）
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1️⃣ 防误判“无人”
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if (HR有效 || RR有效)
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强制 presence = true
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2️⃣ 防抖动（超级关键）
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状态必须持续 N 秒才切换
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3️⃣ 数据无效保护
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if (!HRV valid)
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不参与深睡判断
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✅ 总结（最核心一句话）
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👉 这套方案本质是：
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“雷达判断人 → 生理判断睡 → 时间保证稳定 → 状态机做最终决策” |