一種基于人機交互的智能助眠裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明專利公開的一種基于人機交互的智能助眠裝置，可以實時檢測人的心率值，并將信息反饋給助眠裝置，并調(diào)控助眠裝置工作，產(chǎn)生助眠光環(huán)境，包括心率采集模塊(1)、數(shù)據(jù)反饋模塊(2)、智能助眠裝置(3)；心率采集模塊(1)由光電傳感器(4)、反向比例放大電路(5)、濾波電路(6)、波形變換電路(7)組成；數(shù)據(jù)反饋模塊(2)由A/D轉(zhuǎn)換器(8)和藍(lán)牙串口模塊(9)組成；智能助眠裝置(3)由單片機控制電路(10)和LED光源(11)封裝組成；心率采集模塊(1)將采集的心率信號由數(shù)據(jù)反饋模塊(2)傳輸給智能助眠裝置(3)，智能助眠裝置(3)中的單片機控制電路(10)對信號進(jìn)行處理，調(diào)控LED光源(11)的色溫和亮度，改善睡眠環(huán)境。
【專利說明】
一種基于人機交互的智能助眠裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]—種基于人機交互的智能助眠裝置，屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著生活節(jié)奏的加快，不同的群體，不同年齡段的人面臨著不同的壓力，都有失眠現(xiàn)象的存在，長期的失眠嚴(yán)重危害人們的身體健康，直接造成白天的精力萎頓等情況。目前，市場上也有各種助眠產(chǎn)品，例如、百草養(yǎng)生助眠枕，音樂助眠儀，磁療助眠枕等，這些產(chǎn)品功能單一，適用的人群結(jié)構(gòu)單一，不能解決不同年齡，不同職業(yè)人群的失眠狀況，并且一些睡眠研究、睡眠心理學(xué)等行業(yè)和領(lǐng)域還沒有發(fā)展成熟。所以這些產(chǎn)品不能廣泛的普及使用，不能很好地解決失眠現(xiàn)象。
[0003]本發(fā)明中所述的是一種基于人機交互的智能助眠裝置，該裝置由三個模塊組成: 心率采集模塊、數(shù)據(jù)反饋模塊和智能助眠裝置。通過檢測人的心率值來判斷人的睡眠狀況， 采集的心率信號通過藍(lán)牙傳送給智能助眠裝置中的單片機控制電路，由單片機控制電路智能控制該裝置工作，產(chǎn)生亮度和色溫可調(diào)的助眠光環(huán)境。該裝置適用于不同的人群和不同年齡段的人，根據(jù)自身睡眠狀況智能工作，有效的改善人的睡眠質(zhì)量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于人機交互的智能助眠裝置，該裝置由心率采集模塊、數(shù)據(jù)反饋模塊和智能助眠裝置組成，工作機理是心率檢測到的信號經(jīng)數(shù)據(jù)反饋模塊后調(diào)控助眠裝置工作，達(dá)到助眠目的。具有智能工作，人機交互等特點。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種基于人機交互的智能助眠裝置，其特征在于:由心率采集模塊(1 )、數(shù)據(jù)反饋模塊(2 )、智能助眠裝置(3)組成；心率采集模塊(1)由光電傳感器(4)、反向比例放大電路 (5)、濾波電路(6)和波形變換電路(7)組成;數(shù)據(jù)反饋模塊(2)由A/D轉(zhuǎn)換器(8)和藍(lán)牙串口模塊(9)組成；智能助眠裝置(3)由單片機控制電路(10)和LED光源(11)封裝組成;心率采集模塊(1)將采集的心率信號由數(shù)據(jù)反饋模塊(2)傳輸給智能助眠裝置(3)，智能助眠裝置(3) 中的單片機控制電路(10)對信號進(jìn)行處理，調(diào)控LED光源(11)的色溫和亮度，改善睡眠環(huán)境。
[0007]所述的一種基于人機交互的智能助眠裝置，其特征在于:心率檢測采用光電式測量法，根據(jù)人體全身血管會有微小波動的原理，通過光電傳感器(4)的光源照射和接收捕捉這一亮度的周期變化收集心率信號。
[0008]所述的一種基于人機交互的智能助眠裝置，其特征在于:心率采集模塊(1)由光電傳感器(4)、反向比例放大電路(5)、濾波電路(6)、波形變換電路(7)組成，光電傳感器(4)采用M0C3021光電耦合器，濾波電路(6)采用二級RC電路，反向比例放大電路(5)、濾波電路(6) 和波形變換電路(7)都采用運算放大器LM741，光電傳感器(4)將采集到的光信號轉(zhuǎn)換成為微弱電信號，電信號經(jīng)過反向比例放大電路(5)后得到放大信號，再經(jīng)過濾波電路(6)后去掉尖脈沖，得到正弦信號，正弦信號經(jīng)過波形變換電路(7)后成為陡峭的可檢測的脈沖信號。
[0009]所述的一種基于人機交互的智能助眠裝置，其特征在于:數(shù)據(jù)反饋調(diào)控(2)模塊由 A/D轉(zhuǎn)換器(8)和藍(lán)牙串口模塊(9)組成，A/D轉(zhuǎn)換器(8)型號為AD0809,是一個8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，電脈沖模擬信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器(8)成為數(shù)字信號，該數(shù)字信號經(jīng)過藍(lán)牙串口模塊傳送給單片機，等待處理。
[0010]所述的一種基于人機交互的智能助眠裝置，其特征在于:心率采集模塊(2)和智能助眠裝置(3)都安裝藍(lán)牙串口模塊(9)，藍(lán)牙串口模塊(9)采用CSR主流藍(lán)牙芯片和藍(lán)牙V2.0 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的LC-06藍(lán)牙串口，心率采集模塊(2)設(shè)定為從機，智能助眠裝置(3)設(shè)定為主機， 兩者主動建立連接，進(jìn)行配對通信。
[0011]所述的一種基于人機交互的智能助眠裝置，其特征在于:智能助眠裝置(2)由單片機控制電路(1 〇)和LED光源(11)封裝組成，單片機控制電路(10)采用MCS51系列單片機為指控芯片，LED光源(11)采用RGB全彩高亮LED燈，單片機控制電路(1)對藍(lán)牙接受的信號進(jìn)行處理，根據(jù)心率值的大小判斷人體是否進(jìn)入睡眠狀態(tài)，進(jìn)而通過單片機的10 口調(diào)控助眠裝置工作，改變其LED燈組的亮度和色溫等。[〇〇12]本發(fā)明的工作原理是:光電傳感器(4)根據(jù)人體全身血管會有微小波動的原理獲取心率信號，由于獲取的心率信號十分微小，因此通過二級負(fù)反饋反向比例放大電路(5)進(jìn)行信號放大。信號放大的同時也將輸入端的一些雜波信號進(jìn)行了放大，產(chǎn)生了一些尖脈沖， 因此使用二級RC電路進(jìn)行濾波。從濾波電路(6)所獲取的波形是模擬的，類似于正弦信號的，其上升沿和下降沿比較平緩，不能被單片機直接獲取，需要將這種平緩的波形通過波形變換電路(7)為比較陡峭的方波脈沖信號。波形變換后的信號通過A/D轉(zhuǎn)換器(8)成為為數(shù)字信號便于藍(lán)牙設(shè)備的接收。經(jīng)過藍(lán)牙串口模塊(9)的信號傳輸后，智能助眠裝置(3)中的單片機控制電路(10)對接收的信號進(jìn)行處理，通過軟件編程使單片機對該脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，并根據(jù)人在睡眠狀態(tài)時的心率比清醒時下降10到30次這一原理來判斷人體是否進(jìn)入睡眠狀態(tài)，利用單片機控制電路(10)的I/O 口控制助眠裝置的工作，調(diào)控LED光源(11)的亮度和色溫以及裝置的開關(guān)。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:一種基于人機交互的智能助眠裝置可以采集人的心率并判斷其睡眠狀態(tài)，采集的信號經(jīng)過助眠裝置中單片機控制電路處理后自動調(diào)控LED燈的亮度和色溫來改變光環(huán)境，達(dá)到助眠的效果。
[0014]與現(xiàn)在市售同類產(chǎn)品相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:只有檢測到人睡眠狀況不良好時才會工作，人入睡后停止工作，不像現(xiàn)在產(chǎn)品需要人為控制開關(guān)?！靖綀D說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的一種基于人機交互的智能助眠裝置結(jié)構(gòu)圖
[0016]圖2是心率信號采集電路圖【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖及實施實例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0018]參見附圖1，一種基于人機交互的智能助眠裝置，由心率采集模塊(1)、數(shù)據(jù)反饋模塊(2)、智能助眠裝置(3)組成;心率采集模塊(1)由光電傳感器(4)、反向比例放大電路(5)、 濾波電路(6)、和波形變換電路(7)組成;數(shù)據(jù)反饋模塊(2)由A/D轉(zhuǎn)換器(8)和藍(lán)牙串口模塊 (9)組成;智能助眠裝置(3)由單片機控制電路(10)和LED光源(11)封裝組成;心率采集模塊 (1)將采集的心率信號由數(shù)據(jù)反饋模塊(2)傳輸給智能助眠裝置(3)，智能助眠裝置(3)中的單片機控制電路(10)對信號進(jìn)行處理，其10 口調(diào)控LED光源(11)的色溫和亮度，改善睡眠環(huán)境。
[0019]參見附圖2,反向比例放大電路(5)采用運算放大器LM741，濾波電路⑹采用二級 RC電路，光電傳感器(4)將采集到的光信號轉(zhuǎn)換成為微弱電信號，電信號經(jīng)過反向比例放大電路(5)后得到放大信號，再經(jīng)過濾波電路(6)后去掉尖脈沖，得到正弦信號，正弦信號經(jīng)過波形變換電路(7)后成為陡峭的可檢測的脈沖信號。
【主權(quán)項】
1.一種基于人機交互的智能助眠裝置，由心率采集模塊(1)、數(shù)據(jù)反饋模塊(2)、智能助 眠裝置(3)組成;心率采集模塊(1)由光電傳感器(4)、反向比例放大電路(5)、濾波電路(6)、 波形變換電路(7)組成;數(shù)據(jù)反饋模塊(2)由A/D轉(zhuǎn)換器(8)和藍(lán)牙串口模塊(9)組成；智能助 眠裝置(3)由單片機控制電路(10)和LED光源(11)封裝組成；心率采集模塊(1)將采集的心 率信號由數(shù)據(jù)反饋模塊(2)傳輸給智能助眠裝置(3)，智能助眠裝置(3)中的單片機控制電 路(10)對信號進(jìn)行處理，其10 口調(diào)控LED光源(11)的色溫和亮度，改善睡眠環(huán)境。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人機交互的智能助眠裝置，其特征在于:心率采集模 塊(1)由光電傳感器(4)、反向比例放大電路(5)、濾波電路(6)和波形變換電路(7)組成，光 電傳感器(4)采用M0C3021光電耦合器，濾波電路(6)采用二級RC電路，反向比例放大電路 (5)、濾波電路(6)和波形變換電路(7)都采用LM741芯片，光電傳感器(4)將采集到的光信號 轉(zhuǎn)換成為微弱電信號，電信號經(jīng)過放大電路(5)后得到放大信號，再經(jīng)過濾波電路(6)后去 掉尖脈沖，得到正弦信號，正弦信號經(jīng)過波形變換電路(7)后成為陡峭的可檢測的脈沖信 號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人機交互的智能助眠裝置，其特征在于:數(shù)據(jù)反饋調(diào) 控模塊(2)由A/D轉(zhuǎn)換器(8)和藍(lán)牙串口模塊(9)組成，A/D轉(zhuǎn)換器(8)采用8位逐次逼近型A/D 轉(zhuǎn)換器AD0809,電脈沖模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器(8)成為數(shù)字信號，該數(shù)字信號經(jīng)過藍(lán)牙串口 模塊(9)傳送給單片機控制電路(10)，等待處理。4.一種基于人機交互的智能助眠裝置，其特征在于:心率采集模塊(1)和智能助眠裝置 (3)都安裝藍(lán)牙串口模塊(9)，藍(lán)牙串口模塊(9)采用CSR主流藍(lán)牙芯片和藍(lán)牙V2.0協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 的LC-06藍(lán)牙串口，心率采集模塊(1)設(shè)定為從機，智能助眠裝置(3)設(shè)定為主機，兩者主動 建立連接，進(jìn)行配對通信。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人機交互的智能助眠裝置，其特征在于:單片機控制 電路(10)和LED光源(11)封裝在智能助眠裝置(3)中，單片機控制電路(10)采用MCS51系列 單片機為指控芯片，LED光源(11)采用RGB全彩高亮LED燈。
【文檔編號】A61M21/02GK105944217SQ201610541601
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】沈常宇, 楊拓拓, 韓飛, 吳帥杰
【申請人】中國計量大學(xué)