基于無線通訊的智能糾鼾方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及音頻處理、無線通訊、智能保健終端技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無線通訊的智能糾鼾方法及系統(tǒng)，以及現(xiàn)場采集鼾聲與聲頻降噪的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人在睡眠時(shí)會(huì)全身放松，如果鼻、咽、喉三部位某處有阻塞或變狹窄，呼吸氣流沖擊狹窄部位，引起共鳴腔的振動(dòng)，發(fā)出不同程度的響聲，形成鼾聲。打鼾也叫打呼嚕，打呼嚕不是睡得香甜的表現(xiàn)，相反，它是影響睡眠質(zhì)量的重要因素；睡覺時(shí)人的身體及各個(gè)器官處于放松休眠狀態(tài)，呼吸維持著身體各器官的基本血氧供給；一旦呼吸通道堵塞，當(dāng)呼嚕聲響起時(shí)，人體內(nèi)血氧含量會(huì)降低8%?10%，血流遍布全身，也就是說此時(shí)人體的各個(gè)器官的血氧供給量都在下降，其影響如同一氧化碳中毒、糖尿病一樣，會(huì)由于血液中的氧的輸送量不足帶來各種各樣的并發(fā)病癥，日復(fù)一日、年復(fù)一年、久而久之“體內(nèi)缺氧”，即使不會(huì)直接發(fā)生生命危險(xiǎn)，也會(huì)對身體健康造成損傷。氧氣是生命運(yùn)動(dòng)的第一需要，體內(nèi)缺氧程度不同，給人們造成的影響也不同，但隨之而來的往往是心腦血管疾病、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病、神經(jīng)體統(tǒng)疾病、小腦萎縮等等，是人類的健康殺手，也是影響人們生活質(zhì)量的大敵。
[0003]古人曰:體壯為健、心怡為康。打呼嚕影響到同屋乃至隔壁人的休息也是人們的睡眠煩惱，打呼嚕的人和被吵醒的人都為此煩惱，因此都談不上健康，所以，無鼾或少鼾睡眠是人們的熱切期盼。人們?yōu)榱俗梓⒅棍沧隽嗽S多努力，采取了許多措施:比如藥物治療、手術(shù)、硅膠阻鼾器、呼吸機(jī)、電子(智能)止鼾器等，但隨著各種止鼾方法的長期應(yīng)用實(shí)踐，問題也隨之而來；比如:藥物止鼾沒有特效藥，西藥副作用大而中藥效果慢，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生藥物依賴性，兩者療效都不理想。呼吸機(jī)也就是戴在鼻子上類似于口罩的設(shè)備，效果明顯但價(jià)格昂貴，有安全隱患，容易造成自主呼吸衰退。硅膠阻鼾器就是止鼾牙套，就是塞在嘴里的裝置，使用麻煩，需要在睡覺前卡在嘴里，且效果不明顯有依賴性。手術(shù)治療方法有兩種:一是消融術(shù)，二是切除術(shù)，效果都非常好，但是手術(shù)費(fèi)用大、不除根、易復(fù)發(fā)，伴隨的并發(fā)癥發(fā)病幾率隨之提高。
[0004]目前市場上的主流產(chǎn)品是電子止鼾器，它的特點(diǎn)是采用腔式止鼾。當(dāng)鼾聲響起時(shí)，通過手腕上佩戴的腕式止鼾器的聲頻檢測設(shè)備和同時(shí)測體內(nèi)血液流量、血含氧量等檢測手段，通過電子器件處理，發(fā)出生物電信號、紅外線脈沖、磁場脈沖等刺激手腕部的穴位，使相關(guān)呼吸器官形成反射收縮調(diào)整體位，使呼吸系統(tǒng)暢通，達(dá)到止鼾的目的；其實(shí)，這種方法也存在一定的問題:在信號采集環(huán)節(jié):在采集聲音信號時(shí)，由于聲頻采集元件是同樣被放在腕上的，如果人在睡眠狀態(tài)由被褥等覆蓋，就可能檢測不到聲頻信號，造成漏檢；當(dāng)手腕位于外部能監(jiān)測到聲頻信號時(shí)，由于環(huán)境噪聲的存在，比如同室中另一人正在打呼嚕，也會(huì)檢測到聲頻信號，造成誤檢；好一些的檢測方法會(huì)同人的血流、血氧的含量的變化一起檢測，以進(jìn)一步確定是否本人在打呼嚕，我們知道:人的呼吸是一呼一吸的過程，這個(gè)過程需要時(shí)間，人的呼吸頻率大約在20次/分鐘左右，空氣吸入肺部與血液進(jìn)行氧的交換，血液攜帶氧氣輸送到身體的各個(gè)部位，當(dāng)在手腕處檢測到血氧的變化，實(shí)際上在時(shí)間上已經(jīng)有延時(shí)了，這種延時(shí)對止鼾的效果的影響是負(fù)面的，人體血氧含量已經(jīng)降低，此時(shí)再采取措施已經(jīng)晚了。在信號處理環(huán)節(jié)，此時(shí)可以簡單地認(rèn)為此時(shí)的止鼾器就是一個(gè)聲控?zé)簦滹@示出的打鼾狀態(tài)參數(shù)顯然也是不準(zhǔn)確的。
[0005]在對使用者的人體刺激環(huán)節(jié)，現(xiàn)有止鼾器的最終目的是通過電、磁、紅外線等介質(zhì)刺激人體，使人體在受到刺激后，自動(dòng)收縮或改變呼吸道狀態(tài)，使呼吸氣流暢通。在這個(gè)環(huán)節(jié)，其實(shí)不同人對電、磁、紅外線的感知是不同的，這與人的體質(zhì)有關(guān)，有的人甚至不適應(yīng)其中某一種方法，乃至還會(huì)給人帶來不利的影響。比如有的人對生物電脈沖特別敏感，換上佩戴腔式止鼾器常常被刺激醒，磁、紅外線也一樣，尤其對于容易失眠人群，晚上一旦醒來再難入睡，帶來了新的煩惱和痛苦。有的人還不能用此方法刺激，對人體的其他病癥有的會(huì)有影響，使受眾大大減少，該方法不具普遍性。
[0006]總之，尋求一種對聲頻檢測準(zhǔn)確、精確，沒有漏檢、誤檢，信號處理安全，迅速高效，對人的刺激適度、安全、健康的智能化、無線化、精確化的信號采集、糾鼾方法和系統(tǒng)，就變得較為迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種現(xiàn)場采集鼾聲與聲頻降噪的方法，可以較好的消除環(huán)境噪音、準(zhǔn)確辨別并采集到鼾聲，作為進(jìn)一步對使用者進(jìn)行干擾的指令發(fā)出依據(jù)；
[0008]本發(fā)明還提供一種采用上述方法的、基于無線通訊的智能糾鼾方法及系統(tǒng)，具體根據(jù)采集到的鼾聲信號，對使用者進(jìn)行恰當(dāng)時(shí)機(jī)、恰當(dāng)形式的提醒或干擾，使其改變睡姿或體位，停止打鼾，消除鼾聲，改善睡眠質(zhì)量，并避免對家人的正常睡眠造成干擾。
[0009]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0010]一種現(xiàn)場采集鼾聲與聲頻降噪的方法，其特征在于，其包括如下步驟:
[0011]I)在封閉空間聲場區(qū)域內(nèi)，設(shè)置一現(xiàn)場信號采集處理端，該采集端設(shè)置在距離無方向性聲源即使用者0.5?I米的區(qū)域內(nèi)；
[0012]2)采集并記錄現(xiàn)場的全部聲頻信號；
[0013]3)對接收到的聲頻信號進(jìn)行分析:當(dāng)接收到聲頻信號為65±15分貝范圍的聲頻、每次持續(xù)時(shí)間在3±2秒鐘范圍、且連續(xù)出現(xiàn)3次以上時(shí)，則判斷為鼾聲，不能同時(shí)符合上述三項(xiàng)條件的，則判定為噪音；
[0014]4)采用對稱算法，消除所有噪音信號，僅保留、記錄鼾聲信號。
[0015]一種采用所述現(xiàn)場采集鼾聲與聲頻降噪的方法的基于無線通訊的智能糾鼾方法，其特征在于，其包括如下步驟:
[0016]I)分別設(shè)置一基于無線通訊、配合使用的現(xiàn)場信號采集處理端和穿戴式接收執(zhí)行端;
[0017]2)將所述的現(xiàn)場信號采集處理端置于現(xiàn)場有效采集范圍內(nèi)，將穿戴式接收執(zhí)行端穿戴在使用者的身體上，并使其均處于待機(jī)狀態(tài)；
[0018]3)現(xiàn)場信號采集處理端監(jiān)視現(xiàn)場的聲音，當(dāng)接收到聲頻信號為65±15分貝范圍的聲頻、每次持續(xù)時(shí)間在3±2秒鐘范圍、且連續(xù)出現(xiàn)3次以上時(shí)，則判斷為鼾聲，不能同時(shí)符合上述三項(xiàng)條件的，則判定為噪音；
[0019]4)現(xiàn)場信號采集處理端監(jiān)視到現(xiàn)場的鼾聲后，向穿戴式接收執(zhí)行端發(fā)出提醒信號的指令，執(zhí)行端接收到提醒信號后執(zhí)行提醒動(dòng)作，促使使用者及時(shí)改變睡姿或體位，不再發(fā)出鼾聲；
[0020]5)現(xiàn)場信號采集處理端繼續(xù)監(jiān)視現(xiàn)場的聲音，當(dāng)不再接收到可判斷為鼾聲的聲源后，向穿戴式接收執(zhí)行端發(fā)出停止執(zhí)行提醒信號的指令，執(zhí)行端接收到停止提醒信號后即停止執(zhí)行提醒動(dòng)作，重新進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；
[0021]6)重復(fù)步驟3)?5)，實(shí)現(xiàn)對使用者整個(gè)睡眠過程的全程監(jiān)視和提醒。
[0022]其中，所述的步驟4)還包括現(xiàn)場噪聲的采集及降噪，即監(jiān)視現(xiàn)場的全部聲音、并判斷是否為鼾聲時(shí)，將非鼾聲的聲音信號判斷為噪音，記錄并在后續(xù)的監(jiān)視過程中消除此部分噪音信號，提升鼾聲判斷的準(zhǔn)確性。
[0023]所述的現(xiàn)場信號采集處理端為安裝有對應(yīng)應(yīng)用程序的智能手機(jī)或?qū)Ｓ眯盘柌杉?br>>J-U ρ?α裝直。
[0024]所述的專用信號采集裝置，包括麥克和信號處理發(fā)射電路；所述信號處理發(fā)射電路包括第一電源、第一 nRF401型無線收發(fā)一體芯片、單片機(jī)、音頻功率放大器、開關(guān)、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第一發(fā)光二極管、第一二極管、第二二極管和第一三極管，所述第一電源的電壓輸出端分別與所述第一電阻的第一端、所述第三電阻的第一端、所述第四電阻的第一端和所述第一二極管的正極連接，所述第一電阻的第二端分別與所述麥克的第一端、所述第一電容的第一端連接，所述麥克的第二端與所述音頻功率放大器的同相輸入端連接后接地，所述第一電容的第二端與所述音頻功率放大器的反相輸入端連接，所述音頻功率放大器的兩個(gè)電壓輸出端分別與所述第二電容的兩端連接，所述音頻功率放大器的輸出端與所述第三電容的第一端連接，所述第三電容的第二端分別與所述第二電阻的第一端和所述第一三極管的基極連接，所述第二電阻的第二端分別與所述第三電阻的第二端、所述第一三極管的集電極和所述單片機(jī)的第一輸入端連接，所述第一三極管的發(fā)射極與所述開關(guān)的第一端連接后接地，所述開關(guān)的第二端與所述單片機(jī)的第二輸入端連接，所述