CN103792870B - 减压舒眠器电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减压舒眠器电路，包括微控制器、按键电路、音乐播放电路、情景采集电路和音效处理电路，音乐播放电路包括音源电路、功放电路和扬声器，情景采集电路探测使用者的动作，根据使用者的动作频度和/或动作幅度，控制音乐播放电路的音量和开关；音效处理电路控制音乐播放电路产生回荡音效的语音或音乐。本发明通过情景采集电路探测使用者的动作来控制音乐播放电路的音量和开关，电路结构简单，工作时不会干扰睡眠者、操作简单方便；音效处理电路通过产生回荡音效的催眠语音或音乐，使得被催眠者容易产生睡眠意识，入睡效果好。

Description

减压舒眠器电路

[技术领域]

本发明涉及减压舒眠器，尤其涉及一种减压舒眠器电路。

[背景技术]

舒缓、轻快、悠扬的乐曲有助于入睡，申请号为200910312825.6的中国发明专利申请公开了一种催眠装置及方法，其催眠装置包括手机与脑电波感应器。所述手机包括第一蓝牙装置、设置模块、处理模块及判断模块，所述脑电波感应器包括第二蓝牙装置、电极及模拟数字转换器。利用该催眠装置，可获取用户的脑电波频率，根据预先设置的参数分析该脑电波频率以识别用户是否进入睡眠状态，并在确定用户进入睡眠状态后调低当前播放音乐的音量并持续一段时间后关闭音乐。该专利申请公开的装置和方法可协助用户平稳进入睡眠状态，但该催眠装置需要检测脑电波，电路结构复杂；该催眠装置使用时需要用电极来采集使用者的脑电波，电极会干扰睡眠者的休息，同时使用时很不方便。而且，传统的催眠器采用恒定的音量来播放语音或音乐，难以取得更好的催眠效果。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种电路结构简单，工作时不会干扰睡眠者、操作方便、催眠效果好的减压舒眠器电路。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种减压舒眠器电路包括微控制器、按键电路、音乐播放电路、情景采集电路和音效处理电路，音乐播放电路包括音源电路、功放电路和扬声器，所述的情景采集电路探测使用者的动作，根据使用者的动作频度和/或动作幅度，控制音乐播放电路的音量和开关；音效处理电路控制音乐播放电路产生回荡音效的语音或音乐。

以上所述的减压舒眠器电路，超声波探测电路包括超声波探测微控制器和超声波发射接收模块；超声波发射接收模块的发射输入端和接收输出端分别接超声波探测微控制器，超声波探测微控制器的信号输出端接微控制器。

以上所述的减压舒眠器电路，超声波发射接收模块包括超声波发射驱动电路、超声波发射探头、超声波信号接收电路和超声波接收探头；超声波发射探头接超声波发射驱动电路，超声波发射驱动电路接超声波探测微控制器；超声波接收探头接超声波信号接收电路，超声波信号接收电路接超声波探测微控制器。

以上所述的减压舒眠器电路，超声波探测微控制器间歇地向超声波发射驱动电路发出脉冲信号，脉冲信号经超声波发射驱动电路放大后推动超声波发射探头向外发射一组超声波；超声波接受探头接收反射回来的超声波信号经接收电路放大整形后输入超声波检测微控制器；超声波检测微控制器通过超声波发射与接收的时间差，计算得到反射物的距离；微控制器根据反射物距离变化的频度和幅度控制音乐播放电路的播放的时段长短和音量大小。

以上所述的减压舒眠器电路，音效处理电路，包括数字音量控制电路，功放电路的音频信号输入端接数字音量控制电路的音频输出端，数字音量控制电路的音频输入端接催眠音源电路的输出端；数字音量控制电路控制信号输入端接微控制器的控制信号输出端，微控制器通过数字音量控制电路控制功放电路驱动扬声器播放回荡音效的催眠语音或音乐；数字音量控制电路包括集成电子电位器，数字音量控制电路集成电子电位器的阻值按照微控制器给定的正弦波规律变化，数字音量控制电路控制功放电路的输出电平按所述的正弦波规律变化，实现回荡音效的音频输出。

以上所述的减压舒眠器电路，微控制器根据反射物距离变化的频度和幅度改变所述正弦波的频率，控制音乐播放电路的播放的时段长短和音量大小。

以上所述的减压舒眠器电路，包括投影电路，投影电路包括作为光源的LED灯和LED驱动电路，LED驱动电路的控制信号输入端接微控制器的控制信号输出端，微控制器的控制信号输出端按1Hz-13Hz的频率输出占空比循环变化的脉冲信号；LED驱动电路的输出端接LED灯。

以上所述的减压舒眠器电路，包括夜灯电路，夜灯电路包括光源和控制电路，所述的光源为装有LED灯的背光板，所述的控制电路包括所述的微控制器、红外热释电检测电路、红外热释电传感器、环境亮度传感器和夜灯电子开关，红外热释电传感器的信号输出端接红外热释电检测电路，红外热释电检测电路的信号输出端接微控制器；LED灯与夜灯电子开关串联后，一端接电源，另一端接地；电子开关的控制端接微控制器的夜灯控制信号输出端，环境亮度传感器的信号输出端接红外热释电检测电路或微控制器。

以上所述的减压舒眠器电路，包括疲劳验测电路，疲劳验测电路包括两个疲劳验测LED灯和两个疲劳验测电子开关；疲劳验测LED灯与疲劳验测电子开关串联后，一端接电源，另一端接地；疲劳验测电子开关的控制端接微控制器，按键电路包括调整疲劳验测LED闪烁光频率的加减按键，加减按键通过微控制器调整疲劳验测LED灯的闪烁频率。

以上所述的减压舒眠器电路，包括负离子发生电路，负离子发生电路包括负离子发生装置、风扇和电子开关，负离子发生装置和风扇的一端接电源，另一端通过电子开关接地，电子开关的控制端接微控制器。

本发明减压舒眠器电路通过情景采集电路探测使用者的动作来控制音乐播放电路的音量和开关，电路结构简单，工作时不会干扰睡眠者、操作简单方便； 音效处理电路通过产生回荡音效的催眠语音或音乐，使得被催眠者容易产生睡眠意识，入睡效果好。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例减压舒眠器电路的电路框图。

图2是本发明实施例音效处理电路的电路框图。

图3是本发明实施例情景采集电路的电路框图。

图4是是数字音量控制电路集成电子电位器正弦波调制图。

图5是本发明实施例的投影电路的电路框图。

图6是本发明实施例夜灯电路的电路图。

图7是本发明实施例疲劳验测电路的电路图。

[具体实施方式]

如图1所示，本发明实施例减压舒眠器电路包括微控制器（单片机）、按键电路、LCD显示屏、音乐播放电路、情景采集电路、音效处理电路，投影电路、夜灯电路、疲劳验测电路、负离子发生电路和香熏电路。按键电路、LCD显示屏、音乐播放电路、情景采集电路、音效处理电路，投影电路、夜灯电路、疲劳验测电路、负离子发生电路和香熏电路分别接微控制器。

音乐播放电路包括音源电路、功放电路和扬声器。按键电路用于选择或输入减压舒眠器的工作模式和工作参数，LCD显示屏用于显示减压舒眠器的工作状态和工作参数。

其中，情景采集电路用于探测使用者的动作，根据使用者的动作频度和/或动作幅度，控制音乐播放电路的音量和开关；音效处理电路用于控制音乐播放电路产生回荡音效的语音或音乐。

如图3所示，情景采集电路可以是超声波探测电路或红外线探测电路，本发明的实施例采用超声波探测电路。

超声波探测电路包括超声波探测微控制器、第一超声波发射接收模块和第二超声波发射接收模块。两个超声波发射接收模块的发射输入端和接收输出端分别接超声波探测微控制器，超声波探测微控制器的信号输出端接微控制器。

超声波发射接收模块包括超声波发射驱动电路、超声波发射探头、超声波信号接收电路和超声波接收探头。超声波发射探头接超声波发射驱动电路，超声波发射驱动电路接超声波探测微控制器。超声波接收探头接超声波信号接收电路，超声波信号接收电路接超声波探测微控制器。超声波探测微控制器交替驱动超声波发射接收模块和第二超声波发射接收模块。

催眠器壳体的左右侧壁各包括两个用于透过超声波的通孔。第一超声波发射接收模块的超声波发射探头和超声波接收探头5布置在壳体1中，位于左侧壁通孔103的后方。第二超声波发射接收模块的超声波发射探头和超声波接收探头6布置在壳体1中，位于右侧壁通孔104的后方。

音乐催眠器使用时，放置在使用者的床头柜上，催眠器壳体侧壁上的通孔103或104对着使用者的上身或头部。

音乐催眠器工作时，首先按下情景模式控制按键，液晶显示器（LCD）显示情景模式符号、主控微控制器通过串行通讯端口向超声波探测微控制器发出进入超声波探测状态指令，超声波探测微控制器每隔数十毫秒通过端口发数个频率40KHz脉冲到超声波发射驱动电路，经超声波发射驱动电路放大后推动超声波发射探头向外发射一组超声波，发出的超声波遇到物体反射回来后经超声波接受探头接收，超声波信号接收电路放大整形后通过输出端口由超声波探测微控制器检测并计算接收到返回的超声波信号与发射超声波信号的时间差，从而 计算出到发射物体间距离，并通过串行通讯端口发回到主控微控制器；超声波探测微控制器完成上述超声探测后再通过端口发数个频率40KHz脉冲到第二超声波发射驱动电路，经第二超声波发射驱动电路放大后推动第二超声波发射探头向外发射一组超声波，发出的超声波遇到物体反射回来后经第二超声波接受探头接收，第二超声波信号接收电路放大整形后通过输出端口由超声波探测微控制器检测，并计算接收到返回的超声波信号与发射超声波信号的时间差，从而计算出到发射物体间距离，并通过串行通讯口发回到主控微控制器。主控微控制器根据发回的根据反射物距离变化的频度和幅度，可以判断床上的人是否入眠，如探测到距离不断变化，变化的频度较大，人不能入睡，主控微控制器控制音乐播放电路经喇叭按设定时段长度、音量播放片刻的催眠音乐。随着测定的动作频度和动作幅度减小，催眠音乐播放时段长度和音量随之减小，直到床上的人入睡后催眠音乐完全关闭。

本实施例的情景采集电路自动探测使用者的动作，根据使用者的动作频度和/或动作幅度，控制音乐播放电路的音量和开关，催眠效果好。使用者不需要连接脑电波电极，工作时不会干扰使用者、设备结构简单，操作简单方便。

音效处理电路如图2所示，功放电路的音频信号输入端接数字音量控制电路的音频输出端，数字音量控制电路的音频输入端接催眠音源电路的输出端；数字音量控制电路控制信号输入端接微控制器的控制信号输出端，微控制器通过数字音量控制电路控制功放电路驱动扬声器播放回荡音效的催眠语音或音乐。

数字音量控制电路控制信号输入端与微控制器的第一控制信号输出端相连，微控制器通过数字音量控制电路控制功放电路驱动扬声器播放回荡音效的催眠语音或音乐。

数字音量控制电路（数字音量IC）包括电子电位器，如图4所示，数字音量控制电路电子电位器的阻值按照微控制器给定的正弦波规律变化，数字音量控制电路控制功放电路的输出电平按正弦波规律变化，实现回荡音效的音频输出。（在图4中，纵坐标为调制增益，横坐标是调制周期）。

微控制器的I2C串行通讯端口将阻值数据发送到数字音量IC的I2C端口，数字音量IC成功接收到数据后讲数据存入音量电子电位器的寄存器中，按此改变输出音频信号的电平值。微控制器连续发送电子电位器正弦波周期数值表时即可实现连续的舒眠声波回荡音效。

经过一定周期后，如果休息者已进入相对的静止状态，微控制器减缓读取正弦波值表的时间，即降低舒眠声波的频率；当休息者进入熟睡状态后，微控制器将音量调小，直至静音，进入休眠状态。

对休息者状态的探测采用超声波探测电路。

超声波探测电路的信号输出端接微控制器。微控制器每隔数十毫秒通过端口发数个频率40KHz脉冲到超声波探测电路，经放大后推动超声波发射探头向外发射一组超声波，发出的超声波遇到物体反射回来后经超声波接受探头接收，由微控制器检测并计算接收到返回的超声波信号与发射超声波信号的时间差，从而计算出到发射物体间距离，微控制器根据发回的根据反射物距离变化的频度和幅度，可以判断床上的人是否入眠，如探测到距离不断变化，变化的频度较大，说明人不能入睡。

微控制器根据反射物距离变化的频度和幅度改变正弦波的频率。并通过数字音量控制电路控制功放电路播放的时段长短和音量大小。

正弦波的频率可以由高至低分为多个时段，正弦波的频率参考脑波频率优选为1Hz-13Hz。例如，正弦波的频率通过单片机控制设定的调制周期为：7-13Hz 频率范围内工作15分钟、4-8Hz频率范围内工作15分钟、4Hz以下频率范围内工作30分钟、一个周期为60分钟，以此循环自动工作。

随着测定的休息者的动作频度和动作幅度减小，催眠音乐播放时段长度和音量随之减小，直到床上的人入睡后催眠音乐完全关闭。

本实施例的电子乐曲增加了回荡音效处理器后，扬声器发出的声音，酷似有电扇叶片在它面前缓缓地旋转一样；也好像扬声器本身在前后旋转，声音时远时近，回旋飘荡，产生了一种游移感，使得被催眠者容易产生睡眠意识，入睡效果好。

如图5所示，投影电路包括作为光源的LED灯和LED驱动电路，LED驱动电路的控制信号输入端接微控制器的控制信号输出端，微控制器的控制信号输出端按1Hz-13Hz的频率输出占空比循环变化的脉冲信号；LED驱动电路的输出端接LED灯。

投影电路工作时，按下开关按键，液晶显示屏显示“视频脑波”标志，单片机（微控制器）控制端按1Hz-13Hz脑波频率输出占空比循环变化的脉冲信号控制大功率LED灯工作，使大功率LED灯的亮度随脑波频率而变化，投影在墙面或天花板上的影像明暗度随1Hz-13Hz脑波频率进行变化。再次按下开关按键将关闭视频脑波功能。

脑波频率通过单片机控制设定的调制周期为：7-13Hz频率范围内工作15分钟、4-8Hz频率范围内工作15分钟、4Hz以下频率范围内工作30分钟、一个周期为60分钟，以此循环自动工作。

本实施例投影电路光源发出的具有一定频率的节律性的光通过投影仪照射到卧室的天花板或墙上，被催眠者只要对着天花板或墙上的投影就可以刺激其大脑产生节律同化反应，而使得被催眠者的大脑出现睡眠波并产生睡眠意识， 入睡效果好。

如图6所示，夜灯电路由5V电源、红外热释电检测电路IS1、红外热释电传感器IRS1、光敏电阻（亮度传感器）CDS1、电阻R1、夜灯功能打开指示灯LED1、夜灯开关K1、限流电阻R2、R3、R4和R5、背光板的LED灯LED2、LED3、LED4和LED5、电子开关SW1和单片机组成。

红外热释电检测电路IS1接5V电源的正极、红外热释电传感器IRS1的信号输出端接红外热释电检测电路IS1。作为亮度传感器的光敏电阻CDS1的信号输出端与红外热释电检测电路IS1相连（也可以接MCU）、红外热释电检测电路的信号输出端PYR_DET与单片机相连。5V电源的正极分别与电阻R2、R3、R4、R5的一端连接、电阻R2另一端与背光板的LED灯LED2一端相连、电阻R3另一端与背光板的LED灯LED3一端相连、电阻R4另一端与背光板的LED灯LED4一端相连、电阻R5另一端与背光板的LED灯LED5一端相连、背光板的LED灯LED2、LED3、LED4、LED5另一端与电子开关SW1（如三极管）相连、电子开关SW1的控制信号输入端与单片机控制信号输出端NIGHT_LAMP相连。电阻R1一端与单片机的的指示灯信号输出端相连，另一端与夜灯功能打开指示灯LED1相连、夜灯功能打开指示灯LED1另一端与地相连。夜灯开关K1的一端接地，另一端作为信号输出端与单片机相连。

按下夜灯开关K1，点亮夜灯功能打开指示灯LED1，表示夜灯功能已打开，红外热释电检测电路IS1通过光敏电阻CDS1检测到外界光线较暗、且通过红外热释电传感器IRS1检测到有移动中的物体即人的肢体活动时，通过输出端PYR_DET向单片机发出高电平信号，单片机检测到红外热释电检测电路IS1输出端PYR_DET发来的高电平信号，单片机控制端NIGHT_LAMP输出脉冲宽度由窄变宽的控制信号，电子开关SW1的占空比提高，使背光板的LED灯LED2、LED3、 LED4、LED5逐步由暗变亮，避免夜灯突然打开使的用户眼睛不适。当红外热释电检测电路IS1在一定时间内没有检测到一定的移动中的物体即人的肢体活动时，单片机控制端NIGHT_LAMP输出控制信号的脉冲宽度由宽变窄，电子开关SW1的占空比降低，使背光板的LED灯LED2、LED3、LED4、LED5逐步由亮变暗，直至熄灭。再次按下夜灯开关K1将关闭夜灯。

疲劳验测电路如图7所示，电源正极（5V）分别与电阻R1L、R2L、R1R和R2R一端连接、电阻R1L另一端与左背光板的LED灯LED1L相连、电阻R1R另一端与右背光板的LED灯LED1R相连、电阻R2L另一端与左疲劳测试灯LED2L相连、电阻R2R另一端与右疲劳测试灯LED2R相连、左背光板的LED灯LED1L和右背光板的LED灯LED1R另一端与三极管Q1的集电极相连、左疲劳测试灯LED2L和右疲劳测试灯LED2R的另一端与三极管Q2的集电极相连。三极管Q1的基极与单片机MCU控制端F_LED相连、三极管Q2的基极与单片机MCU控制端F_LAMP相连。三极管Q1和Q2的发射极接地。

控制按键包括疲劳测试按键K1、频率加按键K2和频率减按键K3。疲劳测试按键K1的信号输出端接单片机MCU、频率加按键K2的信号输出端接单片机MCU、频率减按键K3的信号输出端接单片机MCU、单片机MCU的显示信号输出端接LED闪烁频率显示屏。

需要检测时，按下疲劳测试按键K1，LED闪烁频率显示屏显示疲劳测试符号、并显示疲劳测试灯工作频率，单片机MCU控制端F_LED输出控制信号使三极管Q1导通，左背光板的LED灯LED1L与右背光板的LED灯LED1R对地构成回路同时工作发光、同时单片机MCU控制端F_LAMP输出频率20-50HZ方波信号控制三极管Q1导通或断开，使左疲劳测试灯LED2L与右疲劳测试灯(LED2R)同时间歇地工作在频率20-50HZ状态下，测试使用者是否疲劳；按频率加键(K2)提 高疲劳测试灯工作频率，按频率减键(K3)降低疲劳测试灯工作频率，LED闪烁频率显示屏同步显示当前疲劳测试灯的工作频率。在疲劳测试灯工作时再次按下疲劳测试按键(K1)将关闭单片机(MCU)控制端(F_LED)和控制端(F_LAMP)输出，停止疲劳测试，LED闪烁频率显示屏不再显示疲劳测试符号及频率。

疲劳验测装置可用于自我辅助判定是否处于清醒、疲劳或亚疲劳状态。在疲劳验测过程中，背光板与LED灯同时打开，通过催眠器壳体面板上的按键可以同时加减两个疲劳测试LED灯的闪烁频率，闪烁频率的实际值在由眠器壳体面板上的显示器显示。两个疲劳测试LED灯闪烁频率的调整范围是20-50HZ。测试者能分辨的闪烁频率越高，表明测试者疲劳程度越轻，清醒状态越高。

测试者可以将疲劳临界闪烁频率是记录下来作为疲劳测试基点，也可以按照催眠器随机配送的人体清醒点频率和疲劳点频率作为参考点设定。如在同一频率下，平时测能够分辨出闪烁光，而在当前测试中只能看到连续光时，表明己处于疲劳点状态。

负离子发生电路包括负离子发生装置、风扇和电子开关，负离子发生装置和风扇的一端接电源，另一端通过电子开关接地，电子开关的控制端接微控制器。香熏电路包括风扇和电子开关。通过向室内发出香气、负离子与声光结合的方式创造更加舒适、温馨环境，使人快速进入平和的心境，缓解心里压力，提高催眠效果。

Claims (9)

1.一种减压舒眠器电路，包括微控制器、按键电路和音乐播放电路，音乐播放电路包括音源电路、功放电路和扬声器，其特征在于，包括情景采集电路和音效处理电路，所述的情景采集电路探测使用者的动作，根据使用者的动作频度和/或动作幅度，控制音乐播放电路的音量和开关；音效处理电路控制音乐播放电路产生回荡音效的语音或音乐；情景采集电路是超声波探测电路，超声波探测电路包括超声波探测微控制器和超声波发射接收模块；超声波发射接收模块的发射输入端和接收输出端分别接超声波探测微控制器，超声波探测微控制器的信号输出端接微控制器。

2.根据权利要求1所述的减压舒眠器电路，其特征在于，超声波发射接收模块包括超声波发射驱动电路、超声波发射探头、超声波信号接收电路和超声波接收探头；超声波发射探头接超声波发射驱动电路，超声波发射驱动电路接超声波探测微控制器；超声波接收探头接超声波信号接收电路，超声波信号接收电路接超声波探测微控制器。

3.根据权利要求1所述的减压舒眠器电路，其特征在于，超声波探测微控制器间歇地向超声波发射驱动电路发出脉冲信号，脉冲信号经超声波发射驱动电路放大后推动超声波发射探头向外发射一组超声波；超声波接收探头接收反射回来的超声波信号经接收电路放大整形后输入超声波检测微控制器；超声波检测微控制器通过超声波发射与接收的时间差，计算得到反射物的距离；微控制器根据反射物距离变化的频度和幅度控制音乐播放电路的播放的时段长短和音量大小。

4.根据权利要求3所述的减压舒眠器电路，其特征在于，音效处理电路包括数字音量控制电路，功放电路的音频信号输入端接数字音量控制电路的音频输出端，数字音量控制电路的音频输入端接催眠音源电路的输出端；数字音量控制电路控制信号输入端接微控制器的控制信号输出端，微控制器通过数字音量控制电路控制功放电路驱动扬声器播放回荡音效的催眠语音或音乐；数字音量控制电路包括集成电子电位器，数字音量控制电路集成电子电位器的阻值按照微控制器给定的正弦波规律变化，数字音量控制电路控制功放电路的输出电平按所述的正弦波规律变化，实现回荡音效的音频输出。

5.根据权利要求4所述的减压舒眠器电路，其特征在于，微控制器根据反射物距离变化的频度和幅度改变所述正弦波的频率，控制音乐播放电路的播放的时段长短和音量大小。

6.根据权利要求1所述的减压舒眠器电路，其特征在于，包括投影电路，投影电路包括作为光源的LED灯和LED驱动电路，LED驱动电路的控制信号输入端接微控制器的控制信号输出端，微控制器的控制信号输出端按1Hz-13Hz的频率输出占空比循环变化的脉冲信号；LED驱动电路的输出端接LED灯。

7.根据权利要求1所述的减压舒眠器电路，其特征在于，包括夜灯电路，夜灯电路包括光源和控制电路，所述的光源为装有LED灯的背光板，所述的控制电路包括所述的微控制器、红外热释电检测电路、红外热释电传感器、环境亮度传感器和夜灯电子开关，红外热释电传感器的信号输出端接红外热释电检测电路，红外热释电检测电路的信号输出端接微控制器；LED灯与夜灯电子开关串联后，一端接电源，另一端接地；电子开关的控制端接微控制器的夜灯控制信号输出端，环境亮度传感器的信号输出端接红外热释电检测电路或微控制器。

8.根据权利要求1所述的减压舒眠器电路，其特征在于，包括疲劳验测电路，疲劳验测电路包括两个疲劳验测LED灯和两个疲劳验测电子开关；疲劳验测LED灯与疲劳验测电子开关串联后，一端接电源，另一端接地；疲劳验测电子开关的控制端接微控制器，按键电路包括调整疲劳验测LED闪烁光频率的加减按键，加减按键通过微控制器调整疲劳验测LED灯的闪烁频率。

9.根据权利要求1所述的减压舒眠器电路，其特征在于，包括负离子发生电路，负离子发生电路包括负离子发生装置、风扇和电子开关，负离子发生装置和风扇的一端接电源，另一端通过电子开关接地，电子开关的控制端接微控制器。