CN105796233A - 用于改善睡眠的眼耳一体罩及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于改善睡眠的眼耳一体罩及其控制方法，包括：实体眼耳罩，所述实体眼耳罩内设置有单片机、蓝牙模块、LED灯以及耳机；其中，所述单片机与蓝牙模块、耳机相连，用于根据蓝牙模块传递的信息控制耳机的开启、关断以及调节耳机的音量；所述蓝牙模块用于接收外部智能设备的蓝牙信号，并传输至单片机和耳机；所述LED灯与单片机相连，且所述LED灯能够根据单片机的控制信号实现开启、关断以及明暗调节；所述耳机与蓝牙模块相连，用于播放蓝牙模块发送的音乐，并根据单片机的控制信号开启、关断以及调节音量。本发明通过对外界环境的光照、声音的控制，最大限度地迎合人体健康的生理需求，有效提高人的睡眠质量。

Description

用于改善睡眠的眼耳一体罩及其控制方法
技术领域
本发明涉及辅助睡眠技术领域，具体地，涉及一种用于改善睡眠的眼耳一体罩及其控制方法。
背景技术
睡眠是恢复精力所必需的，是维护健康和体力的基础，也是取得高度生产能力的保证。而根据研究调查，光照、声音这两种分别基于视觉、听觉两个感官的要素，对于人的睡眠质量有着莫大的影响。诸多专业的实验表明，外加长久以来的实践证明，眼罩、耳塞/耳罩对于改善睡眠质量有着很大的帮助。然而，眼罩与耳塞/耳罩虽能在一定程度上帮助睡眠，但仍旧有着一些不智能、非人性化的弊端。眼罩的存在能够营造一个黑暗的睡眠环境，来促使人进入沉沉的睡眠，但长久的黑暗环境也正是导致褪黑激素分泌过剩、人难以自然地醒来的原因。耳塞/耳罩的存在能够隔绝噪音，保障安静适宜的睡眠环境，但若是能够适当地结合音乐疗法，对睡眠质量的促进作用将会更加明显。
基于视觉与听觉改善现代人睡眠质量的眼耳一体罩的设计目的即通过对外界环境的光照、声音的控制，最大限度地迎合人体健康的生理需求，提高人的睡眠质量。
在光照上，这种眼耳一体罩的眼罩部分不但能够提供黑暗的适宜沉睡的光照环境，它也能根据用户的闹钟设定，在闹钟响起前开始缓慢增强光照强度，模拟日出，以达到“用自然光唤醒人”的目的。此外，其耳罩部分能够减弱甚至隔绝外部的噪声，并且在睡前辅以音乐助眠法，使用户能够在一个安静的环境中静静地欣赏放松的音乐，然后愉悦地入睡。这种眼耳一体罩从光照、声音两个方面，结合用户的个性化设定，以一套更加自然优雅的解决方案来改善人们的睡眠质量。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于改善睡眠的眼耳一体罩及其控制方法。
根据本发明提供的用于改善睡眠的眼耳一体罩，包括：实体眼耳罩，所述实体眼耳罩分为内层和外层，且内层与外层之间设置有单片机(5)、蓝牙模块(6)、LED灯(9)以及耳机；其中，
所述单片机(5)与蓝牙模块、耳机相连，用于根据蓝牙模块(6)传递的信息控制耳机的开启、关断以及调节耳机的音量；
所述蓝牙模块(6)用于接收外部智能设备的蓝牙信号，并传输至单片机(5)和耳机；
所述LED灯(9)与单片机(5)相连，且所述LED灯(9)能够根据单片机(5)的控制信号实现开启、关断以及明暗调节；
所述耳机与蓝牙模块(6)相连，用于播放蓝牙模块(6)发送的音乐，并根据单片机(5)的控制信号开启、关断以及调节音量。
优选地，所述实体眼耳罩包括：眼罩部(1)、左耳罩部(2)、右耳罩部(3)以及连接带(4)，所述眼罩部(1)、左耳罩部(2)、右耳罩部(3)为一体式，依次为左耳罩部(2)、眼罩部(1)以及右耳罩部(3)，所述左耳罩部(2)、右耳罩部(3)外侧端设置有连接带(4)，所述连接带(4)用于将实体眼耳罩紧固在人体头部。
优选地，所述外部智能设备包括：智能手机或者电脑，通过所述外部智能设备上安装的APP实现与蓝牙模块(6)之间的信息传输。
优选地，所述实体眼耳罩的内层和外层之间还填充有吸音棉(7)，且实体眼耳罩的内层与外层的边缘紧密贴合并缝纫固定。
优选地，还包括人体心率感应模块，所述人体心率感应模块用于检测人体的心率数据，并将心率数据通过蓝牙模块(6)传输给单片机(5)。
根据本发明提供的用于改善睡眠的眼耳一体罩的控制方法，应用于上述任一项所述的用于改善睡眠的眼耳一体罩，包括自然光唤醒步骤和/或音乐助眠步骤；
自然光唤醒步骤：通过设定开灯时刻和唤醒时刻，开启灯光，并由暗变亮，在唤醒时刻灯光达到全亮，唤醒用户；
音乐助眠步骤：在睡前通过耳机播放音乐，并在用户进入轻睡眠状态时，逐步降低音乐音量至停止播放状态。
优选地，所述自然光唤醒步骤包括：
步骤A1：用户设置外部智能设备APP上的闹铃，即设定唤醒时刻和开灯时刻；
步骤A2：当到达开灯时刻时，开启LED灯(9)，并控制灯光由暗变亮；
步骤A3：通过检测用户实时心率数据，判断用户是否起床，若心率数据显示已起床，或者用户摘除眼罩，则LED灯(9)关闭，若心率数据显示未起床，则灯光继续保持全亮；
步骤A4：当到达唤醒时刻时，LED灯(9)达到全亮，且外部智能设备APP上的闹铃响起，通过检测用户实时心率数据，判断是否起床，若心率数据显示已起床，或者用户摘除眼罩，则LED灯(9)关闭，若心率数据显示未起床，则灯光继续全亮。
优选地，所述音乐助眠步骤包括：
步骤B1：在睡前将用户对应的外部智能设备内存储的音乐通过蓝牙发送至蓝牙模块(6)，并通过单片机(5)控制耳机播放音乐；
步骤B2：检测用户的实时心率数据，若检测到用户的心率显示已进入轻睡眠状态时，逐步降低音乐的音量至停止播放状态；若用户的心率显示未进入轻睡眠状态，则继续播放音乐。
优选地，还包括内部调整步骤：检测用户起床后一段时间内的心率数据，若在该段时间内的心率数据中的峰值超过设定阈值，则认为用户起床过猛，降低灯光变亮的速率或者调低闹铃的最大音量；
具体地，起床过猛是指：因灯光变量速率过快或者闹铃音乐声音过高，导致用户惊醒时所产生的短暂性心率过快。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的眼耳一体罩分别基于视觉、听觉两个感官的要素设计了一体式的遮光眼罩和防噪耳罩，并且增设了自然光唤醒和轻音乐助眠模块，能够有效提高人的睡眠质量。
2、本发明提供的眼耳一体罩控制方法，人性化地设计了灯光唤醒和音乐助眠的控制方法，以检测到的人体心率数据判断出人体所处的各个睡眠周期，当人体进入轻睡眠时，通过单片机逐渐降低音乐的音量，辅助人体进入深睡眠；当达到闹铃指定的时间时，单片机控制LED发出逐渐增强的光，模拟日出，使得人体进入自然苏醒过程；本发明中的方法符合人体的睡眠变化周期，具有良好的用户体验。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的用于改善睡眠的眼耳一体罩的结构示意图；
图2为本发明提供的用于改善睡眠的眼耳一体罩自然光唤醒的控制方法流程图；
图3为本发明提供的用于改善睡眠的眼耳一体罩音乐助眠的控制方法流程图；
图中：
1-眼罩部；
2-左耳罩部；
3-右耳罩部；
4-连接带；
5-单片机；
6-蓝牙模块；
7-吸音棉；
801-右耳机；
802-左耳机；
9-LED灯。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的用于改善睡眠的眼耳一体罩及其控制方法，主要功能为：
1)隔绝外界光线；
2)自然光唤醒；
3)消除外界噪音，
4)音乐助眠。
具体地，如图1所示，其中，隔绝外界光线的功能主要由实体眼耳罩本身完成，消除外界噪音功能则主要依靠隔音棉，而自然光唤醒、音乐助眠这两项功能则涉及智能软硬件的部分，由单片机与移动端APP共同控制完成。因此，按技术功能来划分，可分为实体眼耳罩部、单片机、移动端APP部这三个部分。其中，单片机部分将置放于实体眼耳罩内部。
实体眼耳罩部分为两层设计，分别为内层、外层，内外层都为一片式剪裁设计。并且内外层之间还将填充一层薄薄的吸音棉，即起到降噪的效果，也使得整个眼耳一体罩更加柔软，也更易于硬件元器件的固定。内外层之间，在对应头部的各个部位固定好各个对应的零件，如耳部的耳机、消音棉，眼部的LED灯，以及集成控制芯片、蓝牙模块等部件，再将外层与内层紧密贴合并缝纫固定。
自然光唤醒控制方法
用户在APP上设定要醒来的时间a，APP将自动计算光线唤醒的开始时间b＝a-35min。(例如用户设置闹钟时间a＝08：00，已知光线唤醒功能提前35分钟开启，那么此时光线唤醒功能的开始时间即b＝07：25)。当到达时间b时，APP将通过蓝牙通信模块传输一个信号给单片机，单片机控制LED开始亮起，并且使得LED的亮度缓慢增强，直至闹铃时间a时亮度变为最强，以达到模拟日出的效果。
当到达闹铃时间a时，此时LED亮度已达到最强，闹铃准时响起，直到用户醒来关闭闹钟。但这里出现一种情况，即用户有可能在关闭闹铃之后又重新睡回笼觉，并没有真正的起床。因此，在用户关闭闹铃后，根据检测到的心率数据，将会判断用户是否已经起床。若用户已经起床，则LED灭；若用户在第一次关闭闹钟后没有起床，则LED继续保持全亮来唤醒人；若在第一次关闭闹铃的5分钟后依然检测到用户仍未起床，则LED保持全亮且闹钟再次响起。当用户第二次关闭闹钟后，则继续相同的检测步骤，即：若用户已经起床，则LED灭；若用户在第二次关闭闹钟后仍然没有起床，则LED继续保持全亮；若在第二次关闭闹铃的5分钟后依然检测到用户仍未起床，则LED保持全亮且闹钟又一次次响起；当用户第三次关闭闹钟后，也重复相同的检测过程，直至用户真正起床为止。
音乐助眠控制方法
用户通过APP完成播放、暂停、停止、上一首、下一首的操作，APP将通过蓝牙通信模块传输对应的信号给单片机，单片机控制扩音器播放对应的乐曲。
人的夜间睡眠，一般分5到6个周而复始的周期，每个睡眠周期约60分钟～90分钟。根据睡眠中脑电波、肌电波及眼球活动的变化，睡眠周期由非快速眼动周期和快速眼动周期组成。非快速眼动睡眠又分为浅睡期、轻睡期、中睡期和深睡期4期，然后进入快速眼动睡眠期，算是一个睡眠周期结束，而后继续启动下一个睡眠周期。当人离开浅睡期进入轻睡期后，通常认为此时人对外界的一些轻微变动几乎较少感知。
因此，当根据心率判断人已进入轻睡期后，助眠音乐不必要再继续播放，可以逐渐停止。但音乐的停止不是突然的戛然而止，这有可能会误导致用户的惊醒。而是采用音量缓缓降低的方式，由原来的音量慢慢降到零，然后再停止播放。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种用于改善睡眠的眼耳一体罩，其特征在于，包括：实体眼耳罩，所述实体眼耳罩分为内层和外层，且内层与外层之间设置有单片机(5)、蓝牙模块(6)、LED灯(9)以及耳机；其中，
所述单片机(5)与蓝牙模块、耳机相连，用于根据蓝牙模块(6)传递的信息控制耳机的开启、关断以及调节耳机的音量；
所述蓝牙模块(6)用于接收外部智能设备的蓝牙信号，并传输至单片机(5)和耳机；
所述LED灯(9)与单片机(5)相连，且所述LED灯(9)能够根据单片机(5)的控制信号实现开启、关断以及明暗调节；
所述耳机与蓝牙模块(6)相连，用于播放蓝牙模块(6)发送的音乐，并根据单片机(5)的控制信号开启、关断以及调节音量。
2.根据权利要求1所述的用于改善睡眠的眼耳一体罩，其特征在于，所述实体眼耳罩包括：眼罩部(1)、左耳罩部(2)、右耳罩部(3)以及连接带(4)，所述眼罩部(1)、左耳罩部(2)、右耳罩部(3)为一体式，依次为左耳罩部(2)、眼罩部(1)以及右耳罩部(3)，所述左耳罩部(2)、右耳罩部(3)外侧端设置有连接带(4)，所述连接带(4)用于将实体眼耳罩紧固在人体头部。
3.根据权利要求1所述的用于改善睡眠的眼耳一体罩，其特征在于，所述外部智能设备包括：智能手机或者电脑，通过所述外部智能设备上安装的APP实现与蓝牙模块(6)之间的信息传输。
4.根据权利要求1所述的用于改善睡眠的眼耳一体罩，其特征在于，所述实体眼耳罩的内层和外层之间还填充有吸音棉(7)，且实体眼耳罩的内层与外层的边缘紧密贴合并缝纫固定。
5.根据权利要求1所述的用于改善睡眠的眼耳一体罩，其特征在于，还包括人体心率感应模块，所述人体心率感应模块用于检测人体的心率数据，并将心率数据通过蓝牙模块(6)传输给单片机(5)。
6.一种用于改善睡眠的眼耳一体罩的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至5中任一项所述的用于改善睡眠的眼耳一体罩，包括自然光唤醒步骤和/或音乐助眠步骤；
自然光唤醒步骤：通过设定开灯时刻和唤醒时刻，开启灯光，并由暗变亮，在唤醒时刻灯光达到全亮，唤醒用户；
音乐助眠步骤：在睡前通过耳机播放音乐，并在用户进入轻睡眠状态时，逐步降低音乐音量至停止播放状态。
7.根据权利要求6所述的用于改善睡眠的眼耳一体罩的控制方法，其特征在于，所述自然光唤醒步骤包括：
步骤A1：用户设置外部智能设备APP上的闹铃，即设定唤醒时刻和开灯时刻；
步骤A2：当到达开灯时刻时，开启LED灯(9)，并控制灯光由暗变亮；
步骤A3：通过检测用户实时心率数据，判断用户是否起床，若心率数据显示已起床，或者用户摘除眼罩，则LED灯(9)关闭，若心率数据显示未起床，则灯光继续保持全亮；
步骤A4：当到达唤醒时刻时，LED灯(9)达到全亮，且外部智能设备APP上的闹铃响起，通过检测用户实时心率数据，判断是否起床，若心率数据显示已起床，或者用户摘除眼罩，则LED灯(9)关闭，若心率数据显示未起床，则灯光继续全亮。
8.根据权利要求6所述的用于改善睡眠的眼耳一体罩的控制方法，其特征在于，所述音乐助眠步骤包括：
步骤B1：在睡前将用户对应的外部智能设备内存储的音乐通过蓝牙发送至蓝牙模块(6)，并通过单片机(5)控制耳机播放音乐；
步骤B2：检测用户的实时心率数据，若检测到用户的心率显示已进入轻睡眠状态时，逐步降低音乐的音量至停止播放状态；若用户的心率显示未进入轻睡眠状态，则继续播放音乐。
9.根据权利要求6所述的用于改善睡眠的眼耳一体罩的控制方法，其特征在于，还包括内部调整步骤：检测用户起床后一段时间内的心率数据，若在该段时间内的心率数据中的峰值超过设定阈值，则认为用户起床过猛，降低灯光变亮的速率或者调低闹铃的最大音量；
具体地，起床过猛是指：因灯光变量速率过快或者闹铃音乐声音过高，导致用户惊醒时所产生的短暂性心率过快。
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