CN106724513A - 一种记录睡眠数据的枕头及睡眠数据记录方法 - Google Patents

一种记录睡眠数据的枕头及睡眠数据记录方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种记录睡眠数据的枕头及睡眠数据记录方法，枕头包括海绵枕芯、套设于海绵枕芯外部的内衬网格布套、与套设于内衬网格布套外部的外布套，还包括设置在内衬网格布套表面上的压力传感模块和与该压力传感模块相接的主控电路。通过压力传感模块在用户移动时感知压力变化，并根据压力变化的时间长度判断用户的睡眠状况，并制作睡眠曲线，同时与不同分类的用户群相比较，综合分析用户的睡眠质量。本发明通过在枕头上设置压力传感模块，准确测量用户的睡眠数据，方便后续继续分析用户睡眠情况，同时通过大数据分析对用户睡眠情况进行分析，使用户可以更加全面的了解自身睡眠情况，提高自身的睡眠质量。

Description

一种记录睡眠数据的枕头及睡眠数据记录方法
技术领域
本发明涉及枕头，尤其涉及记录睡眠数据的枕头及睡眠数据记录方法。
背景技术
由于生活节奏越来越快，中国人的睡眠时间越来越短，睡眠质量也越来越差，具有睡眠障碍的人群比率很高，从而造成国民体质下降。
且随着经济水平的发展，人们对长寿的需求越来越高，要长寿，最重要的一点，就是必须要睡好。但是目前人们对自身睡眠的状况以及重要性普遍认识不足。
目前基于手机系统的睡眠监控软件，普遍存在测控不精准的问题，测量结果出现偏差，使得人们不能可靠地根据睡眠情况进行自我调节。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于提供一种记录睡眠数据的枕头及睡眠数据记录方法，在不影响使用者的舒适度的情况下，利用高精度压力传感器、柔性的印刷电路、安全可控的电源、没有辐射的数据传输，准确地记录使用者在睡眠过程中的体位变化、睡眠时间和睡眠质量，同时反馈睡眠数据，提醒使用者应当定时、定量地进行睡眠。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
一种记录睡眠数据的枕头，包括海绵枕芯、套设于海绵枕芯外部的内衬网格布套、与套设于内衬网格布套外部的外布套，还包括设置在内衬网格布套表面上的压力传感模块和与该压力传感模块相接的主控电路。
作为本发明的进一步改进，所述主控电路上设置有依次相接的信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块，所述信号处理模块还与压力传感模块相连接，所述主控电路上还设置有安全电源，该安全电源分别与压力传感模块、信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块相连接。
作为本发明的进一步改进，所述压力传感模块包括若干压力传感器和与该压力传感器相贴合的PVC测压感应带，该PVC测压感应带还与内衬网格布套紧密贴合。
作为本发明的进一步改进，所述信号处理模块包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、放大器A1与放大器A2，其中，所述压力传感模块连接至电容C1一端，该电容C1另一端分别连接至放大器A1的第3引脚、及电阻R1与电容C2并联形成的并联支路；该放大器A1的第2引脚分别连接至电阻R2与电阻R3一端，该电阻R3另一端分别连接至放大器A1的第1引脚与电容C3一端，该电容C3另一端分别连接至电阻R4一端与放大器A2的第3引脚；该放大器A2的第2引脚分别连接至电阻R5与电阻R6一端，该电阻R6另一端连接至放大器A2的第1引脚。
作为本发明的进一步改进，所述海绵枕芯上表面为B形，所述海绵枕芯下表面为波浪形或平面。
作为本发明的进一步改进，所述海绵枕芯的材料为密度大于60KG/m3、表面硬度低于20、回弹时间不小于5秒的块状阻燃海绵。
作为本发明的进一步改进，所述压力传感器厚度为0.05mm。
作为本发明的进一步改进，所述安全电源为6V高性能干电池。
一种采用记录睡眠数据的枕头的睡眠数据记录方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）设置枕头与移动设备，所述枕头包括海绵枕芯、套设于海绵枕芯外部的内衬网格布套、与套设于内衬网格布套外部的外布套，还包括设置在内衬网格布套表面上的压力传感模块和与该压力传感模块相接的主控电路，所述主控电路上设置有依次相接的信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块，所述信号处理模块还与压力传感模块相连接，所述主控电路上还设置有安全电源，该安全电源分别与压力传感模块、信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块相连接。
（2）人体头颈部与枕头相接触后，压感传感模块的压力点变为不等于0，压感传感模块开始通过信号处理模块输出信号到MPU处理模块，MPU处理模块记录下该点的压力点P1和时间T1，当人体头部发生翻转动作后，原先点位的信号消失，新点位的压力传感器相应产生信号输出，MPU处理模块记录下该点的压力点P2和时间T2，以此类推，主控电路记录下整个睡眠周期的的压力点Pn和时间Tn。
（3）主控电路通过2.4G通讯模块将数据传送给移动设备，移动设备对压力点Pn和时间Tn进行分析，包括以下步骤：
（3.1）将枕头传来的时间T1记录为睡眠开始时间；
（3.2）以间隔S1分钟内的Pn数据作为浅睡及清醒的判断依据；在S1分钟内，如果压力点Pn数据发生变化，则判定为清醒时间，并将对应的时间段添加到清醒时间段A中，如果压力点Pn数据没有发生变化，则判定为浅睡时间，并将对应时间段添加到浅睡时间段B中；
（3.3）以间隔S2(S2>S1)分钟内的Pn数据作为浅睡与深睡的判断依据；在S2分钟内，如果压力点Pn数据发生变化，则判定为浅睡时间，并将对应时间段添加到浅睡时间段B中，如果压力点Pn数据没有发生变化，则判定为深睡时间，并将对应时间段添加到深睡时间段C中；
（3.4）当压感传感模块的压力点变为0时，说明人体已经离开海绵枕头，睡眠时间记录结束。
（4）以时间为横轴，清醒时间段A、浅睡时间段B与深睡时间段C为纵轴，制作当日睡眠-时间曲线，并据此制作月间与全年的睡眠-时间曲线。
（5）将睡眠-时间曲线与在不同分类下的相同人群的睡眠-时间曲线进行比对，并根据入睡需要时间、睡眠翻转次数综合判断用户睡眠情况。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中的S1分钟为10分钟，S2分钟为20分钟。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（5）中的不同分类包括有年龄段、季节、地域、国别、职业。
本发明的有益效果为：
（1）通过在枕头上设置压力传感模块，准确测量用户的睡眠数据，方便后续继续分析用户睡眠情况；
（2）通过大数据分析对用户睡眠情况进行分析，使用户可以更加全面的了解自身睡眠情况；
（3）通过PVC测压感应带将压力传感器与枕头紧密贴合，进一步提高测量的精准度；
（4）海绵枕芯的B形上表面可以和人体颈椎紧密贴合，提高睡眠舒适度，波浪形下表面可以防止枕头滑动，进一步提高睡眠质量。
（5）超薄的压力传感器使枕头不会因为增加了新设备导致使用不适。
上述是发明技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明数据记录方法的流程框图；
图2为本发明睡眠状况判断方法的流程框图；
图3为本发明压力传感模块与主控电路各模块相互之间连接关系图；
图4为本发明记录睡眠数据的枕头的示意图；
图5为本发明压力传感模块的示意图；
图6为本发明内衬网格布套的示意图；
图7为本发明记录睡眠数据的枕头第二种形状的示意图；
图8为本发明信号处理模块的原理图。
图中，枕头1、压力传感模块2、主控电路3、压力传感器21、PVC测压感应带22。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式详细说明。
请参照图4、图5与图6，本实施例提供一种记录睡眠数据的枕头1，包括海绵枕芯、套设于海绵枕芯外部的内衬网格布套、与套设于内衬网格布套外部的外布套，还包括设置在内衬网格布套表面上的压力传感模块2和与该压力传感模块相接的主控电路3。
请参照图3，作为本发明的进一步改进，所述主控电路3上设置有依次相接的信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块，所述信号处理模块还与压力传感模块相连接，所述主控电路上还设置有安全电源，该安全电源分别与压力传感模块、信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块相连接。
请参照图4与图5，作为本发明的进一步改进，所述压力传感模块2包括3个压力传感器21和与该压力传感器21相贴合的PVC测压感应带22，该PVC测压感应带22还与内衬网格布套紧密贴合。该PVC测压感应带22为长60cm，宽5cm的防水防静电PVC条，3个压力传感器21按15cm宽的间距将它们封装在防水防静电PVC条上，并与内衬网格布套紧密贴合。
请参照图8，作为本发明的进一步改进，所述信号处理模块包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、放大器A1与放大器A2，其中，所述压力传感模块连接至电容C1一端，该电容C1另一端分别连接至放大器A1的第3引脚、及电阻R1与电容C2并联形成的并联支路；该放大器A1的第2引脚分别连接至电阻R2与电阻R3一端，该电阻R3另一端分别连接至放大器A1的第1引脚与电容C3一端，该电容C3另一端分别连接至电阻R4一端与放大器A2的第3引脚；该放大器A2的第2引脚分别连接至电阻R5与电阻R6一端，该电阻R6另一端连接至放大器A2的第1引脚。
请参考图7，作为本发明的进一步改进，所述海绵枕芯上表面为B形，所述海绵枕芯下表面为波浪形或平面。海绵枕芯的B形上表面可以和人体颈椎紧密贴合，提高睡眠舒适度，波浪形下表面可以防止枕头滑动，进一步提高睡眠质量。
作为本发明的进一步改进，所述海绵枕芯的材料为密度大于60KG/m3、表面硬度低于20、回弹时间不小于5秒的块状阻燃海绵。该块状阻燃海绵不含甲醛和三苯，环保无毒，且可以耐150℃的高温，保证产品使用安全。
作为本发明的进一步改进，所述压力传感器厚度为0.05mm。超薄的压力传感器使枕头不会因为增加了新设备导致使用不适。
作为本发明的进一步改进，所述安全电源为6V高性能干电池。且电路在压力传感器受压后才开始工作，最大限度地节约了能量消耗。
请参照图1、图2，本实施例还提供一种采用记录睡眠数据的枕头的睡眠数据记录方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）设置枕头与移动设备，所述枕头包括海绵枕芯、套设于海绵枕芯外部的内衬网格布套、与套设于内衬网格布套外部的外布套，还包括设置在内衬网格布套表面上的压力传感模块和与该压力传感模块相接的主控电路，所述主控电路上设置有依次相接的信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块，所述信号处理模块还与压力传感模块相连接，所述主控电路上还设置有安全电源，该安全电源分别与压力传感模块、信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块相连接。
（2）人体头颈部与枕头相接触后，压感传感模块的压力点变为不等于0，受压的传感器产生微弱的电流信号，由于输入的电流信号很弱，因此需要经过信号处理模块的电荷放大电路与滤波电路进行处理，经过处理的信号再输入到主控电路的MPU处理模块，MPU处理模块记录下该点的压力点P1和时间T1，当人体头部发生翻转动作后，原先点位的信号消失，新点位的压力传感器相应产生信号输出，MPU处理模块记录下该点的压力点P2和时间T2，以此类推，主控电路记录下整个睡眠周期的的压力点Pn和时间Tn。
（3）主控电路通过2.4G通讯模块将数据传送给移动设备，移动设备对压力点Pn和时间Tn进行分析，包括以下步骤：
（3.1）将枕头传来的时间T1记录为睡眠开始时间；
（3.2）以间隔10分钟内的Pn数据作为浅睡及清醒的判断依据；在S1分钟内，如果压力点Pn数据发生变化，则判定为清醒时间，并将对应的时间段添加到清醒时间段A中，如果压力点Pn数据没有发生变化，则判定为浅睡时间，并将对应时间段添加到浅睡时间段B中；
（3.3）以间隔20分钟内的Pn数据作为浅睡与深睡的判断依据；在S2分钟内，如果压力点Pn数据发生变化，则判定为浅睡时间，并将对应时间段添加到浅睡时间段B中，如果压力点Pn数据没有发生变化，则判定为深睡时间，并将对应时间段添加到深睡时间段C中；
（3.4）当压感传感模块的压力点变为0时，说明人体已经离开海绵枕头，睡眠时间记录结束。
（4）以时间为横轴，清醒时间段A、浅睡时间段B与深睡时间段C为纵轴，制作当日睡眠-时间曲线，并据此制作月间与全年的睡眠-时间曲线。
（5）将睡眠-时间曲线与在不同分类下的相同人群的睡眠-时间曲线进行比对，并根据入睡需要时间、睡眠翻转次数综合判断用户睡眠情况。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（5）中的不同分类包括有年龄段、季节、地域、国别、职业。
移动设备将用户的睡眠数据记录汇总如下：
日期 入睡时间 入睡时长 翻转次数 睡眠时间 浅睡时间 深睡时间
5-1 2:00 23min 15 5h 3.8h 1.2h
5-2 3:30 28min 20 4h 3h 1h
5-3 2:25 20min 16 4.8h 4h 0.8h
…
5-6 3:00 32min 25 4.5h 3.5h 1h
求均值 28min 20 4.8h 3.7h 1.1h
从上述数据可以得出以下警告：
（1）用户上床睡觉时间太晚，建议改进；
（2）用户平均日睡眠时间只有4.8小时，远低于正常人的要求8小时，发出严重睡眠不足警告；
（3）用户睡眠困难，而且平均每晚翻身多达20次，远高于同龄人，建议进行调理。
通过云平台对用户睡眠数据进行收集，如下表所示：
年龄 性别 地域 职务 入睡时长 1月平均睡眠时间 1月平均浅睡时间 1月平均深睡时间
用户1 8 男 北京 学生 3min 9h 6.5h 2.5h
用户2 15 女 上海 学生 8min 8h 6h 2h
用户3 26 男 广州 IT工程师 20min 5h 4h 1h
…
用户N 55 女 深圳 公务员 32min 6.5h 4.5h 2h
通过汇总分析，就可以获得分析大数据，例如：
1、按年龄用户区分：
抽样人数 平均入睡时长 平均睡眠时间 平均浅睡时间 平均深睡时间
0-3岁 8000 3min 9h 6.5h 2.5h
4-8岁 15000 8min 8h 6h 2h
9-20岁 26000 20min 5h 4h 1h
…
80-90岁 5550 32min 6.5h 4.5h 2h
2、按职务用户区分：
抽样人数 平均入睡时长 平均睡眠时间 平均浅睡时间 平均深睡时间
婴儿 8000 3min 9h 6.5h 2.5h
学生 15000 8min 8h 6h 2h
公务员 26000 20min 5h 4h 1h
…
IT工程师 5550 32min 6.5h 4.5h 2h
以此类推，可以得出各种各样的睡眠数据，方便对不同人群的睡眠规律进行分析，给出更加适合用户的建议。
本发明的重点主要在于，通过在枕头上设置压力传感模块，准确测量用户的睡眠数据，方便后续继续分析用户睡眠情况，同时通过大数据分析对用户睡眠情况进行分析，使用户可以更加全面的了解自身睡眠情况，提高自身的睡眠质量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种记录睡眠数据的枕头，其特征在于，包括海绵枕芯、套设于海绵枕芯外部的内衬网格布套、与套设于内衬网格布套外部的外布套，还包括设置在内衬网格布套表面上的压力传感模块、及与该压力传感模块相接的主控电路。
2.如权利要求1所述的记录睡眠数据的枕头，其特征在于，所述主控电路上设置有依次相接的信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块，所述信号处理模块还与压力传感模块相连接，所述主控电路上还设置有安全电源，该安全电源分别与压力传感模块、信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块相连接。
3.如权利要求1所述的记录睡眠数据的枕头，其特征在于，所述压力传感模块包括若干压力传感器、及与该压力传感器相贴合的PVC测压感应带，该PVC测压感应带还与内衬网格布套紧密贴合。
4.如权利要求2所述的记录睡眠数据的枕头，其特征在于，所述信号处理模块包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、放大器A1与放大器A2，其中，所述压力传感模块连接至电容C1一端，该电容C1另一端分别连接至放大器A1的第3引脚、及电阻R1与电容C2并联形成的并联支路；该放大器A1的第2引脚分别连接至电阻R2与电阻R3一端，该电阻R3另一端分别连接至放大器A1的第1引脚与电容C3一端，该电容C3另一端分别连接至电阻R4一端与放大器A2的第3引脚；该放大器A2的第2引脚分别连接至电阻R5与电阻R6一端，该电阻R6另一端连接至放大器A2的第1引脚。
5.如权利要求2所述的记录睡眠数据的枕头，其特征在于，所述海绵枕芯上表面为B形，所述海绵枕芯下表面为波浪形或平面。
6.如权利要求2所述的记录睡眠数据的枕头，其特征在于，所述海绵枕芯的材料为密度大于60KG/m3、表面硬度低于20、回弹时间不小于5秒的块状阻燃海绵。
7.如权利要求2所述的记录睡眠数据的枕头，其特征在于，所述压力传感器厚度为0.05mm。
8.如权利要求2所述的记录睡眠数据的枕头，其特征在于，所述安全电源为6V高性能干电池。
9.基于权利要求1～8任一所述枕头的睡眠数据记录方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)设置枕头与移动设备，所述枕头包括海绵枕芯、套设于海绵枕芯外部的内衬网格布套、与套设于内衬网格布套外部的外布套，还包括设置在内衬网格布套表面上的压力传感模块和与该压力传感模块相接的主控电路，所述主控电路上设置有依次相接的信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块，所述信号处理模块还与压力传感模块相连接，所述主控电路上还设置有安全电源，该安全电源分别与压力传感模块、信号处理模块、MPU处理模块与2.4G通讯模块相连接。
(2)人体头颈部与枕头相接触后，压感传感模块的压力点变为不等于0，压感传感模块开始通过信号处理模块输出信号到MPU处理模块，MPU处理模块记录下该点的压力点P1和时间T1，当人体头部发生翻转动作后，原先点位的信号消失，新点位的压力传感器相应产生信号输出，MPU处理模块记录下该点的压力点P2和时间T2，以此类推，主控电路记录下整个睡眠周期的的压力点Pn和时间Tn。
(3)主控电路通过2.4G通讯模块将数据传送给移动设备，移动设备对压力点Pn和时间Tn进行分析，包括以下步骤：
(3.1)将枕头传来的时间T1记录为睡眠开始时间；
(3.2)以间隔S1分钟内的Pn数据作为浅睡及清醒的判断依据；在S1分钟内，如果压力点Pn数据发生变化，则判定为清醒时间，并将对应的时间段添加到清醒时间段A中，如果压力点Pn数据没有发生变化，则判定为浅睡时间，并将对应时间段添加到浅睡时间段B中；
(3.3)以间隔S2(S2>S1)分钟内的Pn数据作为浅睡与深睡的判断依据；在S2分钟内，如果压力点Pn数据发生变化，则判定为浅睡时间，并将对应时间段添加到浅睡时间段B中，如果压力点Pn数据没有发生变化，则判定为深睡时间，并将对应时间段添加到深睡时间段C中；
(3.4)当压感传感模块的压力点变为0时，说明人体已经离开海绵枕头，睡眠时间记录结束。
(4)以时间为横轴，清醒时间段A、浅睡时间段B与深睡时间段C为纵轴，制作当日睡眠-时间曲线，并据此制作月间与全年的睡眠-时间曲线。
(5)将睡眠-时间曲线与在不同分类下的相同人群的睡眠-时间曲线进行比对，并根据入睡需要时间、睡眠翻转次数综合判断用户睡眠情况。
10.如权利要求7所述的睡眠数据记录方法，其特征在于，所述步骤(3)中的S1分钟为10分钟，S2分钟为20分钟；所述步骤(5)中的不同分类包括有年龄段、季节、地域、国别、职业。
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