CN106897576B - 一种智能睡眠监测及助眠云服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能睡眠监测及助眠云服务系统：智能睡眠监测及助眠云服务系统由睡眠监测模块、云服务中心、声光助眠模块组成，所述睡眠监测模块包括睡眠监测磁扣和睡眠管理终端；睡眠监测磁扣具有壳体，壳体内安装有体动监测传感单元、信号采集单元、中央处理单元、数据传输单元，这些单元之间均为电连接；所述声光助眠模块包括外壳，外壳内安装有环境光传感器、中央控制模块、无线通讯模块、多色LED灯带、触摸屏、语音模块；所述环境光传感器、无线通讯模块、多色LED灯带、触摸屏、语音模块均电连接到中央控制模块。

Description

一种智能睡眠监测及助眠云服务系统

技术领域：

本发明涉及睡眠辅助设备领域，特别涉及一种智能睡眠监测及助眠云服务系统。

背景技术：

现代社会，人类生活和工作节奏的不断加快，竞争日益激烈，伴随来自外部环境和内心压力的不断加剧，睡眠所引发的一系列亚健康状态及相关并发症引起了人们的高度重视。随着经济生活水平的提高和人们自我健康意识的提升，人们对健康的要求标准也不断提高，希望能够在疾病出现病症表现前就能够得到预警，对自身的健康状况有更加完善的了解。

如图1所示对比中国医师协会发布的《2014中国睡眠指数报告》，《2015中国睡眠指数报告》可以看出尽管2015年相对2014年国人的平均睡眠得分有所提升，但是失眠症患者尤其是重度失眠症患者却有较大幅度的增加。

目前，与睡眠相关的疾病种类数达到84种，其中睡眠呼吸暂停综合症（占到睡眠疾病的70%，患有睡眠呼吸暂停综合症的患者在睡眠时气道处于塌陷状态并诱发呼吸暂停事件的发生，其结果造成睡眠时血氧饱和度的下降，引起睡眠时相结构紊乱的罪魁祸首就是睡眠低氧。长期睡眠时相结构紊乱可以诱发高血压，心率失常，肾病以及心脑血管疾病等。众所周知，心脑血管疾病堪称威胁人类健康“头等杀手”。可见睡眠对人类身体健康以及正常生活的重要性。

许多睡眠研究专家认为，目前医学界对睡眠功能以及睡眠过程中诱发的病理机制缺乏系统的了解。许多疾病的发病时间在白天，但诱发疾病的时间却在夜间，且与夜间睡眠异常有着非常紧密的联系。例如，许多高血压疾病是由于睡眠呼吸暂停综合症引起的，其特点是经过一夜的睡眠之后，血压不降，反而较睡前更高，以至于诱发了更为严重的脑血管疾病。如果及时治愈睡眠呼吸暂停。高血压即可得到控制甚至治愈。一项最新的研究表明，一些心脑血管疾病，红细胞增多，内分泌失调疾病以及一些脂肪生成急速代谢功能障碍与睡眠异常有着非常紧密的联系。

所以一套闭环式的行之有效“睡眠监测及助眠云服务系统”使用户能够清楚的知悉自己和家人的睡眠状况，有针对性，个性化的改善睡眠质量，提高生活质量有着重大的意义。同时伴随着“重大意义”也存在着巨大的商业价值。

但从目前市场上相关产品的形态来看，无论是传统的家纺、家居企业进军睡眠监测领域还是传统IT企业进行睡眠监测领域，其产品形态和系统构成均存在以下几个弊端：

（1）形态单一：大批传统的IT企业，家纺、家居企业转型跟进，迅速催生了可穿戴睡眠监测市场大量的新兴创业公司，同时也导致了全行业“重硬轻软”的现状，同类同质化现象严重。

（2）功能单调：产品的功能定位方面，九成以上的可穿戴睡眠监测产品集中于运动健身和资讯娱乐方面。细化到具体的产品应用功能上只是，“心率+计步器+卡路里”的标配辅以睡眠监测的排列组合。睡眠监测只做锦上添花不做主要功能。从而使睡眠监测功能流于噱头，缺乏专业性。

（3）缺少完善的数据服务系统：大部分睡眠监测设备对于采集到的各种监测数据通常采用短平快的程式化分析处理，在大数据的分析和应用方面缺乏深度挖掘和特色分析，因而所能提供的应用服务内容大同小异，没有深度，不成体系。

（4）缺少相关科学领域的技术支撑：由于在预防医学与健康促进领域的相关基础研究开展不足，客观上睡眠监测产品对所采集的各种监测数据的分析流于表面，无法深刻理解各种监测指标和数据指征的生理意义和人体健康症候，更是无从谈起去深度挖掘其中蕴藏的健康评估和管理价值。

发明内容：

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种智能睡眠监测及助眠云服务系统。

本发明采用的技术方案为：

一种智能睡眠监测及助眠云服务系统：智能睡眠监测及助眠云服务系统由睡眠监测模块、云服务中心、声光助眠模块组成，所述睡眠监测模块包括睡眠监测磁扣和睡眠管理终端，所述睡眠监测磁扣与睡眠管理终端通过蓝牙或WIFI互联；所述睡眠监测磁扣具有壳体，壳体内安装有体动监测传感单元、信号采集单元、中央处理单元、数据传输单元，这些单元之间均为电连接；所述声光助眠模块包括外壳，外壳内安装有环境光传感器、中央控制模块、无线通讯模块、多色LED灯带、触摸屏、语音模块；所述环境光传感器、无线通讯模块、多色LED灯带、触摸屏、语音模块均电连接到中央控制模块；睡眠监测模块通过用户家中的网络节点（手机或路由器）将睡眠数据上传到云服务中心，云服务中心再通过WIFI或蓝牙等连接到声光助眠模块。

所述体动监测传感单元由三轴加速度传感器实现，负责实时监测用户在床时的体动信号；所述信号采集单元与体动监测传感单元电连接，负责采集体动信号并进行AD转换，转换成体动数字信号，转换后的体动数字信号传输到中央处理单元；所述中央处理单元负责处理传感单元获取的用户体动数字信号，主要是滤波，存储体动数字信号，通过数据传输单元传输到睡眠监测终端。

所述睡眠管理终端检测用户体动状态（是否有翻身、起身、离床等），评估用户睡眠状态（深睡、浅睡、未睡）和各睡眠状态时间，提供睡眠评分和睡眠报告，睡眠监测终端可以是智能手机（Android或IOS系统均可），也可以是PAD或电脑；睡眠报告可以提供多种信息，A：深度睡眠、中度睡眠、浅度睡眠、清醒时间占整个睡眠周期的百分百统计；B：体动信息的统计及曲线展示；C: 睡眠效率、入睡时长、清醒监测统计；D：睡眠质量评估、睡眠质量评分；E：家庭成员睡眠质量排行榜；F：睡眠干预处方编辑；G：用药提醒及用药规律编辑。

所述睡眠监测磁扣采用两片式分体设计，主体设计成带磁环的圆形薄壳体，附片设计成超薄防锈铁片，主体和附片通过磁强力吸附夹在被子正反面，非常方便安装和拆卸；睡眠监测磁扣也可以安装在床垫上。

所述多色LED灯带安装在外壳四周的亚克力槽内，在中央控制模块的控制下发出不同颜色和亮度的光，用于调节环境光参数，从而起到助眠作用。

所述触摸屏安装在灯壳正面的上半部位，作为智能助眠灯的用户交互设备，通过触摸屏用户可以像操作智能手机一样操控智能助眠灯，用户通过触摸屏可以设定闹铃时间、闹铃音乐、助眠首选音乐、助眠首选灯光，还可以选择无线连接的手机等终端。

所述语音模块安装在外壳的背面，用于播放语音（提示音、闹铃和音乐），能够播放1kHz--14 kHz频段的声音或音乐。

所述中央控制模块采用单片机配合其他电路元件构成，用于控制并协调各个单元模块工作，处理环境光传感器获取的信号，结合外部睡眠监测设备获取的睡眠状况，生成适应当前环境光参数和用户个体情况的助眠方案，通过控制语音模块和多色LED灯带提供声光助眠服务，同时提供唤醒服务，尤其提供浅睡眠状态下的早晨唤醒服务。

所述睡眠监测模块负责收集睡眠数据，云服务中心负责评估睡眠质量、生成个性化助眠方案并推送助眠服务，声光助眠模块负责实施个性化助眠方案中的声光干预助眠部分，然后在实施助眠方案的过程中，睡眠监测模块和云服务中心继续监测和评估用户睡眠质量，评价助眠方案的效果，及时调整方案，以睡眠监测—睡眠质量评估—助眠方案生成并实施—睡眠质量再评估、方案调整的闭环为用户提供更科学合理的睡眠监测及助眠服务。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的优点在于：首先：本发明通过环境光传感器获取的信号，结合外部睡眠监测设备获取的睡眠状况，生成适应当前环境光参数和用户个体情况的助眠方案，通过控制多色LED灯带和语音模块提供声光助眠服务，同时提供唤醒服务（浅睡眠状态下唤醒）。其次：本发明采用中央控制模块控制并协调各个单元模块工作，整体结构紧凑，外形美观，便于放置在卧室和其他需要放置的场合；最后：本发明通过无线通讯模块与手机客户端配合形成闭环式助眠服务，使用时配合外部睡眠监测模块和云服务器，声光助眠服务是基于环境光参数和外部睡眠监测模块监测的睡眠状况生成的助眠方案来实施的，也可以直接接收用户的手机睡眠监测APP推送的助眠方案来驱动，生成或接收的助眠方案符合个体睡眠状况及喜好，再驱动智能助眠灯的语音模块和多色LED灯带实施声光助眠服务。本发明采用睡眠监测模块、云服务中心、声光助眠模块三大模块设计，睡眠监测模块负责收集睡眠数据，云服务中心负责评估睡眠质量、生成个性化助眠方案并推送助眠服务，声光助眠模块负责实施个性化助眠方案中的声光干预助眠部分，然后在实施助眠方案的过程中，睡眠监测模块和云服务中心继续监测和评估用户睡眠质量，评价助眠方案的效果，及时调整方案，以睡眠监测—睡眠质量评估—助眠方案生成并实施—睡眠质量再评估、方案调整的闭环为用户提供更科学合理的睡眠监测及助眠服务；睡眠监测模块通过用户家中的网络节点（手机或路由器）将睡眠数据上传到云服务中心，云服务中心基于睡眠数据进行睡眠分析和助眠服务，减轻了睡眠监测模块或用户手机的运算负担，同时提高了睡眠方案的准确性（基础数据和对比数据的规模比手机端大得多）。

附图说明：

图1为本发明框架结构示意图。

图2为本发明睡眠监测模块结构示意图。

图3为本发明睡眠监测磁扣部分结构示意图。

图4为本发明睡眠监测磁扣侧视图。

图5为本发明声光助眠模块俯视图。

图6为本发明声光助眠模块剖视图。

具体实施方式：

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步详细说明：

一种智能睡眠监测及助眠云服务系统：智能睡眠监测及助眠云服务系统由睡眠监测模块18、云服务中心19、声光助眠模块10组成，所述睡眠监测模块18包括睡眠监测磁扣1和睡眠管理终端9，所述睡眠监测磁扣1与睡眠管理终端9通过蓝牙或WIFI互联；所述睡眠监测磁扣1具有壳体6，壳体6内安装有体动监测传感单元2、信号采集单元3、中央处理单元4、数据传输单元5，这些单元之间均为电连接。所述声光助眠模块10包括外壳11，外壳11内安装有环境光传感器12、中央控制模块13、无线通讯模块14、多色LED灯带15、触摸屏16、语音模块17；所述环境光传感器、无线通讯模块、多色LED灯带、触摸屏、语音模块均电连接到中央控制模块；睡眠监测模块18通过用户家中的网络节点（手机或路由器）将睡眠数据上传到云服务中心19，云服务中心19再通过WIFI或蓝牙等连接到声光助眠模块10。体动监测传感单元由三轴加速度传感器实现，负责实时监测用户在床时的体动信号。信号采集单元与体动监测传感单元电连接，负责采集体动信号并进行AD转换，转换成体动数字信号，转换后的体动数字信号传输到中央处理单元。中央处理单元负责处理传感单元获取的用户体动数字信号，主要是滤波，存储体动数字信号，通过数据传输单元传输到睡眠监测终端。睡眠管理终端检测用户体动状态（是否有翻身、起身、离床等），评估用户睡眠状态（深睡、浅睡、未睡）和各睡眠状态时间，提供睡眠评分和睡眠报告，睡眠监测终端可以是智能手机（Android或IOS系统均可），也可以是PAD或电脑；睡眠报告可以提供多种信息，A：深度睡眠、中度睡眠、浅度睡眠、清醒时间占整个睡眠周期的百分百统计；B：体动信息的统计及曲线展示；C: 睡眠效率、入睡时长、清醒监测统计；D：睡眠质量评估、睡眠质量评分；E：家庭成员睡眠质量排行榜；F：睡眠干预处方编辑；G：用药提醒及用药规律编辑。睡眠监测磁扣采用两片式分体设计，主体设计成带磁环7的圆形薄壳体，附片设计成超薄防锈铁片8，主体和附片通过磁强力吸附夹在被子正反面，非常方便安装和拆卸；睡眠监测磁扣也可以安装在床垫上。多色LED灯带安装在外壳四周的亚克力槽内，在中央控制模块的控制下发出不同颜色和亮度的光，用于调节环境光参数，从而起到助眠作用。触摸屏安装在外壳顶部中央，作为智能助眠灯的用户交互设备，通过触摸屏用户可以像操作智能手机一样操控智能助眠灯，用户通过触摸屏可以设定闹铃时间、闹铃音乐、助眠首选音乐、助眠首选灯光，还可以选择无线连接的手机等终端。语音模块安装在外壳的背面，用于播放语音（提示音、闹铃和音乐），能够播放1kHz--14 kHz频段的声音或音乐。中央控制模块采用单片机配合其他电路元件构成，用于控制并协调各个单元模块工作，处理环境光传感器获取的信号，结合外部睡眠监测设备获取的睡眠状况，生成适应当前环境光参数和用户个体情况的助眠方案，通过控制多色LED灯带和语音模块提供声光助眠服务，同时提供唤醒服务（浅睡眠状态下唤醒）。睡眠监测模块负责收集睡眠数据，云服务中心负责评估睡眠质量、生成个性化助眠方案并推送助眠服务，声光助眠模块负责实施个性化助眠方案中的声光干预助眠部分，然后在实施助眠方案的过程中，睡眠监测模块和云服务中心继续监测和评估用户睡眠质量，评价助眠方案的效果，及时调整方案，以睡眠监测—睡眠质量评估—助眠方案生成并实施—睡眠质量再评估、方案调整的闭环为用户提供更科学合理的睡眠监测及助眠服务。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (7)

1.一种智能睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于：智能睡眠监测及助眠云服务系统由睡眠监测模块、云服务中心、声光助眠模块组成，所述睡眠监测模块包括睡眠监测磁扣和睡眠管理终端，所述睡眠监测磁扣与睡眠管理终端通过蓝牙或WIFI互联；所述睡眠监测磁扣具有壳体，壳体内安装有体动监测传感单元、信号采集单元、中央处理单元、数据传输单元，这些单元之间均为电连接；所述声光助眠模块包括外壳，外壳内安装有环境光传感器、中央控制模块、无线通讯模块、多色LED灯带、触摸屏、语音模块；所述环境光传感器、无线通讯模块、多色LED灯带、触摸屏、语音模块均电连接到中央控制模块；睡眠监测模块通过用户家中的网络节点将睡眠数据上传到云服务中心，云服务中心再通过WIFI或蓝牙连接到声光助眠模块；

所述体动监测传感单元由三轴加速度传感器实现，负责实时监测用户在床时的体动信号；所述信号采集单元与体动监测传感单元电连接，负责采集体动信号并进行AD转换，转换成体动数字信号，转换后的体动数字信号传输到中央处理单元；所述中央处理单元负责处理传感单元获取的用户体动数字信号，是滤波，存储体动数字信号，通过数据传输单元传输到睡眠监测终端；

所述睡眠管理终端检测用户体动状态：是否有翻身、起身、离床，评估用户睡眠状态：深睡、浅睡、未睡，并评估各睡眠状态时间，提供睡眠评分和睡眠报告，睡眠监测终端是智能手机、PAD或电脑；睡眠报告提供多种信息，A：深度睡眠、中度睡眠、浅度睡眠、清醒时间占整个睡眠周期的百分百统计；B：体动信息的统计及曲线展示；C:睡眠效率、入睡时长、清醒监测统计；D：睡眠质量评估、睡眠质量评分；E：家庭成员睡眠质量排行榜；F：睡眠干预处方编辑；G：用药提醒及用药规律编辑。

2.根据权利要求1所述的智能睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于：所述睡眠监测磁扣采用两片式分体设计，主体设计成带磁环的圆形薄壳体，附片设计成超薄防锈铁片，主体和附片通过磁强力吸附夹在被子正反面，非常方便安装和拆卸；睡眠监测磁扣安装在床垫上。

3.根据权利要求1所述的智能睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于：所述多色LED灯带安装在外壳四周的亚克力槽内，在中央控制模块的控制下发出不同颜色和亮度的光，用于调节环境光参数，从而起到助眠作用。

4.根据权利要求1所述的智能睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于：所述触摸屏安装在灯壳正面的上半部位，作为智能助眠灯的用户交互设备，通过触摸屏用户像操作智能手机一样操控智能助眠灯，用户通过触摸屏设定闹铃时间、闹铃音乐、助眠首选音乐、助眠首选灯光，选择无线连接的手机终端。

5.根据权利要求1所述的智能睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于：所述语音模块安装在外壳的背面，用于播放语音，能够播放1kHz--14kHz频段的声音或音乐。

6.根据权利要求1所述的智能睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于：所述中央控制模块采用单片机配合其他电路元件构成，用于控制并协调各个单元模块工作，处理环境光传感器获取的信号，结合外部睡眠监测设备获取的睡眠状况，生成适应当前环境光参数和用户个体情况的助眠方案，通过控制语音模块和多色LED灯带提供声光助眠服务，同时提供唤醒服务。

7.根据权利要求1所述的智能睡眠监测及助眠云服务系统，其特征在于：所述睡眠监测模块负责收集睡眠数据，云服务中心负责评估睡眠质量、生成个性化助眠方案并推送助眠服务，声光助眠模块负责实施个性化助眠方案中的声光干预助眠部分，然后在实施助眠方案的过程中，睡眠监测模块和云服务中心继续监测和评估用户睡眠质量，评价助眠方案的效果，及时调整方案，以睡眠监测—睡眠质量评估—助眠方案生成并实施—睡眠质量再评估、方案调整的闭环为用户提供更科学合理的睡眠监测及助眠服务。