CN107315352A - 一种判断人是否产生睡眠行为的装置及其使用方法 - Google Patents

一种判断人是否产生睡眠行为的装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种判断人是否产生睡眠行为的装置及其使用方法，装置包括控制芯片、数据采集模块、存储模块、实时时钟模块以及无线通信模块；控制芯片用于控制数据采集模块、存储模块以及实时时钟模块的功能实现，以及对所述数据采集模块采集到的数据进行分析，并结合历史数据给出控制方案；所述数据采集模块用于采集用户进入睡眠动作的信息；存储模块用于存储数据采集模块和实时时钟模块的相关数据；实时时钟模块用于用户睡眠发生的实时时间以及用户的睡眠时长数据。本发明通过采集用户的睡眠信息，结合睡眠时间及历史存储数据来判断用户睡眠行为，进而使智能家居控制系统对家中各类电器进行自动睡眠控制，达到节能减排、节省用户时间效果。

Description

一种判断人是否产生睡眠行为的装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种判断人是否产生睡眠行为的装置及其使用方法。
背景技术
现今正处于当全世界的科学技术飞速发展的时期，人类的生活水平得到了显著的提高，衣食住行也变得更为方便，同时对日常生活中行为便捷度的要求也日益提升，这很大程度上归功于各种方便有效的电子设备。随着互联网思维的影响越来越大，“智能家居”这一概念逐渐深入人心，并且在各城市家庭中得到了一定的应用，成为未来家居装饰潮流发展的最新方向。但智能家居正处于发展阶段，家居智能化存在一系列问题等待解决，同时在技术领域也存在很大的空间值得我们发掘。例如，在智能化方面，应该使各个用电设备的控制更为便捷，从而进一步减少人工控制的程度。如果能够获取家中人做出的行为信息，那么智能系统便可以做出决策，控制房内各个电器的使用，使家居智能化。在识别方法上，可以借助各种传感器来判断人与各种物体间的距离，或者感知某种物体(人)的运动状态，因此，传感器的应用显得尤为重要。
人的行为取决于在家中不同场景。从卧室的场景来看，人在进入睡眠后，各类大功率的用电器均可以进入省电模式，这里的节能效益较为可观。因此，当系统能够感知到用户睡眠的相关动作时，便可以准确地对家中各类用电器进行一系列的节能操作。同时，根据用户的睡眠习惯。系统能够更加智能地为用户提供用电服务以上均是智能家居所能带来的好处，符合可持续发展的战略。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种判断人是否产生睡眠行为的装置及其使用方法，通过采集用户的睡眠信息，结合睡眠时间及历史存储数据来判断用户睡眠行为，进而使智能家居控制系统对家中各类电器进行自动睡眠控制，达到节能减排，节省用户时间和精力的效果。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种判断人是否产生睡眠行为的装置，包括控制芯片、数据采集模块、存储模块、实时时钟模块以及无线通信模块，所述数据采集模块、存储模块、实时时钟模块均与所述控制芯片连接，所述数据采集模块通过所述无线通信模块与所述控制芯片连接；其中
所述控制芯片用于控制数据采集模块、存储模块以及实时时钟模块的功能实现，以及对所述数据采集模块采集到的数据进行分析，并结合历史数据给出控制方案；
所述数据采集模块用于采集用户进入睡眠动作的信息；
所述存储模块用于存储数据采集模块和实时时钟模块的相关数据；
所述实时时钟模块用于用户睡眠发生的实时时间以及用户的睡眠时长数据。
进一步地，所述控制芯片采用μC/OS操作系统，用于完成对采集到的数据分析以及给出控制方案。
进一步地，所述数据采集模块包括红外传感器和超声波传感器，所述红外传感器用于检测用户是否处于床上，所述超声波传感器用于检测床平面至天花板的距离。
进一步地，所述红外传感器采用红外传感器HC-SR501，所述超声波传感器采用超声波传感器HC-SR04-P。
进一步地，所述无线通信模块采用ZigBee无线通信模块或者WiFi模块或者蓝牙模块。
本发明另一目的是提供一种判断人是否产生睡眠行为的装置的使用方法，包括下述步骤：
S1、将数据采集模块设置于床对上的天花板上，当用户躺着床上时，触发数据采集模块的红外线感应，此时得到用户已躺在床上的结论；
S2、确定用户已躺在床上后，实时时钟模块记录用户躺在床上的实时时间，同时控制芯片的定时器开始计时；在用户起床后，存储模块储存用户的睡眠时长信息并记录用户在该行为下的习惯；
S3、根据用户的睡眠时间以及睡眠习惯，控制芯片进行分析处理；根据分析处理，智能家居控制系统对家中各类电器进行自动省电控制，并积累数据。
进一步地，所述步骤S3中控制芯片进行分析处理，控制芯片根据用户产生睡觉行为的发生时间，判断用户是否进行午睡或者晚睡，从而对各类家用电器进行省电控制。
采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：
(1)通过本发明，家居系统能够更加有序地执行用电器的开关控制，进而达到用电器的合理使用；
(2)通过本发明，用户过多地手动控制闲置的用电器，节省人力；
(3)通过本发明，控制系统能够有效地关闭各类待机电源以及减小闲置用电器功率，节能减排。
附图说明
图1为本发明一种判断人是否产生睡眠行为的装置的结构示意图；
图2为本发明一种判断人是否产生睡眠行为的装置的使用方法流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种判断人是否产生睡眠行为的装置，它包括了：实时数据采集模块、时钟模块、存储模块、控制芯片以及无线通信模块。
实时数据采集模块由红外传感器HC-SR501以及超声波传感器HC-SR04-P组成，主要作用是采集用户进入睡眠动作的信息。
时钟模块由STM32F429搭建的嵌入式系统中的实时时钟RTC提供用户睡眠发生的实时时间以及用户的睡眠时长等数据。
存储模块为硬件STM32F429中存储器，用于存储用户相关行为数据。
控制芯片的控制系统为μC/OS操作系统，完成对采集到的数据分析，并结合历史数据给出控制方案。
无线通信模块为ZigBee无线通信模块，传输实时采集到的数据以及控制系统下达控制命令。
如图2所示，本发明装置的使用方法流程为：
1、开始睡眠触发
将数据采集模块安装于卧室中床用户习惯躺卧位置对应的天花板上，当用户欲上床休息时，靠近床时将采集到用户身体发出的红外线，坐到床上后将会改变床到天花板的距离。因此，在红外传感器接收到红外信号的前提条件下，原先天花板到床的距离发生了改变，说明用户在床上了。此时通过ZigBee无线通信模块给实时时钟发送触发信号。实时时钟收到脉冲信号后，记录下当前时间，同时使能计数器开始计时。
2、分析数据及决策
从实时时钟RTC得到用户开始睡眠的时间之后，控制系统通过时间与历史数据进行判别用户的行为(午睡、闲躺、晚睡等)，从而渐渐控制家中大功率的用电器进入省电模式。
3、结束睡眠触发
因为只要用户躺在床上，即使熟睡时的微小动作无法触发红外传感器，也将触发超声波传感器，因此只有用户完全离开床一小段时间后才能产生结束睡眠触发。
4、储存数据
在用户起床后，产生结束睡眠触发，此时意为睡眠结束，则控制系统再次记录睡眠结束时间。同时系统将储存本次用户的睡眠开始时间和睡眠结束时间，为控制系统分析用户习惯，做出更加准确的决策提供数据基础。
本发明装置，可根据用户产生睡觉行为的发生时间，判断用户是否进行午睡或者晚睡，从而对各类家用电器如空调，电灯，插座等做出省电控制。这样，控制系统能更加准确地决策家里各类电器的开关，进而达到解放人力，节能减排的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种等效的变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (7)

1.一种判断人是否产生睡眠行为的装置，其特征在于，包括控制芯片、数据采集模块、存储模块、实时时钟模块以及无线通信模块，所述数据采集模块、存储模块、实时时钟模块均与所述控制芯片连接，所述数据采集模块通过所述无线通信模块与所述控制芯片连接；其中
所述控制芯片用于控制数据采集模块、存储模块以及实时时钟模块的功能实现，以及对所述数据采集模块采集到的数据进行分析，并结合历史数据给出控制方案；
所述数据采集模块用于采集用户进入睡眠动作的信息；
所述存储模块用于存储数据采集模块和实时时钟模块的相关数据；
所述实时时钟模块用于用户睡眠发生的实时时间以及用户的睡眠时长数据。
2.如权利要求1所述的一种判断用户使用卫生间时长的装置，其特征在于，所述控制芯片采用μC/OS操作系统，用于完成对采集到的数据分析以及给出控制方案。
3.如权利要求1所述的一种判断用户使用卫生间时长的装置，其特征在于，所述数据采集模块包括红外传感器和超声波传感器，所述红外传感器用于检测用户是否处于床上，所述超声波传感器用于检测床平面至天花板的距离。
4.如权利要求3所述的一种判断用户使用卫生间时长的装置，其特征在于，所述红外传感器采用红外传感器HC-SR501，所述超声波传感器采用超声波传感器HC-SR04-P。
5.如权利要求1所述的一种判断用户使用卫生间时长的装置，其特征在于，所述无线通信模块采用ZigBee无线通信模块或者WiFi模块或者蓝牙模块。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种判断人是否产生睡眠行为的装置的使用方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、将数据采集模块设置于床对上的天花板上，当用户躺着床上时，触发数据采集模块的红外线感应，此时得到用户已躺在床上的结论；
S2、确定用户已躺在床上后，实时时钟模块记录用户躺在床上的实时时间，同时控制芯片的定时器开始计时；在用户起床后，存储模块储存用户的睡眠时长信息并记录用户在该行为下的习惯；
S3、根据用户的睡眠时间以及睡眠习惯，控制芯片进行分析处理；根据分析处理，智能家居控制系统对家中各类电器进行自动省电控制，并积累数据。
7.如权利要求6所述的一种判断人是否产生睡眠行为的装置的使用方法，其特征在于，所述步骤S3中控制芯片进行分析处理，控制芯片根据用户产生睡觉行为的发生时间，判断用户是否进行午睡或者晚睡，从而对各类家用电器进行省电控制。
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