CN108403087A - 一种睡眠监测与督管系统 - Google Patents

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Abstract

一种睡眠监测与督管系统，包括微控制器，充气床垫，设置在充气床垫内的压力监测装置，声音叫醒装置,还包括灯光叫醒装置。通过压力监测装置采集用户睡眠状态，微控制器根据用户睡眠状态和预设起床时间控制叫醒装置将用户叫醒，采用灯光和声音相配合的叫醒方式，先通过灯光叫醒装置让用户起床时从深度睡眠的状态过渡到浅度睡眠，再通过声音叫醒装置将用户叫醒，可以避免传统闹钟叫醒突然将用户惊醒而产生的不适应症状，并且配合手机应用提醒督促用户睡觉时间，使用方便、智能。

Description

一种睡眠监测与督管系统
技术领域
本发明涉及一种智能家居管理系统，特别是一种睡眠监测与督管系统。
背景技术
目前，在传统的睡眠叫醒中，使用的是闹钟或是在手机设置好的闹铃，而随着社会的发展，熬夜现象变得越来越普遍，导致在叫醒设备上设置好的叫醒时间往往还是在人体的深度睡眠中，而在人深度睡眠的情况下，将人叫醒，会对人体产生许多不利的影响，甚至对人的身体健康造成很大的危害。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种能够监测人体睡眠状态，避免传统睡眠叫醒的种种缺点，符合人体睡眠规律，改善睡眠习惯的睡眠监测与督管系统。
本发明的技术方案是：一种睡眠监测与督管系统，包括微控制器，充气床垫，设置在充气床垫内的压力监测装置，声音叫醒装置；
所述的微控制器包括搭载了数据处理芯片的集成电路板，微控制器的集成电路板上还搭载了无线通信模块，定时模块，蓝牙模块，所述的无线通信模块用于接收数据，定时模块用于计时和同步各个设备之间的工作时间，蓝牙模块用于与用户手机蓝牙连接交换数据；
所述的压力监测装置与微控制器无线通信连接，包括设置在充气床垫内的气压计和与气压计连接的无线输出模块，所述的气压计用于监测躺在充气床垫上的用户向充气床垫施加的压力及压力变化数据，所述的无线输出模块用于将用户向充气床垫施加的压力及压力变化数据输出给微控制器的数据处理单元；
所述的声音叫醒装置与微控制器连接，用于通过声音叫醒睡眠中的用户；
所述的微控制器的数据处理芯片用于处理压力监测装置采集的用户向充气床垫施加的压力及压力变化数据，来判断用户睡眠状态，并根据预设时间和用户的睡眠状态，控制声音叫醒装置将用户叫醒。
为了在叫醒时让用户更加适应，本发明的进一步方案是：还包括灯光叫醒装置，所述的灯光叫醒装置与微控制器连接，包括可调节亮度的灯泡和灯光驱动装置，所述灯光驱动装置与微控制器的数据处理芯片连接，微控制器根据用户睡眠状态控制灯光驱动装置调节灯泡的输入电压，以实现控制灯泡的亮度。
为了方便用户设置起床时间和查看用户睡眠状态，本发明的进一步方案是：微控制器上还设有交互界面，可用于设置叫醒时间，并可以查看微控制器内缓存的睡眠状态数据，用以改善睡眠习惯。
本发明进一步的方案是：所述的微控制器为意法半导体公司生产的STM32F4高性能微控制器。
本发明进一步的方案是：所述的无线输出模块和无线通信模块都为Nordic公司生产的nrf2401单芯片无线收发芯片。
本发明进一步的方案是：所述的气压计为美国MEAS传感器公司生产的MS5611压阻式低压大气压力传感器。
一种基于睡眠监测与督管系统的睡眠叫醒方法，其特征是当本系统内时间到达预先设定的起床时间之前15分钟～20分钟时，本系统会开始控制灯光叫醒装置逐渐调亮用户寝室内的灯光，当本系统内时间到达预先设定的起床时间时将室内光亮调至最亮，同时本系统会控制声音叫醒装置开始播放预先设定的叫醒铃声，本系统的压力监测装置监测到人体从寝具上离开时声音叫醒装置会停止播放叫醒铃声，本方法通过预先调节室内光线让人体先适应起床环境，再播放叫醒铃声，可以避免闹钟突然将睡眠中的用户叫醒产生的各种不适应状况。
本发明的进一步方案是：包括当用户不想起床时，将手机蓝牙打开，通过手机蓝牙模块连接本系统，通过应用界面内的强制关闭界面关闭叫醒铃声和灯光叫醒装置的步骤。
一种基于睡眠监测与督管系统的睡眠督促方法，其特征是包括当到达睡眠时间时，系统监测到用户未躺在寝具上，系统会通过蓝牙模块发送提醒指令至用户手机的应用模块，用户手机上的应用模块控制手机振动和闪光灯闪烁，并在应用界面内出现睡眠提示字符。
本发明与现有技术相比，通过压力监测装置采集用户睡眠状态，微控制器根据用户睡眠状态和预设起床时间控制叫醒装置将用户叫醒，采用灯光和声音相配合的叫醒方式，先通过灯光叫醒装置让用户起床时从深度睡眠的状态过渡到浅度睡眠，再通过声音叫醒装置将用户叫醒，可以避免传统闹钟叫醒突然将用户惊醒而产生的不适应症状，并且配合手机应用提醒督促用户睡觉时间，使用方便、智能。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种睡眠监测与督管系统，包括微控制器1，充气床垫2，压力监测装置3，声音叫醒装置4；
所述的微控制器1包括搭载了数据处理芯片101的集成电路板，微控制器1的集成电路板100上还搭载了无线通信模块102，定时模块103，蓝牙模块104，所述的无线通信模块102用于接收数据，定时模块103用于计时和同步各个设备之间的工作时间，蓝牙模块104用于与用户手机000蓝牙连接交换数据；
所述的压力监测装置3与微控制器1无线通信连接，包括设置在充气床垫2内的气压计301和与气压计301连接的无线输出模块302，所述的气压计301用于监测躺在充气床垫2上的用户向充气床垫2施加的压力及压力变化数据，所述的无线输出模块302用于将用户向充气床垫施加的压力及压力变化数据输出给微控制器1的数据处理单元101；
所述的声音叫醒装置4与微控制器1连接，用于通过声音叫醒睡眠中的用户；
所述的微控制器1的数据处理芯片101用于处理压力监测装置3采集的用户向充气床垫施加的压力及压力变化数据，来判断用户睡眠状态，并根据预设时间和用户的睡眠状态，控制声音叫醒装置4将用户叫醒。
为了在叫醒时让用户更加适应，进一步方案是：还包括灯光叫醒装置5，所述的灯光叫醒装置5与微控制器1连接，包括可调节亮度的灯泡501和灯光驱动装置502，所述灯光驱动装置502与微控制器1的数据处理芯片101连接，微控制器1根据用户睡眠状态控制灯光驱动装置502调节灯泡501的输入电压，以实现控制灯泡的亮度。
为了方便用户设置起床时间和查看用户睡眠状态，进一步方案是：微控制器1上还设有交互界面105，可用于设置叫醒时间，并可以查看微控制器内缓存的睡眠状态数据，用以改善睡眠习惯。
进一步的方案是：所述的微控制器1为意法半导体公司生产的STM32F4高性能微控制器。
进一步的方案是：所述的无线通信模块102和无线输出模块302都为Nordic公司生产的nrf2401单芯片无线收发芯片。
进一步的方案是：所述的气压计301为美国MEAS传感器公司生产的MS5611压阻式低压大气压力传感器。

Claims (9)

1.一种睡眠监测与督管系统，包括微控制器，充气床垫，设置在充气床垫内的压力监测装置，声音叫醒装置；
所述的微控制器包括搭载了数据处理芯片的集成电路板，微控制器的集成电路板上还搭载了无线通信模块，定时模块，蓝牙模块，所述的无线通信模块用于接收数据，定时模块用于计时和同步各个设备之间的工作时间，蓝牙模块用于与用户手机蓝牙连接交换数据；
所述的压力监测装置与微控制器无线通信连接，包括设置在充气床垫内的气压计和与气压计连接的无线输出模块，所述的气压计用于监测躺在充气床垫上的用户向充气床垫施加的压力及压力变化数据，所述的无线输出模块用于将用户向充气床垫施加的压力及压力变化数据输出给微控制器的数据处理单元；
所述的声音叫醒装置与微控制器连接，用于通过声音叫醒睡眠中的用户；
所述的微控制器的数据处理芯片用于处理压力监测装置采集的用户向充气床垫施加的压力及压力变化数据，来判断用户睡眠状态，并根据预设时间和用户的睡眠状态，控制声音叫醒装置将用户叫醒。
2.如权利要求1所述的一种睡眠监测与督管系统，其特征是还包括灯光叫醒装置，所述的灯光叫醒装置与微控制器连接，包括可调节亮度的灯泡和灯光驱动装置，所述灯光驱动装置与微控制器的数据处理芯片连接，微控制器根据用户睡眠状态控制灯光驱动装置调节灯泡的输入电压，以实现控制灯泡的亮度。
3.如权利要求1或2所述的一种睡眠监测与督管系统，其特征是微控制器上还设有交互界面，可用于设置叫醒时间，并可以查看微控制器内缓存的睡眠状态数据。
4.如权利要求1或2所述的一种睡眠监测与督管系统，其特征是所述的微控制器为意法半导体公司生产的STM32F4高性能微控制器。
5.如权利要求1或2所述的一种睡眠监测与督管系统，其特征是所述的无线输出模块和无线通信模块都为Nordic公司生产的nrf2401单芯片无线收发芯片。
6.如权利要求1或2所述的一种睡眠监测与督管系统，其特征是所述的气压计为美国MEAS传感器公司生产的MS5611压阻式低压大气压力传感器。
7.一种基于睡眠监测与督管系统的睡眠叫醒方法，其特征是当本系统内时间到达预先设定的起床时间之前15分钟～20分钟时，本系统会开始控制灯光叫醒装置逐渐调亮用户寝室内的灯光，当本系统内时间到达预先设定的起床时间时将室内光亮调至最亮，同时本系统会控制声音叫醒装置开始播放预先设定的叫醒铃声，本系统的压力监测装置监测到人体从寝具上离开时声音叫醒装置会停止播放叫醒铃声，本方法通过预先调节室内光线让人体先适应起床环境，再播放叫醒铃声，可以避免闹钟突然将睡眠中的用户叫醒产生的各种不适应状况。
8.如权利要求7所述的一种基于睡眠监测与督管系统的睡眠叫醒方法，其特征是包括当用户不想起床时，将手机蓝牙打开，通过手机蓝牙模块连接本系统，通过应用界面内的强制关闭界面关闭叫醒铃声和灯光叫醒装置的步骤。
9.一种基于睡眠监测与督管系统的睡眠督促方法，其特征是包括当到达睡眠时间时，系统监测到用户未躺在寝具上，系统会通过蓝牙模块发送提醒指令至用户手机的应用模块，用户手机上的应用模块控制手机振动和闪光灯闪烁，并在应用界面内出现睡眠提示字符。
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