CN108969863A - 辅助睡眠和渐进唤醒系统 - Google Patents
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Abstract
本发明披露一种辅助睡眠和渐进唤醒系统，能够按照设定的时间和人体的睡眠状态调节环境参数，辅助睡眠和逐渐把人唤醒的装置，包括定时装置、睡眠监测装置和执行装置。所述定时装置为手机APP,所述手机APP为自己开发；所述睡眠监测装置为带有睡眠监测功能和蓝牙功能的手环，所述手环可以直接利用现有的技术成果；所述执行装置包括微控制器、蓝牙模块、红外发射器、温度传感器、亮度传感器、LED灯、音响、显示屏，所述执行装置的各个部分都集成在房间吊灯上。本发明结构简单，集成度高，经济性强，与用户的交互性强，能实时监控用户的睡眠状态，亮度和色温的调节符合人体生物学规律，能最大程度地确保将使用者逐渐唤醒。
Description
技术领域
本发明涉及睡眠辅助，具体涉及一种辅助睡眠和渐进唤醒系统。
背景技术
随着生活节奏的加快，睡眠问题也逐渐成为了危害人类健康的一大“杀手”。其中“入睡难”和“暴力惊醒”更是让很多人叫苦不迭。人类睡眠质量研究表明，深度睡眠中太过突然和强烈地被惊醒，容易影响记忆力、心理和精神状态，造成越睡越累，久而久之导致慢性压力，影响身心健康。
现今辅助睡眠大多以药物为主，渐进唤醒系统虽然有一定的成果，但是大多为开环系统，与用户的交互性差，灯光调节部分只是粗略地调节亮度，不能兼顾色温，调节算法粗制滥造，不符合人体生物学规律。此外，产品均忽略了温度对睡眠状态的影响，且集成度低，经济型和实用性不强。
发明内容
针对现有辅助睡眠和渐进唤醒技术的不足，本发明提供了一种辅助睡眠和渐近唤醒装置，解决了人们入睡难和暴力惊醒的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种辅助睡眠和渐进唤醒系统，能够按照设定的时间和人体的睡眠状态调节环境参数，辅助睡眠和逐渐把人唤醒的装置，用室内的灯、空调、音响组合营造适宜入睡环境和模拟日出环境，分别达到辅助睡眠和渐进唤醒的目的。
所述辅助睡眠和渐进唤醒系统包括定时装置、睡眠监测装置和执行装置。所述定时装置为手机APP,所述手机APP为自己开发，APP通过蓝牙与执行装置相连。所述睡眠监测装置为带有睡眠监测功能和蓝牙功能的手环，手环通过蓝牙与执行装置相连，所述手环可以直接利用现有的技术成果。所述执行装置包括微控制器、蓝牙模块、红外发射器、温度传感器、亮度传感器、LED灯、音响、显示屏，所述执行装置通过电路板和导线将各个部分连接到微控制器；所述微控制器、蓝牙模块、温度传感器、LED灯、音响集成在吊灯内部，所述红外发射器放置在吊灯外部的旋转基座上，便于在安装时根据房间的实际情况调整红外发射器的指向；所述LED灯由采用RGB调色方案，R为红光强度，G为绿光强度，B为蓝光强度，所述微控制器通过控制LED灯R、G、B三个值的比例控制色温，通过控制LED灯R、G、B三个值的大小控制亮度；所述亮度传感器放置在吊灯外部灯光无法直射的位置；所述执行装置中温度传感器监测到的房间温度数值、执行装置接收到的测量装置测量的睡眠状态信息、执行装置接收到的定时装置设定的数值，都会在所述执行装置的显示屏上显示。
入睡之前，手机APP将设定的起床时间通过蓝牙发送给执行装置，执行装置的蓝牙模块接收到这个信息后传送给微处理器，微处理器控制系统启动，开始接收手环信息。若手环检测到此时人处在清醒状态，则执行装置接收到手环的信息后通过红外发射器和音响控制室内温度和音乐营造舒适的睡眠环境，帮助入睡；辅助睡眠的功能可以根据使用者的需要，通过定时装置手机APP选择开启或者关闭；直到检测装置手环检测到人已经入睡，微处理器接收到手环信息后控制执行装置进入休眠模式，到设定的起床时间25分钟之前开启。此时检测装置手环检测人体的睡眠状态，若人体此时处在REM（快速眼动）状态，则微处理器接收到手环信息后控制执行装置进入唤醒模式A，即红外发射器控制空调开启，调节房间温度，微处理器调节LED的R、G、B三个参数的比例和大小，来控制灯光的色温和亮度，模拟日出过程；在设定时间前十分钟，微处理器控制音响播放音乐，直至唤醒；在起床时间前25分钟之前，若检测装置手环检测到人体不属于REM（快速眼动）状态，则进入唤醒模式B，即微控制器接收到手环信息后先调节LED灯的R、G、B三个参数使其发出蓝绿光，调节人体褪黑激素的分泌，直到手环检测到人体达到REM（快速眼动）状态，微处理器接收到手环信息后控制执行装置开始执行唤醒模式A的过程。
本发明提供了一种能够按照设定的时间和人体的睡眠状态调节环境参数，辅助睡眠和逐渐把人唤醒的装置，具备以下有益效果：
1、该辅助睡眠和渐进唤醒装置与用户的交互性强，能实时监控用户的睡眠状态，使执行装置的输入值更加精确，能最大限度保证装置对人生理状态调控的准确性和时效性。
2、该辅助睡眠和渐进唤醒装置亮度和色温的调节符合人体生物学规律：系统通过调整LED光线中红光、蓝光、绿光的比例和数值大小来决定输出的色温和亮度。色温和亮度采用闭环调节，系统首先会根据人体睡眠状态和唤醒时间确定LED光线中红光、蓝光、绿光的比例，然后根据亮度传感器的反馈值调节LED输出的亮度。在辅助睡眠过程中，装置发出的光的色温从4000K逐渐均匀变化到2000K，亮度从50lx逐渐均匀变化到2.5lx；在渐进唤醒过程中，装置发出的光的色温从2000K逐渐均匀变化到6000K亮度从5lx逐渐均匀变换到300lx。
3、该辅助睡眠和渐进唤醒装置能够调节温度，在辅助睡眠和渐进唤醒时，系统根据温度传感器监测到的当前温度做出判别，然后通过红外发射器给空调发送指令来调节房间温度使房间温度达到26度左右的人体舒适范围。
4、该辅助睡眠和渐进唤醒装置集成度高，执行装置的所有部件都集成在一个吊灯上，外形美观别致，既兼顾了日常照明、装饰，又能起到辅助睡眠和渐进唤醒的效果，实用性和经济性都很高。
附图说明
图1为本发明辅助睡眠和渐进唤醒系统的总体结构示意图；
图2为本发明辅助睡眠和渐进唤醒系统的工作流程图；
图3为本发明辅助睡眠和渐进唤醒系统的具体结构示意图；
附图标记如下：1表示执行装置系统、2表示手环、3表示APP、4表示空调、5表示执行系统微控制器、6表示蓝牙模块、7表示红外发射器、8表示温度传感器、9表示亮度传感器、10表示LED灯、11 表示音响、12表示显示屏。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种辅助睡眠和渐进唤醒系统，具体结构如图3所示：睡觉之前，使用者通过手机app3对起床时间和是否开启辅助睡眠功能进行设定。设定完成后，手机app3通过蓝牙将设定信息传递给执行装置1，执行装置1接收到设定的时间后开始工作。若辅助睡眠功能设定为开启，此时执行装置1开始接收手环2信息，在人入睡之前执行装置1主要通过红外发射器7控制空调4来调控温度和通过微控制器5直接控制音响11播放音乐营造舒适的睡眠环境，帮助入睡。当手环2检测到人已经入睡后，执行装置1进入休眠模式，直到距离设定的起床时间还有25分钟时开启。若辅助睡眠功能设定为关闭，则执行装置1直接休眠到距离设定的起床时间还有25分钟时开始工作。到达距离设定的起床时间为25分钟后，此时手环2检测人体的睡眠状态。若人体此时处在REM（快速眼动）状态，则微处理器5接收到手环2信息后控制执行装置1进入唤醒模式A，即微控制器5通过红外发射器7控制空调4开启，调节房间温度，同时，微处理器5调节10LED灯的R、G、B三个参数的比例和大小，来控制灯光的色温和亮度，模拟日出过程；在设定时间前十分钟，微处理器5控制音响11播放音乐，直至手环2检测到人已经被唤醒；在起床时间前25分钟之前，若检测装置手环2检测到人体不属于REM（快速眼动）状态，则进入唤醒模式B,即微控制器5接收到手环2信息后先调节LED灯10的R、G、B三个参数使其发出蓝绿光，调节人体褪黑激素的分泌，直到手环2检测到人体达到REM（快速眼动）状态，微处理器5接收到手环2信息后控制执行装置1开始执行唤醒模式A的过程。
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变化、修改、替换和变型，本发明型专利的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种辅助睡眠和渐进唤醒系统，其特征在于包括定时装置、睡眠监测装置和执行装置；所述定时装置为手机APP,所述手机APP为自己开发，APP通过蓝牙与执行装置相连；所述睡眠监测装置为带有睡眠监测功能和蓝牙功能的手环，手环通过蓝牙与执行装置相连，所述手环可以直接利用现有的技术成果；所述执行装置包括微控制器、蓝牙模块、红外发射器、温度传感器、亮度传感器、LED灯、音响、显示屏，所述执行装置通过电路板和导线将各个部分连接到微控制器；所述微控制器、蓝牙模块、温度传感器、LED灯、音响集成在吊灯内部，所述红外发射器放置在吊灯外部的旋转基座上，便于在安装时根据房间的实际情况调整红外发射器的指向；所述LED灯由采用RGB调色方案，R为红光强度，G为绿光强度，B为蓝光强度，所述微控制器通过控制LED灯R、G、B三个值的比例控制色温，通过控制LED灯R、G、B三个值的大小控制亮度；所述亮度传感器放置在吊灯外部灯光无法直射的位置； 所述执行装置中温度传感器监测到的房间温度数值、执行装置接收到的测量装置测量的睡眠状态信息、执行装置接收到的定时装置设定的数值，都会在所述执行装置的显示屏上显示； 入睡之前，手机APP将设定的起床时间通过蓝牙发送给执行装置，执行装置的蓝牙模块接收到这个信息后传送给微处理器，微处理器控制系统启动，开始接收手环信息；若手环检测到此时人处在清醒状态，则执行装置接收到手环的信息后通过红外发射器和音响控制室内温度和音乐营造舒适的睡眠环境，帮助入睡；辅助睡眠的功能可以根据使用者的需要，通过定时装置手机APP选择开启或者关闭；直到检测装置手环检测到人已经入睡，微处理器接收到手环信息后控制执行装置进入休眠模式，到设定的起床时间25分钟之前开启；此时检测装置手环检测人体的睡眠状态，若人体此时处在REM状态，则微处理器接收到手环信息后控制执行装置进入唤醒模式A，即红外发射器控制空调开启，调节房间温度，微处理器调节LED的R、G、B三个参数的比例和大小，来控制灯光的色温和亮度，模拟日出过程；在设定时间前十分钟，微处理器控制音响播放音乐，直至唤醒；在起床时间前25分钟之前，若检测装置手环检测到人体不属于REM状态，则进入唤醒模式B,即微控制器接收到手环信息后先调节LED灯的R、G、B三个参数使其发出蓝绿光，调节人体褪黑激素的分泌，直到手环检测到人体达到REM状态，微处理器接收到手环信息后控制执行装置开始执行唤醒模式A的过程。
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