CN109864710A - 一种具有睡眠检测功能的睡衣 - Google Patents

Abstract

一种具有睡眠检测功能的睡衣，其可确保睡眠的舒适性，可降低检测数据误差，大大提高睡眠质量监测的准确性，其包括睡衣本体，所述睡衣本体内缝装有睡眠检测模块，所述睡眠检测模块包括重力加速度传感器U3，所述睡眠检测模块与移动终端无线通信连接，所述移动终端内安装有睡眠监测APP。

Description

一种具有睡眠检测功能的睡衣

技术领域

本发明涉及智能衣物技术领域，具体为一种具有睡眠监测功能的睡衣。

背景技术

由于生活节奏的加快及工作等压力影响，睡眠问题存在于大部分人群中，由睡眠问题而导致的脱发、记忆力下降、免疫力下降等疾病屡见不鲜，但是人们往往无法准确评估自己的睡眠质量。人的睡眠质量可以通过在睡眠状态下的活动频率和幅值进行判断，目前，市面上提供了一种智能检测手环可用于对人的睡眠质量进行检测和评估，但是该手环需携带于手腕上，携带不方便，且由于携带部位较为特殊易给手腕带来不舒适感，导致人在睡眠过程中动作频繁，严重影响了睡眠的舒适性以及睡眠质量监测的精确性，且现有的检测手环内各元件之间的信号存在干扰，导致检测数据存在较大误差，进一步影响了睡眠质量监测的精确性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的使用手环监测睡眠质量易影响睡眠的舒适性，导致检测数据误差大、睡眠质量监测的准确性低的问题，本发明提供了一种具有睡眠检测功能的睡衣，其可确保睡眠的舒适性，可降低检测数据误差，大大提高睡眠质量监测的准确性。

本发明的技术方案如下：一种具有睡眠检测功能的睡衣，其包括睡衣本体，其特征在于，所述睡衣本体内缝装有睡眠检测模块，所述睡眠检测模块包括重力加速度传感器U3，所述睡眠检测模块与移动终端无线通信连接，所述移动终端内安装有睡眠监测APP。

其进一步特征在于，

所述睡眠检测模块还包括蓝牙通讯装置、供电装置、控制装置，所述重力加速度传感器U3、蓝牙通讯装置、供电装置分别与所述控制装置连接，所述供电装置连接π形滤波电路；

所述控制装置为单片机U2，所述单片机U2的型号为STM32F；

所述供电装置为3.7V锂电池；

所述重力加速度传感器U3的型号为Endevco 22：

所述π形滤波电路包括电阻R1，所述电阻R1的一端分别连接电容C1的一端、所述3.7V锂电池，所述电阻R1的另一端分别连接电容C2的正极、电压源VCC，所述电容C2的负极、电容C1的另一端接地，连接器P5的1管脚连接所述单片机U2的的6管脚，所述连接器P5的7管脚连接所述单片机U2的8管脚，所述连接器P5的9管脚连接所述单片机U2的7管脚，所述连接器P5的2管脚连接所述电压源VCC，所述连接器P5的4、6、8、10管脚接地，所述重力加速度传感器U3的1管脚连接连接器P4的2管脚，所述重力加速度传感器U3的2、3管脚分别连接所述单片机U2的23、22管脚，所述重力加速度传感器U3的4、7管脚接地，所述重力加速度传感器U3的5、6管脚分别连接所述电压源VCC，所述连接器P4的1管脚连接所述重力加速度传感器U3的10管脚；所述连接器P4的3、4管脚分别连接所述单片机U2的16、17管脚，所述连接器P4的5管脚分别连接按钮K2的一端、电阻R4的一端、连接器P6的3管脚，所述连接器P4的6管脚分别连接按钮K3的一端、电阻R5的一端、所述连接器P6的1管脚，所述按钮K3、K2的另一端接地，所述电阻R4、R5的另一端连接所述电压源VCC，所述连接器P6的2、4管脚分别连接所述单片机U2的18、19管脚，所述单片机U2的9管脚分别连接电阻R6的一端、按钮K4的一端，所述电阻R6的另一端连接所述电压源VCC，所述按钮K4的另一端接地，所述单片机U2的12管脚分别连接晶振Y1的一端、电容C5的一端，所述单片机U2的13管脚分别连接所述晶振Y1的另一端、电容C7的一端，所述电容C5、C7的另一端连接后接地，所述单片机U2的10、30管脚连接所述电压源VCC，所述单片机U2的32管脚连接电容C6的一端，所述电容C6的另一端、单片机U2的11、31管脚接地，所述连接器P5与所述蓝牙通讯装置连接。

所述睡衣本体为上衣，所述睡衣本体前侧开口部位设置至少三颗自上而下依次布置的纽扣，所述睡衣本体的前侧、所述开口部位的两侧对称设置有睡衣口袋；

所述蓝牙通讯装置布置于其中一个所述睡衣口袋内；

所述移动终端为手机、平板；

所述睡眠监测APP包括数据存储模块、数据处理模块、监测信息反馈模块，所述数据存储模块用于存储所述重力加速度传感器U3检测到活动频率、幅度，所述数据处理模块用于对所述活动频率、幅度值进行处理、分析，获得使用者的睡眠质量情况，所述监测信息反馈模块包括监测信息显示单元、意见反馈单元，所述监测信息显示单元用于显示睡眠质量情况，所述意见反馈单元用于根据睡眠质量情况给予改进意见反馈。

采用本发明的上述结构，将睡眠检测模块缝装于睡衣本体中，通过睡眠检测模块中的重力加速度传感器U3监测人在睡眠状态时的活动频率、幅度大小，并通过无线通信将重力加速度传感器U3中的监测数据发送至移动终端上的睡眠监测APP中，由于睡眠检测模块缝装于睡衣本体中，使用者睡眠时穿着睡衣本体，避免了现有的因携带部位特殊而带来的不舒适感，从而确保了睡眠的舒适性，同时避免了因不舒适而导致的人在睡眠过程中动作频繁的问题出现，降低了检测误差，大大提高了睡眠质量监测的准确性。睡眠监测模块中的供电装置连接π形滤波电路，在工作时，π形滤波电路可有效降低各电子元件之间的干扰信号，进一步降低了检测数据误差，提高了睡眠质量监测的准确性。

附图说明

图1为本发明的睡衣本体的结构示意图；

图2为本发明的结构框图；

图3为本发明的π形滤波电路的电路原理图；

图4为本发明的单片机U2的接口电路图；

图5为本发明的重力传感器U3的接口电路图；

图6为本发明的按钮K2、K3与单片机U2的连接电路原理图；

图7为本发明连接器P5的接口电路图；

图8为本发明的体动强度分布图；

图9为本发明反应睡眠质量情况的睡眠质量监测数据波形图；

图10为本发明的睡眠质量监测的流程图。

具体实施方式

见图1、图2，一种具有睡眠检测功能的睡衣，其包括睡衣本体1，睡衣本体1为上衣，睡衣本体1前侧开口部位设置至少三颗自上而下依次布置的纽扣2，开口部位及纽扣2的设计便于睡衣本体的穿着和扣合，睡衣本体1的前侧、开口部位的两侧对称设置有睡衣口袋3；

睡衣本体1内缝装有睡眠检测模块5，睡眠检测模块5包括重力加速度传感器U3、蓝牙通讯装置11、供电装置12、控制装置13，重力加速度传感器U3、蓝牙通讯装置11、供电装置12分别与控制装置13连接，供电装置12连接π形滤波电路，控制装置13为单片机U2，单片机U2的型号为STM32F，供电装置12为3.7V锂电池，容量为1200mAh，重力加速度传感器U3的型号为：Endevco 22，供电装置12、控制装置13均布置于睡衣本体1的上部，蓝牙通讯装置11布置于其中一个睡衣口袋3中，重力加速度传感器U3布置于睡衣本体1的上部的纽扣2内，3.7V锂电池的使用寿命长、无污染，体积小，适用于智能可穿戴系统，进一步确保了睡眠的舒适度，蓝牙通讯装置11为蓝牙4.0，蓝牙4.0版本拥有BLE传输协议，具有低功耗、传输快、通信功能强大的优点，睡衣本体1为纯棉材质，颜色选用粉色，睡眠检测模块的外壳为pp树脂材料，树脂材料具有无毒、环保、亲肤、绝缘特性，可避免触电，同时可与服装进行无缝结合，进一步确保了睡眠的舒适度，单片机U2选择STM32F主控制芯片，是一种高性能、低成本、低功耗的嵌入式32位微处理器，适用性较强，ADC转换速率快，通信效率高；

见图3至图7，π形滤波电路包括电阻R1，电阻R1的一端分别连接电容C1的一端、3.7V锂电池，电阻R1的另一端分别连接电容C2的正极、电压源VCC，电容C2的负极、电容C1的另一端接地；连接器P5的1管脚连接单片机U2的的6管脚，连接器P5的7管脚连接单片机U2的8管脚，连接器P5的9管脚连接单片机U2的7管脚，连接器P5的2管脚连接电压源VCC，连接器P5的4、6、8、10管脚接地，重力加速度传感器U3的1管脚连接连接器P4的2管脚，重力加速度传感器U3的2、3管脚分别连接单片机U2的23、22管脚，重力加速度传感器U3的4、7管脚接地，重力加速度传感器U3的5、6管脚分别连接电压源VCC，连接器P4的1管脚连接重力加速度传感器U3的10管脚；连接器P4的3、4管脚分别连接单片机U2的16、17管脚，连接器P4的5管脚分别连接按钮K2的一端、电阻R4的一端、连接器P6的3管脚，连接器P4的6管脚分别连接按钮K3的一端、电阻R5的一端、连接器P6的1管脚，按钮K3、K2的另一端接地，电阻R4、R5的另一端连接电压源VCC，连接器P6的2、4管脚分别连接单片机U2的18、19管脚，单片机U2的9管脚分别连接电阻R6的一端、按钮K4的一端，电阻R6的另一端连接电压源VCC，按钮K4的另一端接地，单片机U2的12管脚分别连接晶振Y1的一端、电容C5的一端，单片机U2的13管脚分别连接晶振Y1的另一端、电容C7的一端，电容C5、C7的另一端连接后接地，单片机U2的10、30管脚连接电压源VCC，单片机U2的32管脚连接电容C6的一端，电容C6的另一端、单片机U2的11、31管脚接地，连接器P5与蓝牙通讯装置11连接；

睡眠检测模块通过蓝牙通讯装置11实现与移动终端4的无线通信连接，移动终端4内安装有睡眠监测APP，移动终端4为手机，睡眠监测APP包括数据存储模块41、数据处理模块42、监测信息反馈模块43，数据存储模块41用于存储重力加速度传感器U3检测到活动频率、幅度数据，监测信息反馈模块43包括监测信息显示单元431、意见反馈单元432，数据处理模块42用于对活动频率、幅度数据进行处理、分析，获得使用者的睡眠质量情况，并绘制体动强度分布图、反应睡眠质量情况的睡眠质量监测数据波形图，见图8、图9，监测信息显示单元431用于显示睡眠质量情况，意见反馈单元432用于根据睡眠质量情况给予改进意见反馈，本申请中控制装置13、重力加速度传感器U3、π形滤波电路均可采用现有技术。

其具体工作原理如下所述：见图10，将睡眠监测模块缝装于睡衣本1中，实现智能设备与服装相结合，使用者在睡前穿着睡衣本体1，检测步骤为：S1，使用者在睡前通过按钮K2、K3、K4启动睡眠检测模块，即实现系统初始化，S2，当处于睡眠状态时，通过重力加速度传感器U3实时采集人在睡眠状态时的动作频率及幅度大小，即采集重力加速度，S3，通过蓝牙通讯装置11将重力加速度传感器U3检测到的动作频率、幅度大小传输至手机上的睡眠监测APP中，并通过数据存储模块对数据信息存储，S4，睡眠监测APP中的数据处理模块42对活动频率、幅度进行处理、分析，通过重力加速度反应使用者在睡眠状态的体动强度，S5，绘制出体动强度分布图和睡眠质量监测数据波形图，并通过监测信息反馈模块43中的监测信息显示单元431显示出来，意见反馈单元432根据睡眠质量情况给予改进意见反馈，使用者可以通过睡眠监测APP查看睡眠质量情况和改进意见；

本实施例中，图8中下横轴（X1轴）表示重力加速度S、竖轴（Y轴）表示体动的强、弱，上横轴（X2轴）表示体动时间H，曲线表示不同时间H下的重力加速度S的变化即体动强度的变化；将睡眠质量分为深睡、中睡、浅睡、清醒四个状态，绘制睡眠质量监测数据波形图，图9中下横轴（X1轴）表示重力加速度S，竖轴（Y轴）表示睡眠质量的四个状态，上横轴（X2轴）表示体动时间H，曲线表示不同时间H下的重力加速度S的变化即睡眠质量的变化，以30个整夜的不同时间H下的重力加速度S的平均数值作为参考数据，选择某一晚的重力加速度S的数值与参考数据进行对比分析，得到当天体动强度分布图和睡眠质量的监测数据波形图，深睡状态下的体动强度占当晚整体体动强度的8%，中睡状态下的体动强度占当晚整体体动强度的14%，浅睡状态下的体动强度占当晚整体体动强度的71%，清醒状态下的体动强度占当晚整体体动强度的7%，并分别与参考数据进行对比，从而实现对使用者的睡眠质量的实时监测。

Claims (10)

1.一种具有睡眠检测功能的睡衣，其包括睡衣本体，其特征在于，所述睡衣本体内缝装有睡眠检测模块，所述睡眠检测模块包括重力加速度传感器U3，所述睡眠检测模块与移动终端无线通信连接，所述移动终端内安装有睡眠监测APP。

2.根据权利要求1所述的一种具有睡眠检测功能的睡衣，其特征在于，所述睡眠检测模块还包括蓝牙通讯装置、供电装置、控制装置，所述重力加速度传感器U3、蓝牙通讯装置、供电装置分别与所述控制装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有睡眠检测功能的睡衣，其特征在于，所述供电装置连接π形滤波电路。

4.根据权利要求2或3任一项所述的一种具有睡眠检测功能的睡衣，其特征在于，所述控制装置为单片机U2，所述单片机U2的型号为STM32F。

5.根据权利要求4所述的一种具有睡眠检测功能的睡衣，其特征在于，所述供电装置为3.7V锂电池。

6.根据权利要求5所述的一种具有睡眠检测功能的睡衣，其特征在于，所述重力加速度传感器U3的型号为Endevco 22。

7.根据权利要求6所述的一种具有睡眠检测功能的睡衣，其特征在于，所述π形滤波电路包括电阻R1，所述电阻R1的一端分别连接电容C1的一端、所述3.7V锂电池，所述电阻R1的另一端分别连接电容C2的正极、电压源VCC，所述电容C2的负极、电容C1的另一端接地，连接器P5的1管脚连接所述单片机U2的的6管脚，所述连接器P5的7管脚连接所述单片机U2的8管脚，所述连接器P5的9管脚连接所述单片机U2的7管脚，所述连接器P5的2管脚连接所述电压源VCC，所述连接器P5的4、6、8、10管脚接地，所述重力加速度传感器U3的1管脚连接连接器P4的2管脚，所述重力加速度传感器U3的2、3管脚分别连接所述单片机U2的23、22管脚，所述重力加速度传感器U3的4、7管脚接地，所述重力加速度传感器U3的5、6管脚分别连接所述电压源VCC，所述连接器P4的1管脚连接所述重力加速度传感器U3的10管脚；所述连接器P4的3、4管脚分别连接所述单片机U2的16、17管脚，所述连接器P4的5管脚分别连接按钮K2的一端、电阻R4的一端、连接器P6的3管脚，所述连接器P4的6管脚分别连接按钮K3的一端、电阻R5的一端、所述连接器P6的1管脚，所述按钮K3、K2的另一端接地，所述电阻R4、R5的另一端连接所述电压源VCC，所述连接器P6的2、4管脚分别连接所述单片机U2的18、19管脚，所述单片机U2的9管脚分别连接电阻R6的一端、按钮K4的一端，所述电阻R6的另一端连接所述电压源VCC，所述按钮K4的另一端接地，所述单片机U2的12管脚分别连接晶振Y1的一端、电容C5的一端，所述单片机U2的13管脚分别连接所述晶振Y1的另一端、电容C7的一端，所述电容C5、C7的另一端连接后接地，所述单片机U2的10、30管脚连接所述电压源VCC，所述单片机U2的32管脚连接电容C6的一端，所述电容C6的另一端、单片机U2的11、31管脚接地，所述连接器P5与所述蓝牙通讯装置连接。

8.根据权利要求7所述的一种具有睡眠检测功能的睡衣，其特征在于，所述睡衣本体为上衣，所述睡衣本体前侧开口部位设置至少三颗自上而下依次布置的纽扣，所述睡衣本体的前侧、所述开口部位的两侧对称设置有睡衣口袋，所述蓝牙通讯装置布置于其中一个所述睡衣口袋内。

9.根据权利要求8所述的一种具有睡眠检测功能的睡衣，其特征在于，所述移动终端为手机、平板。

10.根据权利要求1或9任一项所述的一种具有睡眠检测功能的睡衣，其特征在于，所述睡眠监测APP包括数据存储模块、数据处理模块、监测信息反馈模块，所述监测信息反馈模块包括监测信息显示单元、意见反馈单元。