CN109965584A - 床垫垂直升降智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及床垫控制系统,具体涉及床垫垂直升降智能控制系统,包括APP、云端服务器、采集与分析用户生理信号的睡眠监测模块和垂直调节床垫的升降模块;睡眠监测模块包括用于检测呼吸、心率、体动等生理信号的传感器、微控制器和无线通信模块;升降模块包括无线通信模块、升降控制模块、若干个人体检测传感器和若干个升降单元。本发明提供的技术方案集监测、干预于一体,可通过实时采集与分析用户生理信号,动态或手动调节床垫形态,能够有效解决不良睡姿导致的各种睡眠问题(如颈椎病、腰椎间盘突出、阻塞性睡眠呼吸暂停等),大大改善用户的睡眠质量。
Description
技术领域
本发明涉及床垫控制系统,具体涉及床垫垂直升降智能控制系统。
背景技术
人的一生中大约有三分之一的时间是在床上度过的,床垫的设计 不仅对睡眠质量的影响较大,对一些躯体疾病也有着直接或间接的影 响,如颈椎病、腰椎间盘突出等。俗话说“睡眠治百病”,良好的睡 眠是高效率学习、工作和美好生活的基础。
目前,市面上绝大部分床垫是固定不变的,不可根据使用者的睡 姿进行动态调节,以适应与维持人体脊柱的正常生理弯曲。此外,床 垫使用时间较长后,弹簧或乳胶会失去弹性,导致睡眠过程中出现肌 肉受力不均等问题。尤其对老人而言,由于肌肉弹性较差,常会有疼 痛易醒的情况发生。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点,本发明提供了床垫垂直升降智 能控制系统,集监测、干预于一体,可通过实时采集与分析用户生理 信号,动态或手动调节床垫形态,能够有效解决不良睡姿导致的各种 睡眠问题(如颈椎病、腰椎间盘突出、阻塞性睡眠呼吸暂停等),大 大改善用户的睡眠质量。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
床垫垂直升降智能控制系统,包括APP、云端服务器、采集与分 析用户生理信号的睡眠监测模块和垂直调节床垫的升降模块。所述睡 眠监测模块包括用于检测呼吸、心率、体动等生理信号的传感器、微 控制器和无线通信模块,所述升降模块包括无线通信模块、升降控制 模块、若干个人体检测传感器和若干个升降单元。
优选地,所述用户通过账号密码登录APP,所述APP端保存用户 的默认设置,当用户在不同场景登录APP时,APP会按照默认设置自 动调节床垫。
优选地,所述APP通过无线通信模块与睡眠监测模、升降模块块 相互通讯。所述无线通信模块可以为蓝牙模块或zigbee模块或其它近 距离无线通信模块中的一种或多种。
优选地,所述APP可通过无线通信方式控制台灯;所述人体检测 传感器检测用户躺在床上时,所述APP打开台灯;所述睡眠监测模块 检测到用户进入睡眠状态时,所述APP关闭台灯。
优选地,所述APP可通过无线通信方式控制夜灯;所述人体检测 传感器检测用户在夜间离床时,所述APP打开夜灯。
优选地,所述APP,提供升降单元与床之间的位置映射图,方便 用户选择升级单元以进行升降操作;所述APP根据人体检测传感器采 集的信号,绘制出用户睡眠姿势、人体中医穴位与升降单元的映射图。 所述映射图提供交互方式,供用户手动或自动调节选定升降区域的升 降程度。
优选地,所述APP接收与上传睡眠监测模块采集的生理特征信号、 睡眠日志等多样化数据;生成与显示用户的睡眠报告。
优选地,云端服务器综合用户信息、睡眠日志、生理特征信号等, 通过深度学习等智能处理,生成与下发用户睡眠报告数据、健康分析 报告。所述健康分析报告包括综合健康分值、健康级别、专家建议等。
优选地,所述睡眠监测模块采集与分析呼吸、心率、体动等用户 生理信号,实时监测用户睡眠状态,通过无线通信方式将生理特征信 号、睡眠日志发送给APP;呼吸频率、心跳频率和心跳强弱可组合为 中医学里的把脉数据。
优选地,所述升降单元组成升降阵列;所述升降阵列可提供某个 升降单元、某行或某列升降单元、某块升降单元等多种选择升降区域 的方式;所述升降阵列可通过升降动作,依据APP下发的指令唤醒用 户。人体检测传感器组成传感器阵列,用于检测用户睡眠姿势,识别 用户是否离床以及根据体型、身高、体重等数据,自动识别用户身份; 升降单元、人体检测传感器可通过总线方式与升降控制模块直接连接, 也可组成阵列之后,通过无线方式与升降模块间接连接。
优选地,所述映射图提供的交互方式包括六种,一种用户在选定 升降模块的下拉框里直接输入升降数值,正值代表升,负值代表降; 另一种用户选定升降模块后,通过按键进行渐进式升降;第三种通过 压力传感器达不到预设值的模块,自动对床垫进行贴合度调整;第四 种对人体感应某部位的升降模块进行排列,对模块进行正负值升降操 作;第五种人躺下映射区按压模块,通过语音操控模块升降。第六种 APP根据睡眠监测模块、人体检测传感器阵列采集的数据,结合睡眠 医学知识、人体解剖学知识,动态地调节床垫形态,以使用户的睡眠 姿势最科学和睡眠质量最高效。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明所提供的床垫垂直升降智能控制系统具 有以下有益效果:
(1)睡眠监测模块能够采集与分析用户生理信号;人体检测传感 器能够检测用户睡眠姿势,识别用户是否离床以及根据体型、身高、 体重等数据,自动识别用户身份;APP提供床与升降单元之间的位置 映射图;APP接收与上传睡眠监测模块、人体检测传感器的数据,生 成用户睡眠姿势、人体中医穴位与升降单元的映射图;映射图提供交 互方式供用户手动或自动调节选定升降区域的升降程度;云端服务器 综合用户信息、睡眠日志、生理特征信号等,通过深度学习等智能处 理,生成与下发用户睡眠报告、健康分析报告。APP可根据睡眠监测模 块、人体传感器阵列采集的数据,动态调节床垫形态,以适应与维持 人体脊柱的正常生理弯曲,保证肌肉受力均匀,减少颈椎病、腰椎间 盘突出等疾病的发生;
(2)APP可根据睡眠监测模块、人体传感器阵列采集的数据,通 过无线通信方式控制智能家居。当检测到用户躺在床上,准备入睡时, APP打开台灯;当检测到用户进入睡眠状态时,APP关闭台灯;当检 测用户在夜间离床时,APP打开夜灯或自动启动预设的灯光,便于用 户上下床。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面 将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而 易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域 普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些 附图获得其他的附图。
图1为本发明系统结构示意图;
图2为本发明控制系统结构示意图;
图3为本发明用户睡眠姿势与升降模块的映射图;
图4为本发明用户睡眠姿势与升降模块的具体映射图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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 作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。
床垫垂直升降智能控制系统,如图1至图3所示,包括APP、云 端服务器、采集分析用户生理信号的睡眠监测模块和垂直调节床垫的 升降模块;睡眠监测模块包括用于检测呼吸心率、体动等生理信号的 传感器、微控制器和无线通信模块,升降模块包括无线通信模块、升 降控制模块、若干个人体检测传感器和若干个升降单元,如图1。
用户通过账号登录APP,所述APP保存用户的默认设置,当用户 在不同场景登录APP时,APP会按照默认设置自动调节床垫。
APP通过无线通信模块与睡眠监测模块、升降模块相互通讯。无 线通信模块可以为蓝牙模块或zigbee模块或其它近距离无线通信模块 中的一种或多种。
APP可结合睡眠姿势、睡眠状态或其它生理信号特征值,通过无 线通信方式控制台灯、夜灯等智能家居。如台灯可以设置为手动模式、 智能控制模式等。当处在智能控制模式时,台灯受APP控制:人体检 测传感器检测用户躺在床上时,APP发出指令打开台灯,用户躺在床 上通过APP调节适合睡眠的灯光;睡眠监测模块检测到用户进入睡眠 状态时,APP发出指令关闭台灯。人体检测传感器检测用户在夜间离 床时,APP打开夜灯或自动启动预设的灯光,如图2。
睡眠监测模块采集与分析呼吸、心率、体动等用户生理信号,实 时监测用户睡眠状态,通过无线通信方式将生理特征信号、睡眠日志 发送给APP;呼吸频率、心跳频率和心跳强弱可组合为中医学里的把 脉数据,如图2。
APP接收与上传睡眠监测模块采集的生理特征信号、睡眠日志等 多样化数据;生成与显示用户的睡眠报告;接收升降模块传给的睡眠 姿势数据,生成与显示睡眠姿势与升降阵列的映射图,如图4。
云端服务器综合用户信息、睡眠数据、生理特征信号等,通过深 度学习等智能处理,生成与下发用户睡眠报告数据、健康分析报告。 所述健康分析报告包括综合健康分值、健康级别、专家建议等。
升降单元组成升降阵列;升降阵列可提供某个升降单元、某行或 某列升降单元、某块升降单元等多种选择升降区域的方式;升降阵列 可通过升降动作,依据APP下发的指令唤醒用户。
人体检测传感器组成传感器阵列,用于检测用户睡眠姿势,识别 用户是否离床以及根据体型、身高、体重等数据,自动识别用户身份。
人体检测传感器阵列与升降阵列协同工作,共同检测用户的睡眠姿 势;接收与执行APP指令,对床垫的某点、某行列或某区(块)进行 升降操作。升降单元、人体检测传感器可通过总线方式与升降控制模 块直接连接,也可组成阵列之后,通过无线方式与升降模块间接连接。
APP提供升降单元与床之间的位置映射图,如图3,方便用户选 择升级单元以进行升降操作;APP根据人体检测传感器采集的信号, 绘制出用户睡眠姿势、人体中医穴位与升降单元的映射图。映射图供 提供交互方式供用户手动调节选定升降区域的升降程度。
映射图的交互方式包括八种,一种用户在选定升降模块的下拉框 里直接输入升降数值,正值代表升,负值代表降;另一种用户选定升 降模块后,通过按键进行渐进式升降;第三种通过压力传感器达不到 预设值的模块,自动对床垫进行贴合度调整;第四种对人体感应某部 位的升降模块进行排列,对模块进行正负值升降操作;第五种人躺下 映射区按压模块,通过语音操控模块升降。第六种APP根据睡眠监测 模块、人体检测传感器阵列采集的数据,结合睡眠医学知识、人体解 剖学知识,动态地调节床垫形态,以使用户的睡眠姿势最科学和睡眠 质量最高效。第七种人体躺下系统自动检查头部,腰部,腿腕等区域,在APP上面可以随时切换相应的模块进行局部调整或者整体调整,第 八种用户可在APP界面调整无感应模块:床垫表面无感应器,人体躺 下后升降模块均匀分布,当用户在APP上或者通过语音操作使用模块 时,模块将放大,放大后可进行单个模块调整,用户可根据自身情况对 模块进行单个的升降,每个模块都是独立。模块还可以根据用户选择 可显示一边,自己选择一边进行升降。用户也可以通过床边的显示屏 对上述模式进行操控,也可以对人体映射图模块也可以进行调整、升 降、放大等操作。
用户可在映射图中,手动调节某升降模块的升降程度。交互方式: 在该升降模块的下拉框里,直接输入升降数值(正值表示升;负值表 示降);或选择该升降模块后,通过△、▽按键进行渐进式升降操作。 可单独对某个升降模块操作,也可选择某区(块)、某行列升降模块 后共同操作。当用户对设定好升降程度的床垫感到满意后,可保存为 特定的模式以便后续使用。
本申请技术方案中通过小型步进电机调整床垫内部弹簧来实现垂 直升降,并且可在床垫内安装智能温控传感器,实现床垫分区温度控 制。实现床垫分区温度控制可通过床垫区域温度映射图,其原理与本 申请技术方案中垂直升降映射图类似。
本申请技术方案中的床垫垂直升降智能控制系统可自动单独识别 各APP发送的信号指令,本申请技术方案着重强调垂直方向上的升降, 并且本申请技术方案还可应用在床体、沙发、按摩椅等。
本发明所提供的床垫垂直升降智能控制系统具有以下有益效果:
(1)睡眠监测模块能够采集与分析用户生理信号;人体检测传感 器能够测用户睡眠姿势,识别用户是否离床;APP接收与上传睡眠监 测模块、人体检测传感器的数据,生成用户睡眠姿势、人体中医穴位 与升降单元的映射图;映射图提供交互方式,供用户手动或自动调节 选定升降区域的升降程度;云端服务器综合用户信息、睡眠日志、生 理特征信号等,通过深度学习等智能处理,生成与下发用户睡眠报告 数据、健康分析报告。APP可根据睡眠监测模块、人体传感器阵列采集 的数据,动态调节床垫形态,以适应与维持人体脊柱的正常生理弯曲, 保证肌肉受力均匀,减少颈椎病、腰椎间盘突出等疾病的发生;
(2)APP结合睡眠姿势、睡眠状态或其它生理信号特征值,通过 无线通信方式控制智能家居。当检测到用户躺在床上,准备入睡时, APP打开台灯;当检测到用户进入睡眠状态时,APP关闭台灯;当检 测用户在夜间离床时,APP打开夜灯或自动启动预设的灯光,便于用 户上下床。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人 员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改, 或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不 会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范 围。
Claims (10)
1.床垫垂直升降智能控制系统,其特征在于:包括APP、云端服务器、采集与分析用户生理信号的睡眠监测模块和垂直调节床垫的升降模块;所述睡眠监测模块包括用于检测呼吸、心率、体动等生理信号的传感器、微控制器和无线通信模块,所述升降模块包括无线通信模块、升降控制模块、若干个人体检测传感器和若干个升降单元。
2.根据权利要求1所述的床垫垂直升降智能控制系统,其特征在于:所述用户通过账号登录APP,所述APP保存用户的默认设置;当用户在不同场景登录APP时,APP会按照默认设置自动调节床垫。
3.根据权利要求1所述的床垫垂直升降智能控制系统,其特征在于:所述APP通过无线通信模块与睡眠监测模块、升降模块相互通讯。所述无线通信模块可以为蓝牙模块或zigbee模块或其它近距离无线通信模块中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的床垫垂直升降智能控制系统,其特征在于:所述APP可通过无线通信方式控制台灯、夜灯等智能家居;当所述人体检测传感器检测用户躺在床上时,所述APP发出指令打开台灯;所述睡眠监测模块检测到用户进入睡眠状态时,所述APP发出指令关闭台灯;所述人体检测传感器检测用户在夜间离床时,所述APP打开夜灯或自动启动预设的灯光。
5.根据权利要求1所述的床垫垂直升降智能控制系统,其特征在于:所述APP提供升降单元与床之间的位置映射图,方便用户选择升级单元以进行升降操作;所述APP根据人体检测传感器采集的信号,绘制出用户睡眠姿势、人体中医穴位与升降单元的映射图;所述映射图提供交互方式,供用户手动或自动调节选定升降区域的升降程度。
6.根据权利要求1所述的床垫垂直升降智能控制系统,其特征在于:所述APP接收与上传睡眠监测模块采集的生理特征信号、睡眠日志等多样化数据;生成与显示用户的睡眠报告。
7.根据权利要求1所述的床垫垂直升降智能控制系统,其特征在于:所述云端服务器综合用户信息、睡眠日志、生理特征信号等,通过深度学习等智能处理,生成与下发用户睡眠报告数据、健康分析报告。所述健康分析报告包括综合健康分值、健康级别、专家建议等。
8.根据权利要求1所述的床垫垂直升降智能控制系统,其特征在于:所述睡眠监测模块采集与分析呼吸、心率、体动等用户生理信号,实时监测用户睡眠状态,通过无线通信方式将生理特征信号、睡眠日志发送给APP;呼吸频率、心跳频率和心跳强弱可组合为中医学里的把脉数据。
9.根据权利要求1所述的床垫垂直升降智能控制系统,其特征在于:所述升降单元组成升降阵列;所述升降阵列可提供某个升降单元、某行或某列升降单元、某块升降单元等多种选择升降区域的方式;所述升降阵列可通过升降动作,依据APP下发的指令唤醒用户。人体检测传感器组成传感器阵列,用于检测用户睡眠姿势,识别用户是否离床以及根据体型、身高、体重等数据,自动识别用户身份;升降单元、人体检测传感器可通过总线方式与升降控制模块直接连接,也可组成阵列之后,通过无线方式与升降模块间接连接。
10.根据权利要求9所述的床垫垂直升降智能控制系统,其特征在于:所述映射图提供的交互方式包括八种,一种用户在选定升降模块的下拉框里直接输入升降数值,正值代表升,负值代表降;另一种用户选定升降模块后,通过按键进行渐进式升降;第三种通过压力传感器达不到预设值的模块,自动对床垫进行贴合度调整;第四种对人体感应某部位的升降模块进行排列,对模块进行正负值升降操作;第五种人躺下映射区按压模块,通过语音操控模块升降。第六种APP根据睡眠监测模块、人体检测传感器阵列采集的数据,结合睡眠医学知识、人体解剖学知识,动态地调节床垫形态,以使用户的睡眠姿势最科学和睡眠质量最高效。第七种区域模块调整,头部区域调整模块,腰部区域调整模块,腿腕区域调整模块等,可以在APP随时切换相应模块进行局部调整或者整体调整。第八种无感应模块放大调整。
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