CN110301791A - 一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕，包括枕头本体，在枕头本体内设置有内腔，在内腔内设置有分别安装左气囊和右气囊的左气囊仓和右气囊仓，在左气囊仓和右气囊仓之间设置颈部支撑槽，在颈部支撑槽内设置有护垫层，在枕头本体前侧安装有控制盒，在控制盒内安装有控制器和微型气泵，微型气泵通过气管分别与左气囊和和右气囊连接，在枕头本体表面内嵌有数个传感器，数个传感器分别连接控制器。本发明结构设计新颖，使用方便，能够实时监测使用者的睡眠质量，并且在监测到异常时能够立即发出报警信号。

Description

一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕
技术领域
本发明涉及智能枕技术领域，具体为一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕。
背景技术
随着科技的发展，人们生活水平的不断提高，枕头已经不仅仅是一种为人们保证睡眠舒适的睡眠工具，它被赋予越来越多的功能以进一步提高人们的生活品质。目前的智能枕具有一定的保健功能，但是现在的智能枕一般通过按摩来达到保健的效果，不具有智能化，无法实时监测人体的睡眠质量和身体状况，因此，有必要进行改进。
发明内容
为了解决上述问题本发明提供了一种能够对人体的睡眠质量和身体状况进行监测的基于远程实时睡眠质量监控的智能枕。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明是一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕，包括枕头本体，在枕头本体内设置有内腔，在内腔内设置有分别安装左气囊和右气囊的左气囊仓和右气囊仓，在左气囊仓和右气囊仓之间设置颈部支撑槽，在颈部支撑槽内设置有护垫层，在枕头本体前侧安装有控制盒，在控制盒内安装有控制器和微型气泵，微型气泵通过气管分别与左气囊和和右气囊连接，在枕头本体表面内嵌有数个传感器，数个传感器分别连接控制器。
本发明的进一步改进在于：在控制器内设有中央处理器、传感信号采集模块、存储模块、数据比较模块、数据库模块、报警模块、气泵控制单元和无线传输模块；
数个传感器通过传感信号采集模块连接中央处理器，中央处理器分别连接存储模块、数据比较模块、数据库模块、报警模块和气泵控制单元，中央处理器通过无线传输模块连接后台监控终端。
本发明的进一步改进在于：无线传输模块包括ZigBee网关主体，ZigBee网关主体包括ZigBee模块、网关主控模块、以太网单元和射频天线，网关主控模块分别连接ZigBee模块和以太网单元，ZigBee模块连接射频天线。
本发明的进一步改进在于：护垫层由外至内分别为PE膜层、吸收芯层、无纺布层和海绵层；
PE膜层的下表面与吸收芯层的上表面紧密黏贴，吸收芯层的下表面与无纺布层的上表面紧密黏贴，无纺布层的下表面与海绵层的上表面紧密黏贴。
本发明的进一步改进在于：数个传感器包括血压传感器、血氧浓度传感器、体温传感器、压力传感器、鼾声传感器和颈脉搏传感器。
本发明的进一步改进在于：传感信号采集模块包括运算放大器、两级场效应宽带放大器，运算放大器的一个输入端分别连接电阻B一端和电容B一端，电容B另一端接地，电阻B另一端分别连接电阻A一端和电容A一端，电容A另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器)的另一输入端分别连接电阻C一端和电阻D一端，电阻C另一端连接电容D一端并接地，电阻D另一端和电容D另一端连接运算放大器的输出端；两级场效应宽带放大器的输出端连接电容E一端，电容E另一端连接电阻F一端，电阻F另一端连接两级场效应宽带放大器的负极输入端，两级场效应宽带放大器的负极输入端还连接电阻G并接地，两级场效应宽带放大器的正极输入端连接电阻E一端，电阻E另一端连接运算放大器输出端，还具有电容F、电容G、电容H，电容F一端、电容G一端、电容H一端分别接电源端，电容F另一端、电容G另一端、电容H 另一端均接地。
本发明的进一步改进在于：无线传输模块采用蓝牙模块或WIFI模块。
本发明的使用方法为：使用者在使用时，多个传感器分别同时采集使用者的血压、血氧浓度、体温、枕头压力以及鼾声信号；采集到的信号通过传感信号采集模块采集并放大后传输至中央处理器；中央处理器将采集的信号传输至数据比较模块中与预设值进行比较；若采集到的数据不在正常范围内，则立即发出报警信号，同时，采集的数据实时传输至后台监控中心，便于后台监护人进行监控；此外，一旦监测到鼾声信号，则立即通过控制器控制微型气泵工作，微型气泵控制气囊来调整枕头高度。
本发明的有益效果是：本发明中，两个气囊之间设置颈部支撑槽，且在颈部支撑槽内设置护垫层，能够有效的保护使用者的脖颈，同时通过气囊来调整枕头高度，能够避免由于枕头较高而引起打鼾；本发明能够实时监测使用者的睡眠质量，后台终端能够实时监控，在监测到异常时能够立即发出报警信号，尤其适合于老年人使用，采用的传感信号采集模块应灵敏，实现对微弱信号进行放大、且失真度低，有效的提高了监测质量，采用的无线传输模块抗干扰能力强，信号传输速率高，能够提高传感信号传输效率，进一步提高了监控效率。
本发明结构设计新颖，使用方便，能够实时监测使用者的睡眠质量，并且在监测到异常时能够立即发出报警信号。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明护垫层剖视图；
图3为本发明控制原理框图；
图4为本发明传感信号采集模块电路图；
图5为本发明无线传输模块原理框图。
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。
如图1-5所示，本发明是一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕，包括枕头本体1，在枕头本体内设置有内腔，在内腔内设置有分别安装左气囊2和右气囊3的左气囊仓和右气囊仓，在左气囊仓和右气囊仓之间设置颈部支撑槽24，在颈部支撑槽24内设置有护垫层25，通过护垫层25能够对使用者的颈部进行保护，有效避免落枕的现象，其中，护垫层25由外至内分别为PE膜层26、吸收芯层27、无纺布层28和海绵层29，PE膜层26的下表面与吸收芯层27的上表面紧密黏贴，吸收芯层27的下表面与无纺布层28的上表面紧密黏贴，无纺布层28的下表面与海绵层29的上表面紧密黏贴，在枕头本体1前侧安装有控制盒4，在控制盒4内安装有控制器5和微型气泵6，微型气泵6通过气管分别与左气囊2和和右气囊3连接，在枕头本体1表面内嵌有数个传感器，数个传感器分别连接控制器5。数个传感器包括血压传感器16、血氧浓度传感器17、体温传感器18、压力传感器19、鼾声传感器20和颈脉搏传感器21。在控制器5内设有中央处理器7、传感信号采集模块8、存储模块9、数据比较模块10、数据库模块11、报警模块12、气泵控制单元13和无线传输模块14，数个传感器通过传感信号采集模块8连接中央处理器7，中央处理器7分别连接存储模块9、数据比较模块10、数据库模块11、报警模块12和气泵控制单元13，中央处理器7通过无线传输模块14连接后台监控终端15；
其中，无线传输模块14采用蓝牙模块或WIFI模块；无线传输模块14包括ZigBee网关主体30，ZigBee网关主体30包括ZigBee模块31、网关主控模块32、以太网单元33和射频天线34，网关主控模块32分别连接ZigBee模块31和以太网单元33，ZigBee模块31连接射频天线34。本发明采用的无线传输模块抗干扰能力强，信号传输速率高，能够提高传感信号传输效率，进一步提高了监控效率。
传感信号采集模块8包括运算放大器22、两级场效应宽带放大器23，运算放大器22的一个输入端分别连接电阻B2a一端和电容B2b)一端，电容B2b)另一端接地，电阻B2a)另一端分别连接电阻A1a一端和电容A1b一端，电容A1b另一端连接运算放大器22的输出端，运算放大器22的另一输入端分别连接电阻C3a一端和电阻D4a一端，电阻C3a另一端连接电容D4b一端并接地，电阻D4a另一端和电容D4b另一端连接运算放大器22的输出端；两级场效应宽带放大器23的输出端连接电容E5b一端，电容E5b另一端连接电阻F6a一端，电阻F6a另一端连接两级场效应宽带放大器23的负极输入端，两级场效应宽带放大器23的负极输入端还连接电阻G7a并接地，两级场效应宽带放大器23的正极输入端连接电阻E5a一端，电阻E5a另一端连接运算放大器22输出端, 还具有电容F6b、电容G7b、电容H8b，电容F6b一端、电容G7b一端、电容H8b一端分别接电源端，电容F6b另一端、电容G7b另一端、电容H 8b另一端均接地。运算放大器对信号进行处理，保证传输信号的质量，并通过反馈原理将信号信息放大 2倍，然后再传递给后面的两级场效应宽带放大器再次对信号进行二次放大，最后再将信号输出。本发明采用的传感信号采集模块应灵敏，实现对微弱信号进行放大、且失真度低，有效的提高了监测质量。
本发明在使用者在使用时，多个传感器同时采集使用者的血压、血氧浓度、体温、枕头压力以及鼾声信号；采集到的信号通过传感信号采集模块采集并放大后传输至中央处理器；中央处理器将采集的信号传输至数据比较模块中与预设值进行比较；若采集到的数据不在正常范围内，则立即发出报警信号，同时，采集的数据实时传输至后台监控中心，便于后台监护人进行监控；此外，一旦监测到鼾声信号，则立即通过控制器控制微型气泵工作，微型气泵控制气囊来调整枕头高度。
综上，本发明结构设计新颖，使用方便，能够实时监测使用者的睡眠质量，后台终端能够实时监控，在监测到异常时能够立即发出报警信号，尤其适合于老年人使用。
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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕，包括枕头本体（1），其特征在于：在所述枕头本体内设置有内腔，在所述内腔内设置有分别安装左气囊（2）和右气囊（3）的左气囊仓和右气囊仓，在所述左气囊仓和右气囊仓之间设置颈部支撑槽（24），在所述颈部支撑槽（24）内设置有护垫层（25），在所述枕头本体（1）前侧安装有控制盒（4），在所述控制盒（4）内安装有控制器（5）和微型气泵（6），所述微型气泵（6）通过气管分别与所述左气囊（2）和和右气囊（3）连接，在所述枕头本体（1）表面内嵌有数个传感器，数个所述传感器分别连接所述控制器（5）。
2.根据权利要求1所述一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕，其特征在于：在所述控制器（5）内设有中央处理器（7）、传感信号采集模块（8）、存储模块（9）、数据比较模块（10）、数据库模块（11）、报警模块（12）、气泵控制单元（13）和无线传输模块（14）；
数个所述传感器通过所述传感信号采集模块（8）连接所述中央处理器（7），所述中央处理器（7）分别连接所述存储模块（9）、数据比较模块（10）、数据库模块（11）、报警模块（12）和气泵控制单元（13），所述中央处理器（7）通过无线传输模块（14）连接后台监控终端（15）。
3.根据权利要求1所述一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕，其特征在于：所述无线传输模块（14）包括ZigBee网关主体(30)，所述ZigBee网关主体(30)包括ZigBee模块(31)、网关主控模块(32)、以太网单元(33)和射频天线(34)，所述网关主控模块(32)分别连接ZigBee模块(31)和以太网单元(33)，所述ZigBee模块(31)连接射频天线(34)。
4.根据权利要求1所述一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕，其特征在于：所述护垫层（25）由外至内分别为PE膜层（26）、吸收芯层（27）、无纺布层（28）和海绵层（29）；
所述PE膜层（26）的下表面与所述吸收芯层（27）的上表面紧密黏贴，所述吸收芯层（27）的下表面与所述无纺布层（28）的上表面紧密黏贴，所述无纺布层（28）的下表面与所述海绵层（29）的上表面紧密黏贴。
5.根据权利要求1所述一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕，其特征在于：数个所述传感器包括血压传感器（16）、血氧浓度传感器（17）、体温传感器（18）、压力传感器（19）、鼾声传感器（20）和颈脉搏传感器（21）。
6.根据权利要求1所述一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕，其特征在于：所述传感信号采集模块（8）包括运算放大器（22）、两级场效应宽带放大器（23），所述运算放大器（22）的一个输入端分别连接电阻B(2a)一端和电容B(2b)一端，所述电容B(2b)另一端接地，所述电阻B(2a)另一端分别连接电阻A(1a)一端和电容A(1b)一端，所述电容A(1b)另一端连接所述运算放大器(22)的输出端，所述运算放大器(22)的另一输入端分别连接电阻C(3a)一端和电阻D(4a)一端，电阻C(3a)另一端连接电容D(4b)一端并接地，电阻D(4a)另一端和电容D(4b)另一端连接运算放大器(22)的输出端；所述两级场效应宽带放大器(23)的输出端连接电容E(5b)一端，电容E(5b)另一端连接电阻F(6a)一端，电阻F(6a)另一端连接所述两级场效应宽带放大器(23)的负极输入端，所述两级场效应宽带放大器(23)的负极输入端还连接电阻G(7a)并接地，所述两级场效应宽带放大器(23)的正极输入端连接电阻E(5a)一端，所述电阻E(5a)另一端连接运算放大器(22)输出端, 还具有电容F（6b）、电容G（7b）、电容H（8b），电容F（6b）一端、电容G（7b）一端、电容H（8b）一端分别接电源端，所述电容F（6b）另一端、电容G（7b）另一端、电容H （8b）另一端均接地。
7.根据权利要求1所述一种基于远程实时睡眠质量监控的智能枕，其特征在于：所述无线传输模块（14）采用蓝牙模块或WIFI模块。
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