CN110558937B - 一种智能枕头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能枕头，包括枕套和枕芯，其中，枕芯内设有控制器、灯具、蓝牙模块、电源模块、播放器、LED光源、光纤微弯压力传感器和光电探测器，控制器用于控制灯具和播放器的工作状态，以及接收来自蓝牙模块和光电探测器的数据；蓝牙模块用于传输用户数据给控制器；光纤微弯压力传感器用于检测智能枕头受到来自用户头部及颈椎的压力信息；光电探测器用于采集光纤微弯压力传感器中光纤的输出功率。与现有技术相比，本发明利用光纤微弯压力传感器实时有效地采集枕头上的压力变化信息，并通过蓝牙模块使用户能够自设定智能枕头的工作状态模式，实现了用户起夜时自动开启灯具的目的，同时兼具有效助眠和安全驱蚊的功能。

Description

一种智能枕头
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，尤其是涉及一种智能枕头。
背景技术
随着社会的不断进步发展，人们的生活压力越来越大，导致越来越多的人睡眠质量降低，夜晚无法安然入睡，以致经常会起夜用灯；另外，老年人、孕妇、哺乳期妈妈等特殊群体也存在夜间用灯频率较高的需求。目前的灯具大多是独立安装、占据空间，且需要通过触摸开关等动作来开启灯具，在夜间半睡半醒的状态下，摸黑寻找灯具开关时极容易发生磕碰事件，此外，夏季夜晚蚊虫的打扰，也会严重影响人们的睡眠质量。本发明针对现代都市人群的不良睡眠质量，以及老年人、孕妇等特殊群体经常起夜的状况，致力提高人们的睡眠质量，同时在起夜时自动开启灯具，让使用本发明的人能够安然的进入睡眠，享受智能生活。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能枕头。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种智能枕头，包括枕套和枕芯，所述枕芯内设有控制器、灯具、蓝牙模块、电源模块、播放器、LED光源、光纤微弯压力传感器和光电探测器，所述电源模块用于分别提供电能给控制器、灯具、蓝牙模块、播放器、LED光源和光电探测器，所述控制器分别与灯具、播放器、蓝牙模块和光电探测器连接，用于控制灯具和播放器的工作状态，以及接收来自蓝牙模块和光电探测器的数据；
所述蓝牙模块用于传输用户数据给控制器；
所述LED光源用于提供工作光源给光纤微弯压力传感器；
所述光纤微弯压力传感器用于检测智能枕头受到来自用户头部及颈椎的压力信息；
所述光电探测器还与光纤微弯压力传感器连接，用于采集光纤微弯压力传感器中光纤的输出功率。
优选地，所述灯具的工作状态分为助眠模式、起夜模式、驱蚊模式和日间模式，当工作于助眠模式时，所述灯具发出的灯光波长为590～750nm，并在设定的第一时间段之后自动关闭灯光；
当工作于起夜模式时，所述灯具为渐变式开启灯光和渐变式熄灭灯光，其中，起夜模式的灯光效果可由用户进行设置；
当工作于驱蚊模式时，所述灯具发出的灯光波长为530～590nm，并在设定的第二时间段之后自动关闭灯光；
当工作于日间模式时，所述灯具为待机不发光状态。
优选地，所述播放器的工作状态分为闹铃模式和音乐模式，当工作于闹铃模式时，所述播放器根据控制器的指令在指定时间段内自动播放设定的起床闹铃；
当工作于音乐模式时，所述播放器根据控制器的指令自动播放设定的音乐曲目。
优选地，所述播放器安装在枕芯的两侧，所述灯具呈圆周阵列安装在播放器的四周。
优选地，所述播放器的底部安装有散热装置。
优选地，所述光纤微弯压力传感器覆盖于枕芯底部90％以上的区域。
优选地，所述枕芯内底部的一侧设有防护罩，所述控制器、蓝牙模块、电源模块、LED光源和光电探测器均安装在防护罩内的安装底板上。
优选地，所述防护罩为橡胶绝缘防护罩或金属纤维防护罩。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、本发明在枕芯内底部设置光纤微弯压力传感器，通光纤微弯压力传感器能够实时准确地检测到来自用户头部及颈椎的压力信息，并通过光电传感器采集光纤的输出功率变化，以此控制灯具的工作状态，实现了用户睡眠时状态的实时准确检测，以及对灯具工作状态的有效控制，解决了用户起夜时需要摸黑寻找灯具开关的问题。
二、本发明设定了灯具的不同工作模式，通过不同的灯光波长和灯光开启、熄灭效果，能分别起到提高睡眠质量、安全有效驱蚊的作用。
三、本发明采用蓝牙模块将用户数据传输给智能枕头内的控制器，使智能枕头的灯具和播放器能根据用户设定而执行不同的工作状态，更加人性化，能为用户提供更好的睡眠体验。
附图说明
图1为本发明智能枕头的结构示意图；
图2为本发明智能枕头内部防护罩内的结构示意图；
图3为本发明智能枕头的工作原理连接示意图；
图中标记说明：1、枕套，2、枕芯，3、控制器，4、灯具，5、蓝牙模块，6、电源模块，7、播放器，8、LED光源，9、光纤微弯压力传感器，10、光电探测器，11、防护罩，12、安装底板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种智能枕头，包括枕套(1)和枕芯(2)，枕芯(2)内设有灯具(4)、播放器(7)、光纤微弯压力传感器(9)和防护罩(11)，其中，播放器(7)安装在枕芯(2)的两侧，灯具(4)呈圆周阵列安装在播放器(7)的四周，光纤微弯压力传感器(7)覆盖于枕芯(2)底部90％以上的区域，从而保证在智能枕头90％以上的区域上能够实时准确地感应到压力变换，防护罩(11)安装在枕芯(2)底部的一侧，如图2所示，防护罩(11)内设有安装于安装底板(12)上的控制器(3)、蓝牙模块(5)、电源模块(6)、LED光源(8)和光电探测器(10)，电源模块(6)用于分别提供电能给控制器(3)、灯具(4)、蓝牙模块(5)、播放器(7)、LED光源(8)和光电探测器(10)，LED光源(8)用于提供工作光源给光纤微弯压力传感器(9)。
本实施例中，播放器(7)的底部安装有散热装置，以进一步保证播放器(7)的良好运行环境，降低因散热问题产生的损耗以及加强对用户的安全保护，同时采用橡胶绝缘材料或者金属纤维材料制成防护罩(11)，以隔离智能枕头内电子元器件产生的电磁辐射，进一步提高了智能枕头的使用安全性。
如图3所示，光纤微弯压力传感器(9)的输出端通过光电探测器(10)连接到控制器(3)的第一输入端，蓝牙模块(5)的输出端连接到控制器(3)的第二输入端，控制器(3)的输出端分别连接至灯具(4)和播放器(7)，其中，蓝牙模块(5)用于传输用户数据给控制器(3)，光纤微弯压力传感器(9)用于检测智能枕头受到来自用户头部及颈椎的压力信息，光电探测器(10)用于采集光纤微弯压力传感器(9)中光纤的输出功率，控制器(3)接收来自蓝牙模块(5)和光电探测器(10)的数据，从而控制灯具(4)和播放器(7)的工作状态。
本实施例中，灯具(4)的工作状态分为助眠模式、起夜模式、驱蚊模式和日间模式，当工作于助眠模式时，灯具(4)发出的灯光波长为590～750nm，以促进用户褪黑素的分泌，帮助用户尽快进入睡眠状态，并在设定的第一时间段之后自动关闭灯光；
当工作于起夜模式时，灯具(4)为渐变式开启灯光和渐变式熄灭灯光，其中，起夜模式的灯光效果可由用户进行设置，用户能够自行设定起夜模式的灯光颜色、灯光照明时间以及光照强弱，灯具(4)依据PWM技术实现渐变式开启灯光和渐变式熄灭灯光；
当工作于驱蚊模式时，灯具(4)发出的灯光波长为530～590nm，以起到安全有效驱赶蚊虫的效果，并在设定的第二时间段之后自动关闭灯光；
当工作于日间模式时，灯具(4)为待机不发光状态，即用户在白天使用智能枕头或者不需要使用灯具(4)的辅助功能时，通过设定日间模式，可使灯具(4)不工作；
播放器(7)的工作状态分为闹铃模式和音乐模式，当工作于闹铃模式时，播放器(7)根据控制器(3)的指令在指定时间段内自动播放用户设定的起床闹铃；
当工作于音乐模式时，播放器(7)根据控制器(3)的指令自动播放用户设定的音乐曲目；
上述的灯具(4)以及播放器(7)的工作状态模式均可由用户在移动终端上进行自定义设定，这些用户设定的数据通过蓝牙模块(5)传输给控制器(3)。
本发明的具体工作过程为：根据光纤微弯压力传感器(9)感应到的枕头主体受到用户头部及颈椎处压力变化情况，结合用户设定的灯具(4)的工作状态模式，控制器(3)向灯具(4)发送用户准备睡觉、夜间起床或夜间返回睡觉的指示信号，其中，灯具(4)被设定为起夜模式时，当压力稳定持续作用于光纤时，光电探测器(10)会检测到光纤中的输出光功率产生衰减，衰减到预定值后，门电路输出低电平，继电器断开，灯具(4)待机，反之，用户夜间起床时，智能枕头上的压力消失，光纤恢复原状，光电探测器(10)会检测到光纤中的输出光功率恢复原值，这时门电路输出高电平，继电器接通，灯具(4)渐变式点亮，之后，当光纤微弯压力传感器(9)检测到智能枕头上再次存在压力时，灯具(4)渐变式熄灭，利用光纤微弯压力感应器(9)获得的压力信息作为光开关，驱动灯具(4)照明功能的实现，即光纤微弯压力传感器(9)检测到智能枕头上压力从有到无时，灯具(4)开启渐变式点亮灯光，光纤微弯压力传感器(9)检测到智能枕头上压力从无到有时，灯具(4)渐变式熄灭灯光；
灯具(4)被设定为助眠模式或驱蚊模式时，当压力同时作用于头部及颈椎处的光纤微弯压力传感器(9)，使得对应于头部和颈椎处的光纤产生微弯，光电探测器(10)可分别检测到对应于头部和颈椎处的光纤输出功率产生衰减，衰减到预定值后，经过“或非”门电路，门电路输出高电平，驱动继电器，连接到灯具(4)，灯具(4)根据设定的工作状态模式点亮，发出对应波长的灯光，否则，灯具(4)待机，利用光纤微弯压力感应器(9)获得的压力信息作为光开关，驱动助眠功能和驱蚊功能的实现，并且，助眠模式和驱蚊模式下的工作时间均可以通过控制器(3)与蓝牙模块(5)连接用户终端，由用户自定义工作时长；
灯具(4)被设定为日间模式时，由用户设定日间模式的工作时间段，在此时间段内，灯具(4)保持待机不发光状态；
此外，播放器(7)会通过控制器(3)与蓝牙模块(5)连接用户终端设备，即与手机等内置蓝牙芯片的设备连接，之后播放用户终端设备上带有或者是搜罗到的网络上的资源，用户可自定义播放曲目、播放时长以及设定起床闹铃，以设定播放器(7)的工作状态模式。

Claims (6)

1.一种智能枕头，包括枕套(1)和枕芯(2)，其特征在于，所述枕芯(2)内设有控制器(3)、灯具(4)、蓝牙模块(5)、电源模块(6)、播放器(7)、LED光源(8)、光纤微弯压力传感器(9)和光电探测器(10)，所述电源模块(6)用于分别提供电能给控制器(3)、灯具(4)、蓝牙模块(5)、播放器(7)、LED光源(8)和光电探测器(10)，所述控制器(3)分别与灯具(4)、播放器(7)、蓝牙模块(5)和光电探测器(10)连接，用于控制灯具(4)和播放器(7)的工作状态，以及接收来自蓝牙模块(5)和光电探测器(10)的数据；
所述蓝牙模块(5)用于传输用户数据给控制器(3)；
所述LED光源(8)用于提供工作光源给光纤微弯压力传感器(9)；
所述光纤微弯压力传感器(9)用于检测智能枕头受到来自用户头部及颈椎的压力信息，所述光纤微弯压力传感器(9)覆盖于枕芯(2)底部90％以上的区域；
所述光电探测器(10)还与光纤微弯压力传感器(9)连接，用于采集光纤微弯压力传感器(9)中光纤的输出功率；
其中，所述灯具(4)的工作状态分为助眠模式、起夜模式、驱蚊模式和日间模式，当工作于助眠模式时，所述灯具(4)发出的灯光波长为590～750nm，并在设定的第一时间段之后自动关闭灯光；
当工作于起夜模式时，所述灯具(4)为渐变式开启灯光和渐变式熄灭灯光，其中，起夜模式的灯光效果可由用户进行设置；
当工作于驱蚊模式时，所述灯具(4)发出的灯光波长为530～590nm，并在设定的第二时间段之后自动关闭灯光；
当工作于日间模式时，所述灯具(4)为待机不发光状态；
所述光纤微弯压力传感器(9)检测得到的压力信息，用于作为驱动灯具(4)照明功能、助眠功能或驱蚊功能实现的光开关；
上述智能枕头的本发明的具体工作过程为：根据光纤微弯压力传感器(9)感应到的枕头主体受到用户头部及颈椎处压力变化情况，结合用户设定的灯具(4)的工作状态模式，控制器(3)向灯具(4)发送用户准备睡觉、夜间起床或夜间返回睡觉的指示信号，其中，灯具(4)被设定为起夜模式时，当压力稳定持续作用于光纤时，光电探测器(10)会检测到光纤中的输出光功率产生衰减，衰减到预定值后，门电路输出低电平，继电器断开，灯具(4)待机，反之，用户夜间起床时，智能枕头上的压力消失，光纤恢复原状，光电探测器(10)会检测到光纤中的输出光功率恢复原值，这时门电路输出高电平，继电器接通，灯具(4)渐变式点亮，之后，当光纤微弯压力传感器(9)检测到智能枕头上再次存在压力时，灯具(4)渐变式熄灭，利用光纤微弯压力感应器(9)获得的压力信息作为光开关，驱动灯具(4)照明功能的实现，即光纤微弯压力传感器(9)检测到智能枕头上压力从有到无时，灯具(4)开启渐变式点亮灯光，光纤微弯压力传感器(9)检测到智能枕头上压力从无到有时，灯具(4)渐变式熄灭灯光；
灯具(4)被设定为助眠模式或驱蚊模式时，当压力同时作用于头部及颈椎处的光纤微弯压力传感器(9)，使得对应于头部和颈椎处的光纤产生微弯，光电探测器(10)可分别检测到对应于头部和颈椎处的光纤输出功率产生衰减，衰减到预定值后，经过“或非”门电路，门电路输出高电平，驱动继电器，连接到灯具(4)，灯具(4)根据设定的工作状态模式点亮，发出对应波长的灯光，否则，灯具(4)待机，利用光纤微弯压力感应器(9)获得的压力信息作为光开关，驱动助眠功能和驱蚊功能的实现，并且，助眠模式和驱蚊模式下的工作时间均可以通过控制器(3)与蓝牙模块(5)连接用户终端，由用户自定义工作时长；
灯具(4)被设定为日间模式时，由用户设定日间模式的工作时间段，在此时间段内，灯具(4)保持待机不发光状态；
此外，播放器(7)通过控制器(3)与蓝牙模块(5)连接用户终端设备，之后播放用户终端设备上带有或者是搜罗到的网络上的资源，用户可自定义播放曲目、播放时长以及设定起床闹铃，以设定播放器(7)的工作状态模式。
2.根据权利要求1所述的一种智能枕头，其特征在于，所述播放器(7)的工作状态分为闹铃模式和音乐模式，当工作于闹铃模式时，所述播放器(7)根据控制器(3)的指令在指定时间段内自动播放设定的起床闹铃；
当工作于音乐模式时，所述播放器(7)根据控制器(3)的指令自动播放设定的音乐曲目。
3.根据权利要求1所述的一种智能枕头，其特征在于，所述播放器(7)安装在枕芯(2)的两侧，所述灯具(4)呈圆周阵列安装在播放器(7)的四周。
4.根据权利要求3所述的一种智能枕头，其特征在于，所述播放器(7)的底部安装有散热装置。
5.根据权利要求1所述的一种智能枕头，其特征在于，所述枕芯(2)内底部的一侧设有防护罩(11)，所述控制器(3)、蓝牙模块(5)、电源模块(6)、LED光源(8)和光电探测器(10)均安装在防护罩(11)内的安装底板(12)上。
6.根据权利要求5所述的一种智能枕头，其特征在于，所述防护罩(11)为橡胶绝缘防护罩(11)或金属纤维防护罩(11)。
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