CN110975107B - 一种音乐助眠枕及音乐助眠方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于枕头技术领域，具体涉及一种音乐助眠枕。针对现有音乐枕头需要借助手机APP才能操作的不足，本发明采用如下技术方案：一种音乐助眠枕，所述音乐助眠枕包括：枕套；枕芯；控制盒，所述控制盒放置于枕套左右方向一端，所述控制盒包括启停开关和音量开关；微控制器，所述微控制器设于控制盒内，所述微控制器上集成无线模块；睡眠监测传感器，所述睡眠监测传感器与微控制器相连接；电池电源，所述电池电源设于控制盒内，所述电池电源向微控制器供电；喇叭组件，所述喇叭组件设于枕芯中，所述喇叭组件通过喇叭线与微控制器相连接。本发明的有益效果是：便于用户在没有网络或者没有携带移动终端时仍然能够操作使用音乐枕。

Description

一种音乐助眠枕及音乐助眠方法
技术领域
本发明属于枕头技术领域，具体涉及一种音乐助眠枕及音乐助眠方法。
背景技术
针对部分人群入睡困难的问题，市场上出现了音乐枕头。如公开号为CN108056765A的中国发明专利申请公开了一种可自动监测人体健康状态的智能枕、垫，在枕头或床垫内设有用于检测人体呼吸、心跳及体动的压力感应器，用于检测人体体温的红外体温监测器，用于调整头部角度以减少打鼾的气囊，用于向手机传送监测数据的蓝牙模块及用于数据处理和控制用微处理器，压力感应器、红外体温监测器、气囊及蓝牙模块与微处理器相连接，微处理器将压力感应器检测到的人体呼吸、心跳、体动的不同压力波数据转换成呼吸、心跳次数，红外体温监测器检测到的并由蓝牙模块将呼吸、心跳次数数据及人体体温数据发送到手机，通过手机APP可查看人体健康状态数据。
上述发明专利申请中的智能枕、垫可自动检测人体的呼吸、心跳、体温，并可调整人头部角度以减少打鼾，还可播放音乐以助眠，但是，结构较为复杂、成本较高，且人体的呼吸、心跳、体温检测准确性低。同时，只能播放用户设定好或者默认的音乐，不能实现音乐的智能自动调节，助眠效果较弱；需要借助手机APP才能操作。
此外，市场上出现的可穿戴式的检测设备，虽然对于呼吸、心率检测准确性高，但睡眠体动更多的是局部的动作而非手部的动作，穿戴式设备对于非穿戴部位的动作检测不准确，而且穿戴设备对于人的束缚造成不适感，影响睡眠。
发明内容
本发明针对现有音乐枕头需要借助手机APP才能操作的不足，提供一种音乐助眠枕，可以减少手机APP的操作，让用户在使用时脱离智能终端。本发明同时提供一种音乐助眠方法，可以根据用户睡眠体动自动调节助眠音乐以达到更好的助眠效果。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种音乐助眠枕，所述音乐助眠枕包括：
枕套；
枕芯；
控制盒，所述控制盒放置于枕套左右方向一端，所述控制盒包括启停开关和音量开关；
微控制器，所述微控制器设于控制盒内，所述微控制器上集成无线模块；
睡眠监测传感器，所述睡眠监测传感器设于控制盒内，所述睡眠监测传感器与微控制器相连接；
电池电源，所述电池电源设于控制盒内，所述电池电源向微控制器供电；
喇叭组件，所述喇叭组件设于枕芯中，所述喇叭组件通过喇叭线与微控制器相连接。
本发明的音乐助眠枕，其控制盒上设有电源开关和音量开关，可无需手机或平板电脑等智能终端设备即操控喇叭组件，对音乐进行调节。电源开关和音量开关可以是按键开关也可以是触摸开关，控制盒上还可以设置其它功能开关。电池电源可以是充电电池。电池电源可以采用锂电池。
作为改进，所述枕套左右方向一端具有布袋，所述控制盒放置于布袋中，所述睡眠监测传感器检测布袋的变化以推断人体体动。在睡眠过程中人体细微的体动都会通过人体传导至枕套上，且翻身带来的体动最多。
作为改进，所述睡眠监测传感器为MPU6050，集成了3轴MEMS陀螺仪、3轴MEMS加速度计以及一个可扩展的数字运动处理器DMP，所述MPU6050具有Motion_Detection功能，所述MPU6050感知震动，当震动超过设定的阈值，输出体动次数脉冲信号。
作为改进，所述MPU6050的运动检测的加速度阈值为62mg，累计频率阈值不小于32；当检测加速度数值超过阈值62mg时，累计频次+1，当检测加速度数值低于阈值62mg时，累计频次-1，检测开始后，累计频次累计至32次或以上后又变回累计频次为0时默认为一次体动，否则默认为无效体动。
一种音乐助眠方法，应用于前述的音乐助眠枕，所述微控制器根据睡眠监测传感器检测到的体动判断用户睡眠阶段，进而调整助眠音乐。
作为改进，用户睡眠状态包括清醒、浅睡和深睡，当检测到开启助眠音乐一段时间后用户仍未进入浅睡状态，则调整助眠音乐的特性，并记录该调节时间段内的体动频率，如果体动频率有所减少则提高该特性的助眠音乐在后续的使用频次。
作为改进，所述音乐的特性包括类型、音量和音色。类型包括肌肉主题、呼吸主题、纯音乐、环境音、激昂、平缓等。助眠音乐的音色包括男声、女声等，音色可以是某特定人物、卡通形象的声音。
作为改进，用户进入浅睡状态之前分成四个阶段，所述睡眠监测传感器检测四个阶段的体动次数并根据前一阶段数据调整助眠音乐的特性。如果某段次数相比较上一阶段次数没有减少，则可以针对该段调整为其他助眠音乐并记录体动次数。
作为改进，当睡眠监测传感器检测到3分钟内有效体动次数不大于3次则判断用户进入浅睡状态，此时关闭助眠音乐；当助眠音乐播放时间到达设定时间但判断用户仍未进入浅睡状态，则延长助眠音乐播放时间。
作为改进，四个阶段包括引入阶段、注意力专转移阶段、放松阶段和浅睡阶段，浅睡阶段的3分钟有效体动次数为0-3，放松阶段的3分钟有效体动次数为4-6，注意力转移阶段的3分钟有效体动次数为7-11，引入阶段的3分钟有效体动次数大于11。
本发明的音乐助眠枕的有益效果是：控制盒采用按键开关进行启停等功能操作，便于用户在没有网络或者没有携带移动终端时仍然能够操作使用音乐枕，控制盒上设有音量加减按键，方便用户在远离手机或者睡眠时快速调节音量。
本发明的音乐助眠方法应用于本发明的音乐助眠枕，具有本发明的音乐助眠枕的所有有益效果，同时，本发明的音乐助眠方法通过体动判断用户睡眠阶段，进而助眠音乐，可以获得更好的助眠效果。
附图说明
图1是本发明实施例一的音乐助眠枕的正面方向结构示意图(隐藏枕套)。
图2是本发明实施例一的音乐助眠枕的反面方向结构示意图(隐藏枕套)。
图3是本发明实施例一的音乐助眠枕的结构分解图(隐藏枕套)。
图4是本发明实施例一的音乐助眠枕的控制结构框图。
图5是本发明实施例一的音乐助眠方法的工作流程图。
图中，1、枕芯，
2、控制盒，
3、喇叭组件，31、喇叭固定块，32、左喇叭，33、中间喇叭，34、右喇叭，35、喇叭线，36、海绵。
具体实施方式
下面结合本发明创造实施例的附图，对本发明创造实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明创造的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明创造的保护范围。
参见图1至图5，本发明的一种音乐助眠枕，所述音乐助眠枕包括：
枕套；
枕芯；
控制盒，所述控制盒放置于枕套左右方向一端，所述控制盒包括启停开关和音量开关；
微控制器，所述微控制器设于控制盒内，所述微控制器上集成无线模块；
睡眠监测传感器，所述睡眠监测传感器设于控制盒内，所述睡眠监测传感器与微控制器相连接；
电池电源，所述电池电源设于控制盒内，所述电池电源向微控制器供电；
喇叭组件，所述喇叭组件设于枕芯中，所述喇叭组件通过喇叭线与微控制器相连接。
本发明的音乐助眠枕，其控制盒上设有电源开关和音量开关，可无需手机或平板电脑等智能终端设备即操控喇叭组件，对音乐进行调节。电源开关和音量开关可以是按键开关也可以是触摸开关，控制盒上还可以设置其它功能开关。电池电源可以是充电电池。电池电源可以采用锂电池。
音乐助眠枕的实施例一
参见图1至图3，本发明实施例一的一种音乐助眠枕，所述音乐助眠枕包括：
枕套；
枕芯1；
控制盒2，所述控制盒2放置于枕套左右方向一端，所述控制盒2包括启停开关和音量开关；
微控制器，所述微控制器设于控制盒2内，所述微控制器上集成无线模块；
睡眠监测传感器，所述睡眠监测传感器设于控制盒2内，所述睡眠监测传感器与微控制器相连接；
电池电源，所述电池电源设于控制盒2内，所述电池电源向微控制器供电；
喇叭组件3，所述喇叭组件3设于枕芯1中，所述喇叭组件3通过喇叭线35与微控制器相连接。
作为改进，所述枕套左右方向一端具有布袋，所述控制盒2放置于布袋中，所述睡眠监测传感器检测布袋的变化。在睡眠过程中人体细微的体动都会通过人体传导至枕套上，且翻身带来的体动最多。图中，枕套布袋未示出，布袋未示出未示出。
作为改进，枕套和枕芯1前后方向两侧具有上下贯穿的缺口。
作为改进，所述喇叭组件3包括喇叭固定块31、左喇叭32、中间喇叭33、右喇叭34、喇叭线35和海绵36。枕芯1背面形成凹槽，喇叭固定块31置于凹槽中，喇叭固定块31上开设三个喇叭孔，左喇叭32、中间喇叭33和右喇叭34分别安装于三个喇叭孔中，左喇叭32、中间喇叭33和右喇叭34以及控制盒2通过喇叭线35连接，底部海绵36塞填于枕芯1背面的凹槽中。喇叭组件3采用标准的3.5mm音频接插头。
作为改进，无线模块包括蓝牙模块和WIFI模块，以实现数据互联和远程控制。手机、平板电脑等移动终端的APP可对工作模式和工作参数进行设置，如设置助眠时间、闹钟时间、助眠音乐等。微控制器还记录分析某段睡眠时间的数据，并提供给用户由体动参数形成的睡眠报告。
本发明实施例一的音乐助眠枕的有益效果是：控制盒2采用按键开关进行启停等功能操作，便于用户在没有网络或者没有携带移动终端时仍然能够操作使用音乐枕，控制盒2上设有音量加减按键，方便用户在远离手机或者睡眠时快速调节音量。
音乐助眠方法的实施例一
参见图1至图5，作为改进，所述微控制器根据睡眠监测传感器检测到的体动判断用户睡眠阶段，进而调整助眠音乐，如识别到浅睡状态时自动关闭助眠音乐，在一段助眠音乐播放完后识别到睡眠状态为清醒时，延长该段助眠音乐。
作为改进，用户睡眠状态包括清醒、浅睡和深睡，当检测到开启助眠音乐一段时间后用户仍未进入浅睡状态，则调整助眠音乐的特性，并记录该调节时间段内的体动频率，如果体动频率有所减少则提高该特性的助眠音乐在后续的使用频次。
作为改进，所述音乐的特性包括类型、音量和音色。类型包括肌肉主题、呼吸主题、纯音乐、环境音、激昂、平缓等。助眠音乐的音色包括男声、女声等，音色可以是某特定人物、卡通形象的声音。
作为改进，用户进入浅睡状态之前分成四个阶段，所述睡眠监测传感器检测四个阶段的体动次数并根据前一阶段数据调整助眠音乐的特性。如果某段次数相比较上一阶段次数没有减少，则可以针对该段调整为其他助眠音乐并记录体动次数。
作为改进，当睡眠监测传感器检测到3分钟内有效体动次数不大于3次则判断用户进入浅睡状态，此时关闭助眠音乐；当助眠音乐播放时间到达设定时间但判断用户仍未进入浅睡状态，则延长助眠音乐播放时间。
作为改进，四个阶段包括引入阶段、注意力专转移阶段、放松阶段和浅睡阶段，浅睡阶段的3分钟有效体动次数为0-3，放松阶段的3分钟有效体动次数为4-6，注意力转移阶段的3分钟有效体动次数为7-11，引入阶段的3分钟有效体动次数大于11。
作为改进，所述睡眠监测传感器为MPU6050，集成了3轴MEMS陀螺仪、3轴MEMS加速度计以及一个可扩展的数字运动处理器DMP，所述MPU6050具有Motion_Detection功能，所述MPU6050感知震动，当震动超过设定的阈值，输出体动次数脉冲信号。
作为改进，所述MPU6050的运动检测的加速度阈值为62mg，累计频率阈值不小于32；当检测加速度数值超过阈值62mg时，累计频次+1，当检测加速度数值低于阈值62mg时，累计频次-1，检测开始后，累计频次累计至32次或以上后又变回累计频次为0时默认为一次体动，否则默认为无效体动。
检测体动的工作原理是：通过检测3个轴上的加速度加速度计测量值是否在规定的测量阈值来判断震动，每一次的采样值如果没有达到阈值则被忽略。六轴传感器的设置参数如下：
#define MOT_THR 0x1F//62mg
#define MOT_DUR 0x20//32ms
MOT_THR为运动检测的加速度阈值，MOT_THR的单位是1LSB＝2mg。当加速度器测量而得的绝对值都超过该运动检测的阈值时，即可测得该运动。这一情况下，运动时间检测计数器计数一次。MOT_DUR为运动检测时间的阈值。时间计数器计数频率为1kHz，因此MOT_DUR的单位是1LSB＝1ms。
需要通过一个可配置的数字高通滤波器(DHPF)，通过高通滤波器后的值大于设定的阈值，则被认为有效。对每个有效的采样值计数器加1，对无效值计数器减1。即无运动或者运动结束时加速度值会一直小于设定的阈值MOT_THR，运动检测计数器达会每次减1，运动检测计数器小于MOT_DUR时为无运动或者运动结束。
在其它实施例中，检测体动还可以采用其它元器件；有效体动的计算方式也可以相应调整。
本发明的音乐助眠方法，通过六轴传感器检测体动，并根据体动情况自动调整助眠音乐，可以达到更好的助眠效果。
以上所述，仅为本发明创造的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明创造包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明创造的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (7)

1.一种音乐助眠枕，其特征在于：所述音乐助眠枕包括：
枕套；
枕芯(1)；
控制盒(2)，所述控制盒(2)放置于枕套左右方向一端，所述控制盒(2)包括启停开关和音量开关；
微控制器，所述微控制器设于控制盒(2)内，所述微控制器上集成无线模块；
睡眠监测传感器，所述睡眠监测传感器设于控制盒(2)内，所述睡眠监测传感器与微控制器相连接，所述睡眠监测传感器为六轴传感器MPU6050，所述睡眠监测传感器集成了3轴MEMS陀螺仪、3轴MEMS加速度计以及一个可扩展的数字运动处理器DMP，所述MPU6050感知震动，当震动超过设定的阈值，输出体动次数脉冲信号；所述MPU6050的运动检测的加速度阈值为62mg，累计频率阈值不小于32；当检测加速度数值超过阈值62mg时，累计频次+1，当检测加速度数值低于阈值62mg时，累计频次-1，检测开始后，累计频次累计至32次或以上后又变回累计频次为0时默认为一次体动，否则默认为无效体动；
电池电源，所述电池电源设于控制盒(2)内，所述电池电源向微控制器供电；
喇叭组件(3)，所述喇叭组件(3)设于枕芯(1)中，所述喇叭组件(3)通过喇叭线(35)与微控制器相连接；
用户睡眠状态包括清醒、浅睡和深睡，当检测到开启助眠音乐一段时间后用户仍未进入浅睡状态，则调整助眠音乐的特性，并记录调节时间段内的体动频率，如果体动频率有所减少则提高该特性的助眠音乐在后续的使用频次。
2.根据权利要求1所述的一种音乐助眠枕，其特征在于：所述枕套左右方向一端具有布袋，所述控制盒(2)放置于布袋中，所述睡眠监测传感器检测布袋的变化。
3.一种音乐助眠方法，其特征在于：所述音乐助眠方法应用于权利要求1或2所述的音乐助眠枕，所述微控制器根据睡眠监测传感器检测到的体动判断用户睡眠阶段，进而调整助眠音乐。
4.根据权利要求3所述的一种音乐助眠方法，其特征在于：所述音乐的特性包括类型、音量和音色。
5.根据权利要求3所述的一种音乐助眠方法，其特征在于：用户进入浅睡状态之前分成四个阶段，所述睡眠监测传感器检测四个阶段的体动次数并根据前一阶段数据调整助眠音乐的特性。
6.根据权利要求5所述的一种音乐助眠方法，其特征在于：当睡眠监测传感器检测到3分钟内有效体动次数不大于3次则判断用户进入浅睡状态，此时关闭助眠音乐；当助眠音乐播放时间到达设定时间但判断用户仍未进入浅睡状态，则延长助眠音乐播放时间。
7.根据权利要求6所述的一种音乐助眠方法，其特征在于：四个阶段包括引入阶段、注意力专转移阶段、放松阶段和浅睡阶段，浅睡阶段的3分钟有效体动次数为0-3，放松阶段的3分钟有效体动次数为4-6，注意力转移阶段的3分钟有效体动次数为7-11，引入阶段的3分钟有效体动次数大于11。
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