CN113347752A - 一种基于人体心率和外界亮度的自动感应小夜灯及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种基于人体心率和外界亮度的自动感应小夜灯及其控制方法，包括光敏传感器、蓝牙接收器、PLC模块、DC调光芯片、LED灯泡，光敏传感器和蓝牙接收器分别连接PLC模块，PLC模块通过DC调光芯片连接LED灯泡，蓝牙接收器接收心率检测设备所传输的心率数据，并通过PLC输入接口导入PLC中，光敏传感器测量外界的亮度，并将所测得的亮度值通过PLC输入接口导入PLC中。本发明利用人体心率，达到对于睡眠状态的控制，进而实现小夜灯开闭由人体睡眠状态控制的效果。利用外界环境亮度，实现小夜灯开闭由外界亮度控制的效果。利用DC调光芯片，实现灯光频闪对于人体视力的影响。

Description

一种基于人体心率和外界亮度的自动感应小夜灯及其控制 方法
技术领域
本发明涉及的是一种灯，具体地说是夜灯。
背景技术
当下社会，年轻人的睡眠质量日渐下降，国内外有关调查表明，有12％左右的人群存在着畏黑倾向，在睡眠时选择打开小夜灯。市面上的小夜灯的亮度大约在40～50流明之间。根据医学上的分析，在这样的亮度下睡眠，会影响大脑松果体对于褪黑素的分泌，进而影响睡眠质量。而奈良县立医科大学的研究报告显示，开小夜灯睡觉的人，肥胖率是关小夜灯睡觉的人的2倍左右。而当下社会，人们对于身体健康的重视度逐渐提高，手环等全天候心率检测设备逐渐走进人们的日常生活，为小夜灯的开闭与睡眠状态的结合提供了条件。
同时现有的小夜灯的关闭功能只能选择定时关闭。倘若设定较短的定时时长，在夜晚起夜时，小夜灯无法为人们提供照明；倘若设定较长的定时时长，小夜灯在清晨依旧处于照明状态，不符合节能减排的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供能减少对于人体睡眠质量的损害并达到节能减排效果的一种基于人体心率和外界亮度的自动感应小夜灯及其控制方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种基于人体心率和外界亮度的自动感应小夜灯，其特征是：包括光敏传感器、蓝牙接收器、PLC模块、DC调光芯片、LED灯泡，光敏传感器和蓝牙接收器分别连接PLC模块，PLC模块通过DC调光芯片连接LED灯泡，蓝牙接收器接收心率检测设备所传输的心率数据，并通过PLC输入接口导入PLC中，光敏传感器测量外界的亮度，并将所测得的亮度值通过PLC输入接口导入PLC中，PLC模块对于导入的心率数据进行算法处理，得到使用者睡眠状态，并将外界亮度与储存的亮度阈值进行比对匹配，实现输入到DC调光芯片的电流的控制。
本发明一种基于人体心率和外界亮度的自动感应小夜灯控制方法，其特征是：PLC模块接收心率数据和外界亮度，对亮度设置阈值，当外界亮度大于或等于储存的亮度阈值时，DC调光芯片关闭小夜灯；当外界亮度小于亮度阈值时，PLC利用睡眠分期算法对于人体心率数据进行分析：当处于清醒期时，DC调光芯片控制小夜灯处于开启状态；当处于快速眼动期时，DC调光芯片控制小夜灯处于低亮度状态；当处于浅睡期与深睡期时，DC调光芯片控制小夜灯处于关闭状态。
本发明的优势在于：
1、利用人体心率，达到对于睡眠状态的控制，进而实现小夜灯开闭由人体睡眠状态控制的效果。
2、利用外界环境亮度，实现小夜灯开闭由外界亮度控制的效果。
3、利用DC调光芯片，实现灯光频闪对于人体视力的影响。
4、利用蓝牙功能，实现PLC元件与手机的链接以及数据的传递，并通过手机的运算功能，针对使用时产生的数据来制订个性化睡眠分期算法。
附图说明
图1为本发明的结构原理图；
图2为本发明流程图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-2，本发明一种基于人体心率和外界亮度的小夜灯包括PLC模块，蓝牙接收器，亮度传感器，DC调光芯片，LED灯泡，电源。电源为PLC模块，蓝牙接收器，亮度传感器，DC调光芯片，LED灯泡供电。蓝牙接收器用于接收由手环等心率检测设备所传输的心率数据，并通过PLC输入接口将数据导入PLC中。亮度传感器用于对于外界的亮度进行测量，并将所测得的亮度值通过PLC输入接口导入到PLC中PLC模块由PLC，储存芯片组成，用于对于导入的心率数据进行算法处理，得到使用者睡眠状态，并将外界亮度与储存的亮度阈值进行比对，最终与内部储存的状态值进行匹配，并通过匹配后的结果值实现对于小夜灯开闭状态的控制。DC调光芯片用于对于LED灯泡的照明电流进行控制，以减少照明过程中所产生的频闪现象。
优选的，PLC型号为JL1N-10MT。
人在清醒期时，心率会维持在高值并具有一定的波动；当人进入睡眠状态时，首先会进入快速眼动期，此时，人体心率会快速下降并进入快速波动状态；随后，人会进入浅睡期，此时，人体心率开始逐渐减缓下降趋势，直至达到一个平台值，并维持在该值附近波动；而当人进入深睡期，心率会降至低值且保持稳定。因此，根据心率检测设备的心率与睡眠分期算法，所属的基于人体心率和外界亮度的自动感应小夜灯的PLC模块可区分使用者所处于的睡眠状态，进而达到对于睡眠状态的分析并将分析出的数据储存在PLC模块的储存芯片中以方便提取。
人在进入睡眠状态时，大脑的松果体会自动分泌褪黑素以促进人体进入深度睡眠状态。而室内的亮度则会减少褪黑素的分泌，使得人体睡眠质量的下降。基于人体心率和环境亮度的自动感应小夜灯会根据分析出的人体睡眠状态实现小夜灯的开闭，从而达到提高睡眠质量的效果。同时，PLC模块还会对于光敏传感器的得到数据与存储的阈值进行比对，分析外界环境的亮度，防止小夜灯在清晨依旧处于照明状态，以达到节能减排的效果。
灯光的频闪会影响人的视力。而在PWM与DC两种调光算法中，PWM算法有着更大的频闪。基于人体心率和环境亮度的自动感应小夜灯通过PLC模块实现了DC调光，从而实现对于人体视力的保护。
小夜灯的灯罩采用米黄色亚麻材质。该材质能在较低的光损失系数下使发出的光变为米黄色，促进人进入放松状态，从而更快进入睡眠。
参考图1的小夜灯说明图，心率数据和外界亮度分别被蓝牙接收器和光敏传感器所接收转化后，通过PLC输入接口传入PLC中。PLC利用心率数据采用睡眠分期算法计算出使用者的睡眠状态，并将外界亮度与存储的亮度阈值进行比对，实现对于输入到DC调光芯片的电流的控制，DC调光芯片对于输入的电流进行处理后输出给LED灯泡，降低LED发光的频闪。LED灯泡接收到电流后发光。此外，PLC还可将心率数据发送给手机，由手机进行计算，形成个性化的睡眠分期算法。
该小夜灯的人体心率和外界光照控制小夜灯开闭通过PLC实现。参考图2的人体心率和外界光照控制小夜灯开闭的原理图。人体心率和外界光照数据被PLC所处理。当外界亮度大于储存的亮度阈值时，小夜灯关闭。当外界亮度小于储存的亮度阈值时，PLC利用睡眠分期算法对于人体心率数据进行分析：当处于清醒期时，小夜灯处于开启状态；当处于快速眼动期时，小夜灯处于低亮度状态；当处于浅睡期与深睡期时，小夜灯均处于关闭状态。在实际使用时，该小夜灯可部分内嵌入墙壁中，减少空间占用，也可以设置专门的壳体并放在适合的位置，安装方法多样。

Claims (2)

1.一种基于人体心率和外界亮度的自动感应小夜灯，其特征是：包括光敏传感器、蓝牙接收器、PLC模块、DC调光芯片、LED灯泡，光敏传感器和蓝牙接收器分别连接PLC模块，PLC模块通过DC调光芯片连接LED灯泡，蓝牙接收器接收心率检测设备所传输的心率数据，并通过PLC输入接口导入PLC中，光敏传感器测量外界的亮度，并将所测得的亮度值通过PLC输入接口导入PLC中，PLC模块对于导入的心率数据进行算法处理，得到使用者睡眠状态，并将外界亮度与储存的亮度阈值进行比对匹配，实现输入到DC调光芯片的电流的控制。
2.一种基于人体心率和外界亮度的自动感应小夜灯控制方法，其特征是：PLC模块接收心率数据和外界亮度，对亮度设置阈值，当外界亮度大于或等于储存的亮度阈值时，DC调光芯片关闭小夜灯；当外界亮度小于亮度阈值时，PLC利用睡眠分期算法对于人体心率数据进行分析：当处于清醒期时，DC调光芯片控制小夜灯处于开启状态；当处于快速眼动期时，DC调光芯片控制小夜灯处于低亮度状态；当处于浅睡期与深睡期时，DC调光芯片控制小夜灯处于关闭状态。
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