CN115282432A - 一种助眠装置及助眠方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种助眠装置及助眠方法,包括:通过电源子系统对助眠装置通电启动后,处理器子系统设置助眠参数、下发助眠指令,助眠子系统根据助眠指令启动助眠模式,完成助眠。本发明实现了非接触式的电磁波诱导α波助眠和电脉冲刺激印堂穴助眠的双模式助眠,助眠效果好。

Description

一种助眠装置及助眠方法
技术领域
本发明属于助眠领域,特别是涉及一种助眠装置及助眠方法。
背景技术
近年来,全世界有越来越多的人失眠。因此帮助睡眠的方法越来越重要和紧迫。目前,助眠方法越来越受到重视,其中,芳香疗法通过嗅觉香味刺激达到助眠效果,但不同人体对香味的敏感性不同,助眠效果也就因人而异了;声音疗法,需通过助眠音乐的声音刺激以求达到助眠的效果,但不同人体对不同音乐刺激的效果不一样,甚至会有人因为音乐而睡不着,从而助眠效果受制于人也受制于音乐。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了如下方案:一种助眠装置及助眠方法,其中,一种助眠装置,包括:
电源子系统,用于为助眠装置提供电源电压;
处理器子系统,与所述电源子系统连接,用于实现睡眠辅助控制和检测算法;
助眠子系统,与所述处理器子系统连接,用于按照设定的助眠方式完成助眠。
优选地,所述助眠子系统包括依次连接的DC/DC转换器、聚合物锂电池、低压差调节器;
所述处理器子系统包括依次连接的USB接口、MCU处理器、蓝牙模块;
所述助眠子系统包括依次连接的电脉冲模块、电磁波模块、发射天线。
优选地,所述处理器子系统的MCU处理器选用ARM作为核心微程序控制单元;
所述USB接口用于与计算机终端连接;
所述蓝牙模块用于与手机终端连接。
优选地,所述电脉冲模块用于通过电极产生低频电脉冲进行助眠;
所述电磁波模块用于产生助眠电磁波,通过所述电磁波刺激诱导α波进行助眠;
所述发射天线用于施加所述助眠电磁波进行助眠。
优选地,所述电极包括第一电极、第二电极;
所述第一电极、第二电极交替刺激,用于通过改变电场方向来减少电荷积累,消除刺痛感。
一种助眠方法,包括,
通过电源子系统对助眠装置通电启动后,处理器子系统设置助眠参数、下发助眠指令,助眠子系统根据助眠指令启动助眠模式,完成助眠。
优选地,所述助眠模式包括第一助眠模式、第二助眠模式;
所述第一助眠模式通过电磁波模块产生助眠电磁波诱导α波,并通过发射天线进行助眠;
所述第二助眠模式通过电脉冲模块的电极产生电脉冲进行助眠。
优选地,助眠子系统根据助眠指令启动助眠模式之后还包括,对助眠模式进行控制;
对助眠模式进行控制包括在0-5分钟,电脉冲开启,电磁波关闭;5-10分钟,电脉冲与电磁波同时开启;10分钟之后,电脉冲关闭,电磁波开启直至助眠完成后,电脉冲与电磁波均关闭,助眠装置进行休眠。
本发明公开了以下技术效果:
本发明提供的一种助眠装置及助眠方法,通过电源子系统对助眠装置通电启动后,处理器子系统设置助眠参数、下发助眠指令,助眠子系统根据助眠指令启动助眠模式,完成助眠。本发明实现了非接触式的电磁波诱导α波助眠和电脉冲刺激印堂穴助眠的双模式助眠,助眠效果好。
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为本发明实施例的系统结构示意图;
图2为本发明实施例的方法流程图;
图3为本发明实施例的电磁波助眠的电磁波电路图;
图4为本发明实施例的电脉冲助眠的低频电脉冲电路图;
图5为本发明实施例的PWR+和PWR-之间输出的信号图。
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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-5所示,本发明提供了一种助眠装置及助眠方法,
其中,一种助眠装置,包括:
电源子系统,用于为助眠装置提供电源电压;
处理器子系统,与电源子系统连接,用于实现睡眠辅助控制和检测算法;
助眠子系统,与处理器子系统连接,用于按照设定的助眠方式完成助眠。
助眠子系统包括依次连接的DC/DC转换器、聚合物锂电池、低压差调节器;
处理器子系统包括依次连接的USB接口、MCU处理器、蓝牙模块;
助眠子系统包括依次连接的电脉冲模块、电磁波模块、发射天线。
处理器子系统的MCU处理器选用ARM作为核心微程序控制单元;
USB接口用于与计算机终端连接;
蓝牙模块用于与手机终端连接。
电脉冲模块用于通过电极作用于印堂穴产生低频电脉冲进行助眠;
电磁波模块用于产生助眠电磁波,通过电磁波刺激诱导α波进行助眠;
发射天线用于将助眠电磁波施加到人头部进行助眠。
电极包括第一电极、第二电极;
第一电极、第二电极交替刺激,用于通过改变电场方向来减少电荷积累,消除刺痛感。
进一步地,本实施例的助眠装置主要包括三个子系统,即电源子系统、处理器子系统、助眠子系统。
电源子系统:聚合物锂电池、DC/DC转换器和低压差调节器(LDO)用于为其他子系统产生合适的电源电压。
处理器子系统:选用ARM作为核心微程序控制单元,具有足够的资源实现睡眠辅助控制和检测算法。利用USB接口与个人电脑连接,利用预留的蓝牙模块与智能手机通信。
助眠子系统:两种助眠的方式:1、通过电磁波模块产生助眠电磁波并由发射天线施加到人头部;2、电脉冲模块用于产生由两个电极作用于印堂穴的低频电脉冲助眠,这些电极由金属或导电布制成。
一种助眠方法,包括,
通过电源子系统对助眠装置通电启动后,处理器子系统设置助眠参数、下发助眠指令,助眠子系统根据助眠指令启动助眠模式,完成助眠。
助眠模式包括第一助眠模式、第二助眠模式;
第一助眠模式通过电磁波模块产生助眠电磁波诱导α波,并由发射天线施加到人头部进行助眠;
第二助眠模式通过电脉冲模块的电极产生电脉冲刺激印堂穴进行助眠。
助眠子系统根据助眠指令启动助眠模式之后还包括,对助眠模式进行控制;
对助眠模式进行控制包括在0-5分钟,电脉冲开启,电磁波关闭;5-10分钟,电脉冲与电磁波同时开启;10分钟之后,电脉冲关闭,电磁波开启直至助眠完成后,电脉冲与电磁波均关闭,助眠装置进行休眠。
进一步地,电磁波助眠包括:
睡眠的不同阶段存在不用的脑电波特征。睡眠第一阶段常出现θ波(4~8Hz)和α波(8~14Hz)。在第二阶段,脑电图信号的振幅增加,θ波更加突出。θ波和δ波(0.5~4Hz)更为明显。在快速动眼期期(快速眼动期)和清醒期,β波(14~30Hz)更占优势。α波的衰减-消失现象是监测与影响睡眠的重要指标。如果α波的功率谱密度在睡眠开始时逐渐增强,则意味着睡眠阶段正在进入轻度睡眠。因此,通过电磁波刺激诱导α波可有效帮助睡眠。
电磁波产生电路的概况图3所示。
输入信号SW(ωdt)和SW(ωdt+π/2)由单片机产生。方波信号SW(ωdt)的方程如下:
Figure BDA0003638101240000071
其中,ωd是等于2πfd的角频率。fd是刺激信号的频率。为了诱发α波的产生,fd也设置为10Hz。经过低通滤波(LPF),可以得到同相信号Vdc+Vacsin(ωdt)和正交相位信号Vdc+Vaccos(ωdt)。直流和交流分别是dc和交流分量的振幅。Vc是等于V0sin(ωct)的载波信号。其中,V0和ωc分别是幅度和角频率。载波信号的频率设置为1.5GHz,调制后由天线发射。
电脉冲助眠:通过电脉冲刺激印堂穴进行睡眠;
低频电脉冲刺激的电路如图4所示。主要由升压电路和H桥驱动电路组成。输入电压VIN为3.7V,节点PWR+和PWR-是连接到图1所示两个电极的输出引脚。节点E3脉宽调制是用于控制升压电路输出幅度的输入信号。本文将脉宽调制信号的频率设置为10kHz,占空比设置为12%。节点E1和E2用于控制输出信号的正方向和负方向。
考虑到长期单向刺激会导致电荷积累,导致刺激部位出现明显的刺痛感。因此,本发明采用两个电极中的交替刺激方法,通过改变电场方向来减少电荷累积,从而消除刺痛感。因此,每个完整的控制周期约为200毫秒,分为6个步骤。各循环的控制命令和时间见下表1。其中,1和0分别代表高电平和低电平。
表1
步骤 控制命令 时间(毫秒)
1 E1=1,E2=0 25
2 E1=0,E2=1 25
3 E1=0,E2=0 50
4 E1=0,E2=1 25
5 E1=1,E2=0 25
6 E1=0,E2=0 50
PWR+和PWR-之间的输出信号由示波器测量,如图5所示。计算出周期为200毫秒,峰峰值电压约为60V。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种助眠装置,其特征在于,包括:
电源子系统,用于为助眠装置提供电源电压;
处理器子系统,与所述电源子系统连接,用于实现睡眠辅助控制和检测算法;
助眠子系统,与所述处理器子系统连接,用于按照设定的助眠方式完成助眠。
2.根据权利要求1所述的一种助眠装置,其特征在于,
所述助眠子系统包括依次连接的DC/DC转换器、聚合物锂电池、低压差调节器;
所述处理器子系统包括依次连接的USB接口、MCU处理器、蓝牙模块;
所述助眠子系统包括依次连接的电脉冲模块、电磁波模块、发射天线。
3.根据权利要求2所述的一种助眠装置,其特征在于,
所述处理器子系统的MCU处理器选用ARM作为核心微程序控制单元;
所述USB接口用于与计算机终端连接;
所述蓝牙模块用于与手机终端连接。
4.根据权利要求2所述的一种助眠装置,其特征在于,
所述电脉冲模块用于通过电极产生低频电脉冲进行助眠;
所述电磁波模块用于产生助眠电磁波,通过所述电磁波刺激诱导α波进行助眠;
所述发射天线用于施加所述助眠电磁波进行助眠。
5.根据权利要求4所述的一种助眠装置,其特征在于,
所述电极包括第一电极、第二电极;
所述第一电极、第二电极交替刺激,用于通过改变电场方向来减少电荷积累,消除刺痛感。
6.一种助眠方法,其特征在于,包括,
通过电源子系统对助眠装置通电启动后,处理器子系统设置助眠参数、下发助眠指令,助眠子系统根据助眠指令启动助眠模式,完成助眠。
7.根据权利要求6所述的一种助眠方法,其特征在于,
所述助眠模式包括第一助眠模式、第二助眠模式;
所述第一助眠模式通过电磁波模块产生助眠电磁波诱导α波,并通过发射天线进行助眠;
所述第二助眠模式通过电脉冲模块的电极产生电脉冲进行助眠。
8.根据权利要求6所述的一种助眠方法,其特征在于,
助眠子系统根据助眠指令启动助眠模式之后还包括,对助眠模式进行控制;
对助眠模式进行控制包括在0-5分钟,电脉冲开启,电磁波关闭;5-10分钟,电脉冲与电磁波同时开启;10分钟之后,电脉冲关闭,电磁波开启直至助眠完成后,电脉冲与电磁波均关闭,助眠装置进行休眠。
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