CN206044806U - 基于压电传感器的止鼾装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于压电传感器的止鼾装置，包括一压电传感器、一中央控制单元及一充放气电路，所述中央控制单元包括鼾声和打鼾体征检测电路及发出止鼾控制信号的止鼾控制电路，所述鼾声和打鼾体征检测电路包括对微弱的生命体征信号进行放大的直流放大电路、对放大后的生命体征信号进行调零的调零电路、对调零后的生命体征信号进行滤波的双T陷50HZ工频电路、对滤波后的生命体征信号进行选频后分离出鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号的选频电路及对分离出的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号进行功率放大的单边放大电路。

Description

基于压电传感器的止鼾装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于压电传感器的止鼾装置。

背景技术

现代社会生活节奏加快、社会环境复杂，人们的生活压力也越来越大，使得人们睡眠质量普遍不高，人的呼吸系统机能出现问题，加之外界条件的干扰，从而引起睡觉打鼾。由于打鼾使睡眠呼吸反复暂停，进而有可能造成大脑、血液严重缺氧，形成低血氧症，易诱发高血压、脑心病、心率失常、心肌梗死、心绞痛等疾病。医学上指出，夜间呼吸暂停时间超过120秒容易在凌晨发生猝死。

现有的同类止鼾技术的应用和实现都存在着缺陷，主要分为以下几类：第一类是基于Mic的止鼾枕，通过Mic来检测人体睡眠鼾声，当鼾声（声音）足够大时，Mic监测到鼾声并向系统发送信号，由控制系统向执行端发出指令，以达到调整枕头的姿态和缓解打鼾的目的。此类止鼾技术的不足在于：鼾声不够大时止鼾功能无启动或者噪声足够大时误启动，该类方案精准度很低。第二类是人工止鼾枕，当打鼾者近旁的人听到打鼾者发出的鼾声后，通过人工手动调节按钮，向电机发送信号，给气囊充气，调整枕头的姿态以达到缓解打鼾的目的。此类止鼾技术此类止鼾技术的不足在于不智能，它会影响旁人的睡眠，当旁人熟睡时，无法使用止鼾功能，效率极低。第三类是水囊止鼾枕，该类产品的原理与前述两类产品相同，不同之处在于它采用的水囊，容易产生安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种高精度的基于压电传感器的止鼾装置。

一种基于压电传感器的止鼾装置，包括一压电传感器、一中央控制单元及一充放气电路，所述中央控制单元包括鼾声和打鼾体征检测电路及发出止鼾控制信号的止鼾控制电路，所述鼾声和打鼾体征检测电路包括对微弱的生命体征信号进行放大的直流放大电路、对放大后的生命体征信号进行调零的调零电路、对调零后的生命体征信号进行滤波的双T陷50HZ工频电路、对滤波后的生命体征信号进行选频后分离出鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号的选频电路及对分离出的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号进行功率放大的单边放大电路。

优选地，所述充放气电路包括一微型消音电机、一安全气囊及一气阀，所述充放气电路根据接收到的止鼾控制信号通过所述微型消音电机对安全气囊进行充气操作，并通过所述气阀对安全气囊进行放气操作。

优选地，所述止鼾装置还包括感测环境温度信号的温度传感器和提供时间信号的时钟电路。

优选地，所述止鼾装置还包括根据白天或黑夜和当前的环境温度值输出加热控制信号的理疗控制电路、根据接收到的加热控制信号加热其储存的材料的红外发热理疗电路、根据季节和时间输出照明控制信号的照明控制电路及通过无线通信接口连接至互联网的应用程序控制电路。

优选地，所述无线通信接口可为一wifi接口，所述红外发热理疗电路内储存有可促进使用者睡眠的材料，如银杏，所述红外发热理疗电路可为一石墨烯材料制成的远红外发热组件。

优选地，所述直流放大电路包括一第一集成运算放大器，所述第一集成运算放大器包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端、一第一外部增益调节端、一第二外部增益调节端及一输出端，所述第一集成运算放大器的同相输入端电性连接所述压电传感器的正极，所述第一集成运算放大器的反相输入端电性连接所述压电传感器的负极，所述第一集成运算放大器的正端接收一第一直流电压，所述第一集成运算放大器的正端经由一第一电容接地，所述第一集成运算放大器的负端接收一第二直流电压，所述第一集成运算放大器的负端经由一第二电容接地，所述第一集成运算放大器的第一外部增益调节端经由一第一电阻电性连接所述第一集成运算放大器的第二外部增益调节端。

优选地，所述调零电路包括一第二集成运算放大器，所述第二集成运算放大器包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端，所述第二集成运算放大器的反相输入端经由一第二电阻电性连接所述第一集成运算放大器的输出端，所述第二集成运算放大器的反相输入端经由一第三电阻电性连接所述第二集成运算放大器的输出端，所述第二集成运算放大器的同相输入端经由一第四电阻接地，所述第二集成运算放大器的同相输入端经由一第五电阻电性连接一第六电阻和一第七电阻的一端，所述第六电阻的另一端接收所述第一直流电压，所述第七电阻的另一端接收所述第二直流电压，所述第二集成运算放大器的正端接收所述第一直流电压，所述第二集成运算放大器的负端接收所述第二直流电压。

优选地，所述双T陷50HZ工频电路包括一第三集成运算放大器和一第四集成运算放大器，所述第三集成运算放大器和第四集成运算放大器分别包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端，所述第三集成运算放大器的同相输入端顺次经由一第八电阻和一第九电阻电性连接所述第二集成运算放大器的输出端，所述第三集成运算放大器的同相输入端顺次经由一第三电容和一第四电容电性连接所述第二集成运算放大器的输出端，所述第八电阻和第九电阻之间的连接节点经由一第五电容电性连接所述第四集成运算放大器的输出端，所述第三电容和第四电容之间的连接节点经由一第十电阻电性连接所述第四集成运算放大器的输出端，所述第三集成运算放大器的反相输入端顺次经由一第十一电阻和一第十二电阻接地，所述第三集成运算放大器的反相输入端电性连接所述第三集成运算放大器的输出端，所述第三集成运算放大器的正端接收所述第一直流电压，所述第三集成运算放大器的负端接收所述第二直流电压，所述第四集成运算放大器的同相输入端电性连接所述第十一电阻和第十二电阻之间的连接节点，所述第四集成运算放大器的反相输入端电性连接所述第四集成运算放大器的输出端。

优选地，所述选频电路包括一鼾声和打鼾体征信号选频单元、一心率信号选频单元及一呼吸信号选频单元，所述鼾声和打鼾体征信号选频单元、心率信号选频单元及呼吸信号选频单元分别包括一第五集成运算放大器和一第六集成运算放大器，所述第五集成运算放大器和第六集成运算放大器分别包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端，所述第五集成运算放大器的同相输入端顺次经由一第六电容和一第七电容电性连接所述第三集成运算放大器的输出端，所述第五集成运算放大器的同相输入端经由一第十三电阻接地，所述第五集成运算放大器的反相输入端经由一第十四电阻接地，所述第五集成运算放大器的反相输入端经由一第十五电阻电性连接所述第五集成运算放大器的输出端，所述第五集成运算放大器的输出端经由一第十六电阻电性连接所述第六电容和第七电容之间的连接节点，所述第五集成运算放大器的正端接收所述第一直流电压，所述第五集成运算放大器的负端接收所述第二直流电压，所述第六集成运算放大器的同相输入端顺次经由一第十七电阻和一第十八电阻电性连接所述第五集成运算放大器的输出端，所述第六集成运算放大器的同相输入端经由一第八电容接地，所述第六集成运算放大器的反相输入端经由一第十九电阻接地，所述第六集成运算放大器的反相输入端经由一第二十电阻电性连接所述第六集成运算放大器的输出端，所述第六集成运算放大器的输出端经由一第九电容电性连接所述第十七电阻和第十八电阻之间的连接节点，所述第六集成运算放大器的正端接收所述第一直流电压，所述第六集成运算放大器的负端接收所述第二直流电压。

优选地，所述单边放大电路包括一鼾声和打鼾体征信号单边放大单元、一心率信号单边放大单元及一呼吸信号单边放大单元，所述鼾声和打鼾体征信号单边放大单元、心率信号单边放大单元及呼吸信号单边放大单元分别包括一第七集成运算放大器，所述第七集成运算放大器，包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端，所述第七集成运算放大器的同相输入端电性连接所述第六集成运算放大器的输出端，所述第七集成运算放大器的反相输入端经由一第二十一电阻接地，所述第七集成运算放大器的反相输入端经由一第二十二电阻电性连接所述第七集成运算放大器的输出端，所述第七集成运算放大器的反相输入端电性连接一二极管的阳极，所述二极管的阴极电性连接所述第七集成运算放大器的输出端，所述第七集成运算放大器的正端接收所述第一直流电压，所述第七集成运算放大器的正端经由一第十电容接地，所述第七集成运算放大器的负端接收所述第二直流电压，所述第七集成运算放大器的负端经由一第十一电容接地。

本实用新型基于压电传感器的止鼾装置通过所述压电传感器感测使用者睡眠时的鼾声和打鼾体征、心率及呼吸等生命体征信号，通过所述直流放大电路对生命体征信号进行放大，通过所述调零电路对放大后的生命体征信号进行调零，通过所述双T陷50HZ工频电路对调零后的生命体征信号进行滤波，通过所述选频电路对滤波后的生命体征信号进行选频后分离出鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号，通过所述单边放大电路对分离出的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号进行功率放大，通过所述止鼾控制电路根据接收到的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号采用打鼾识别算法进行比较运算以判断使用者打鼾程度的强弱，并根据使用者打鼾程度的强弱发出止鼾控制信号，及通过所述微型消音电机和气阀对安全气囊进行充放气操作，进而适当调整使用者的睡姿以促使使用者停止打鼾，精确度高且可在不惊醒使用者的前提下起到止鼾作用。

附图说明

图1是本实用新型基于压电传感器的止鼾装置的较佳实施方式的方框示意图。

图2是图1中直流放大电路、调零电路及双T陷50HZ工频电路的电路图。

图3是图1中选频电路和单边放大电路的电路图。

图4是采用图1中的止鼾装置对使用者进行睡姿调整的止鼾方法的流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参考图1，本实用新型基于压电传感器的止鼾装置100的较佳实施方式包括一压电传感器10、一温度传感器20、一时钟电路30、一中央控制单元40、一红外发热理疗电路50及一充放气电路60。所述中央控制单元40包括一鼾声和打鼾体征检测电路41、一理疗控制电路42、一止鼾控制电路43、一照明控制电路44及一应用程序控制电路45。

所述压电传感器10用以感测使用者睡眠时的鼾声和打鼾体征、心率及呼吸等生命体征信号，并将感测到的生命体征信号发送给所述鼾声和打鼾体征检测电路41。

其中，所述压电传感器10可为一压电电缆传感器或一压电薄膜传感器。所述压电电缆传感器采用逆压电效应的原理采集声音信号。所述压电薄膜传感器包括一压电薄膜层和设置在所述压电薄膜层两侧的两导电层，所述压电薄膜层由聚偏氟乙烯(PVDF)或有机铁电材料P(VDF-TrFE) 等高分子材料构成。

当所述压电传感器10受到外界的压力发生变化时，会在所述压电传感器10的压电薄膜层两侧的两导电层上产生相应的电荷，从而在所述压电传感器10的两极形成电压。同时，所述压电传感器10作为一个有源的电容器，随着外界输入阻抗的变化会产生电压信号的变化。由于所述压电传感器10的压电薄膜层很薄，所述压电传感器10所提供的有源电容器可以满足宽频响应，从低频信号到高频信号都可进行感测，均有较高的灵敏度。

所述温度传感器20用以感测环境温度信号，并将感测到的环境温度信号发送给所述中央控制单元40。

所述时钟电路30用以提供一时间信号给所述中央控制单元40。

所述中央控制单元40用以接收压电传感器10感测到的生命体征信号，并根据接收到的生命体征信号判断是否有使用者在使用本止鼾装置100。

所述中央控制单元40用以接收温度传感器20发送的环境温度信号，并根据接收到的环境温度信号计算出当前的环境温度值。

所述中央控制单元40用以接收时钟电路30提供的时间信号，并根据接收到的时间信号判断季节、白天或黑夜及时间。

其中，所述中央控制单元40可为意法半导体公司生产的STM32F030C8型微控制器。

所述鼾声和打鼾体征检测电路41将接收到的生命体征信号进行放大处理后发送给所述止鼾控制电路43。

当所述中央控制单元40判断有使用者在使用本止鼾装置100时，所述理疗控制电路42根据白天或黑夜和当前的环境温度值输出一加热控制信号给所述红外发热理疗电路50。

所述中央控制单元40内储存有特定的打鼾识别算法，所述止鼾控制电路43根据接收到的生命体征信号判断使用者是否打鼾，并根据使用者打鼾程度的强弱发出止鼾控制信号给所述充放气电路60。

当所述中央控制单元40判断有使用者在使用本止鼾装置100时，所述照明控制电路44根据季节和时间输出一照明控制信号给一照明设备441，所述照明设备441根据接收到的照明控制信号打开或关闭。

其中，所述照明控制电路44通过蓝牙、2.4G、433M或其它无线连接的方式对所述照明设备441进行无线控制。

所述应用程序控制电路45通过一无线通信接口451连接至互联网，所述中央控制单元40通过应用程序控制电路45将接收到的生命体征信号上传至一远端服务器上的应用程序中储存。

其中，所述无线通信接口451可为一wifi接口。

所述红外发热理疗电路50内储存有可促进使用者睡眠的材料，如银杏。所述红外发热理疗电路50根据接收到的加热控制信号加热其储存的材料。

其中，所述红外发热理疗电路50可为一石墨烯材料制成的远红外发热组件。

所述充放气电路60包括一微型消音电机61、一安全气囊62及一气阀63。所述充放气电路60根据接收到的止鼾控制信号通过所述微型消音电机61对安全气囊62进行充气操作，并通过所述气阀63对安全气囊62进行放气操作，进而适当调整使用者的睡姿以促使使用者停止打鼾。

请参考图2和图3，所述鼾声和打鼾体征检测电路41包括一直流放大电路411、一调零电路412、一双T陷50HZ工频电路413、一选频电路414及一单边放大电路415。

所述直流放大电路411包括一第一集成运算放大器U1。所述第一集成运算放大器U1包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端、一第一外部增益调节端、一第二外部增益调节端及一输出端。

所述第一集成运算放大器U1的同相输入端电性连接所述压电传感器10的正极。所述第一集成运算放大器U1的反相输入端电性连接所述压电传感器10的负极。所述第一集成运算放大器U1的正端接收一第一直流电压。所述第一集成运算放大器U1的正端经由一第一电容C1接地。所述第一集成运算放大器U1的负端接收一第二直流电压。所述第一集成运算放大器U1的负端经由一第二电容C2接地。所述第一集成运算放大器U1的第一外部增益调节端经由一第一电阻R1电性连接所述第一集成运算放大器U1的第二外部增益调节端。

其中，所述第一集成运算放大器U1可为亚德诺半导体公司生产的AD620仪表放大器。所述第一直流电压的大小为+5V。所述第二直流电压的大小为-5V。

所述调零电路412包括一第二集成运算放大器U2。所述第二集成运算放大器U2包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端。

所述第二集成运算放大器U2的反相输入端经由一第二电阻R2电性连接所述第一集成运算放大器U1的输出端。所述第二集成运算放大器U2的反相输入端经由一第三电阻R3电性连接所述第二集成运算放大器U2的输出端。所述第二集成运算放大器U2的同相输入端经由一第四电阻R4接地。所述第二集成运算放大器U2的同相输入端经由一第五电阻R5电性连接一第六电阻R6和一第七电阻R7的一端。所述第六电阻R6的另一端接收所述第一直流电压。所述第七电阻R7的另一端接收所述第二直流电压。所述第二集成运算放大器U2的正端接收所述第一直流电压。所述第二集成运算放大器U2的负端接收所述第二直流电压。

其中，所述第二集成运算放大器U2可为亚德诺半导体公司生产的OP2177双通道运算放大器。

所述双T陷50HZ工频电路413包括一第三集成运算放大器U3和一第四集成运算放大器U4。所述第三集成运算放大器U3和第四集成运算放大器U4分别包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端。

所述第三集成运算放大器U3的同相输入端顺次经由一第八电阻R8和一第九电阻R9电性连接所述第二集成运算放大器U2的输出端。所述第三集成运算放大器U3的同相输入端顺次经由一第三电容C3和一第四电容C4电性连接所述第二集成运算放大器U2的输出端。所述第八电阻R8和第九电阻R9之间的连接节点经由一第五电容C5电性连接所述第四集成运算放大器U4的输出端。所述第三电容C3和第四电容C4之间的连接节点经由一第十电阻R10电性连接所述第四集成运算放大器U4的输出端。所述第三集成运算放大器U3的反相输入端顺次经由一第十一电阻R11和一第十二电阻R12接地。所述第三集成运算放大器U3的反相输入端电性连接所述第三集成运算放大器U3的输出端。所述第三集成运算放大器U3的正端接收所述第一直流电压。所述第三集成运算放大器U3的负端接收所述第二直流电压。所述第四集成运算放大器U4的同相输入端电性连接所述第十一电阻R11和第十二电阻R12之间的连接节点。所述第四集成运算放大器U4的反相输入端电性连接所述第四集成运算放大器U4的输出端。

其中，所述第三集成运算放大器U3和第四集成运算放大器U4可为亚德诺半导体公司生产的OP2177双通道运算放大器。

所述选频电路414包括一鼾声和打鼾体征信号选频单元4141、一心率信号选频单元4142及一呼吸信号选频单元4143。所述鼾声和打鼾体征信号选频单元4141、心率信号选频单元4142及呼吸信号选频单元4143分别包括一第五集成运算放大器U5和一第六集成运算放大器U6。所述第五集成运算放大器U5和第六集成运算放大器U6分别包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端。

所述第五集成运算放大器U5的同相输入端顺次经由一第六电容C6和一第七电容C7电性连接所述第三集成运算放大器U3的输出端。所述第五集成运算放大器U5的同相输入端经由一第十三电阻R13接地。所述第五集成运算放大器U5的反相输入端经由一第十四电阻R14接地。所述第五集成运算放大器U5的反相输入端经由一第十五电阻R15电性连接所述第五集成运算放大器U5的输出端。所述第五集成运算放大器U5的输出端经由一第十六电阻R16电性连接所述第六电容C6和第七电容C7之间的连接节点。所述第五集成运算放大器U5的正端接收所述第一直流电压。所述第五集成运算放大器U5的负端接收所述第二直流电压。

所述第六集成运算放大器U6的同相输入端顺次经由一第十七电阻R17和一第十八电阻R18电性连接所述第五集成运算放大器U5的输出端。所述第六集成运算放大器U6的同相输入端经由一第八电容C8接地。所述第六集成运算放大器U6的反相输入端经由一第十九电阻R19接地。所述第六集成运算放大器U6的反相输入端经由一第二十电阻R20电性连接所述第六集成运算放大器U6的输出端。所述第六集成运算放大器U6的输出端经由一第九电容C9电性连接所述第十七电阻R17和第十八电阻R18之间的连接节点。所述第六集成运算放大器U6的正端接收所述第一直流电压。所述第六集成运算放大器U6的负端接收所述第二直流电压。

其中，所述第五集成运算放大器U5和第六集成运算放大器U6可为亚德诺半导体公司生产的OP2177双通道运算放大器。

所述单边放大电路415包括一鼾声和打鼾体征信号单边放大单元4151、一心率信号单边放大单元4152及一呼吸信号单边放大单元4153。所述鼾声和打鼾体征信号单边放大单元4151、心率信号单边放大单元4152及呼吸信号单边放大单元4153分别包括一第七集成运算放大器U7。所述第七集成运算放大器U7包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端。

所述第七集成运算放大器U7的同相输入端电性连接所述第六集成运算放大器U6的输出端。所述第七集成运算放大器U7的反相输入端经由一第二十一电阻R21接地。所述第七集成运算放大器U7的反相输入端经由一第二十二电阻R22电性连接所述第七集成运算放大器U7的输出端。所述第七集成运算放大器U7的反相输入端电性连接一二极管D的阳极。所述二极管D的阴极电性连接所述第七集成运算放大器U7的输出端。所述第七集成运算放大器U7的正端接收所述第一直流电压。所述第七集成运算放大器U7的正端经由一第十电容C10接地。所述第七集成运算放大器U7的负端接收所述第二直流电压。所述第七集成运算放大器U7的负端经由一第十一电容C11接地。

其中，所述第七集成运算放大器U7可为亚德诺半导体公司生产的OP2177双通道运算放大器。

工作时，所述压电传感器10感测使用者睡眠时的鼾声和打鼾体征、心率及呼吸等生命体征信号，并将感测到的生命体征信号发送给所述鼾声和打鼾体征检测电路41的直流放大电路411。所述直流放大电路411对微弱的生命体征信号进行放大后输出给所述调零电路412。所述调零电路412对放大后的生命体征信号进行调零后输出给所述双T陷50HZ工频电路413，以减低输出失调电压的影响。所述双T陷50HZ工频电路413对调零后的生命体征信号进行滤波后输出给所述选频电路414，以消除50HZ市电信号对调零后的生命体征信号的干扰。所述选频电路414对滤波后的生命体征信号进行选频后分离出鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号输出给所述单边放大电路415。所述单边放大电路415分别对分离出的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号进行功率放大后输出给所述止鼾控制电路43。所述止鼾控制电路43根据接收到的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号采用打鼾识别算法进行比较运算以判断使用者打鼾程度的强弱，并根据使用者打鼾程度的强弱发出止鼾控制信号给所述充放气电路60的微型消音电机61。所述微型消音电机61根据接收到的止鼾控制信号通电工作，进而对安全气囊62进行充气，并在充满气后通过所述气阀63对安全气囊62进行放气。所述充放气电路60通过微型消音电机61可对安全气囊62的充放电时间和速度进行控制，进而缓慢轻柔的晃动使用者，起到适当调整使用者的睡姿以促使使用者停止打鼾的作用。

其中，当所述中央控制单元40判断有使用者在使用本止鼾装置100时，所述理疗控制电路42根据白天或黑夜和当前的环境温度值输出加热控制信号给所述红外发热理疗电路50，所述红外发热理疗电路50采用相应的温度加热其储存的材料，该材料的功效被充分发挥以辅助使用者入睡。

其中，当所述中央控制单元40判断有使用者在使用本止鼾装置100时，所述照明控制电路44根据季节和时间输出照明控制信号给照明设备441。当感测到使用者在夜间刚使用本止鼾装置100时，所述中央控制单元40输出照明控制信号打开照明设备441；当感测到使用者入睡之后，所述中央控制单元40输出照明控制信号关闭照明设备441。

其中，所述中央控制单元40通过应用程序控制电路45将包括使用者的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号等睡眠状况定期上传至远端服务器上的应用程序中储存，使得使用者授权的单位和个人可在远端实时监控并关注使用者的健康状况。

请一并参考图4，为采用上述止鼾装置100对使用者进行睡姿调整的止鼾方法的流程图，该止鼾方法包括以下步骤：

S401：通过所述压电传感器10感测使用者睡眠时的鼾声和打鼾体征、心率及呼吸等生命体征信号；

S402：通过所述直流放大电路411对生命体征信号进行放大后输出给所述调零电路412；

S403：通过所述调零电路412对放大后的生命体征信号进行调零后输出给所述双T陷50HZ工频电路413；

S404：通过所述双T陷50HZ工频电路413对调零后的生命体征信号进行滤波后输出给所述选频电路414；

S405：通过所述选频电路414对滤波后的生命体征信号进行选频后分离出鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号输出给所述单边放大电路415；

S406：通过所述单边放大电路415分别对分离出的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号进行功率放大后输出给所述止鼾控制电路43；

S407：通过所述止鼾控制电路43根据接收到的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号采用打鼾识别算法进行比较运算以判断使用者打鼾程度的强弱，并根据使用者打鼾程度的强弱发出止鼾控制信号给所述充放气电路60；

S408：通过所述微型消音电机61和气阀63对安全气囊62进行充放气操作，进而适当调整使用者的睡姿以促使使用者停止打鼾。

本实用新型基于压电传感器的止鼾装置通过所述压电传感器10感测使用者睡眠时的鼾声和打鼾体征、心率及呼吸等生命体征信号，通过所述直流放大电路411对生命体征信号进行放大，通过所述调零电路412对放大后的生命体征信号进行调零，通过所述双T陷50HZ工频电路413对调零后的生命体征信号进行滤波，通过所述选频电路414对滤波后的生命体征信号进行选频后分离出鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号，通过所述单边放大电路415对分离出的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号进行功率放大，通过所述止鼾控制电路43根据接收到的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号采用打鼾识别算法进行比较运算以判断使用者打鼾程度的强弱，并根据使用者打鼾程度的强弱发出止鼾控制信号，及通过所述微型消音电机61和气阀63对安全气囊62进行充放气操作，进而适当调整使用者的睡姿以促使使用者停止打鼾，精确度高且可在不惊醒使用者的前提下起到止鼾作用。

Claims (10)

1.一种基于压电传感器的止鼾装置，包括一压电传感器、一中央控制单元及一充放气电路，其特征在于：所述中央控制单元包括鼾声和打鼾体征检测电路及发出止鼾控制信号的止鼾控制电路，所述鼾声和打鼾体征检测电路包括对微弱的生命体征信号进行放大的直流放大电路、对放大后的生命体征信号进行调零的调零电路、对调零后的生命体征信号进行滤波的双T陷50HZ工频电路、对滤波后的生命体征信号进行选频后分离出鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号的选频电路及对分离出的鼾声和打鼾体征信号、心率信号及呼吸信号进行功率放大的单边放大电路。

2.如权利要求1所述的止鼾装置，其特征在于，所述充放气电路包括一微型消音电机、一安全气囊及一气阀，所述充放气电路根据接收到的止鼾控制信号通过所述微型消音电机对安全气囊进行充气操作，并通过所述气阀对安全气囊进行放气操作。

3.如权利要求2所述的止鼾装置，其特征在于，所述止鼾装置还包括感测环境温度信号的温度传感器和提供时间信号的时钟电路。

4.如权利要求3所述的止鼾装置，其特征在于，所述止鼾装置还包括根据白天或黑夜和当前的环境温度值输出加热控制信号的理疗控制电路、根据接收到的加热控制信号加热其储存的材料的红外发热理疗电路、根据季节和时间输出照明控制信号的照明控制电路及通过无线通信接口连接至互联网的应用程序控制电路。

5.如权利要求4所述的止鼾装置，其特征在于，所述无线通信接口可为一wifi接口，所述红外发热理疗电路内储存有可促进使用者睡眠的材料，如银杏，所述红外发热理疗电路可为一石墨烯材料制成的远红外发热组件。

6.如权利要求1所述的止鼾装置，其特征在于，所述直流放大电路包括一第一集成运算放大器，所述第一集成运算放大器包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端、一第一外部增益调节端、一第二外部增益调节端及一输出端，所述第一集成运算放大器的同相输入端电性连接所述压电传感器的正极，所述第一集成运算放大器的反相输入端电性连接所述压电传感器的负极，所述第一集成运算放大器的正端接收一第一直流电压，所述第一集成运算放大器的正端经由一第一电容接地，所述第一集成运算放大器的负端接收一第二直流电压，所述第一集成运算放大器的负端经由一第二电容接地，所述第一集成运算放大器的第一外部增益调节端经由一第一电阻电性连接所述第一集成运算放大器的第二外部增益调节端。

7.如权利要求6所述的止鼾装置，其特征在于，所述调零电路包括一第二集成运算放大器，所述第二集成运算放大器包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端，所述第二集成运算放大器的反相输入端经由一第二电阻电性连接所述第一集成运算放大器的输出端，所述第二集成运算放大器的反相输入端经由一第三电阻电性连接所述第二集成运算放大器的输出端，所述第二集成运算放大器的同相输入端经由一第四电阻接地，所述第二集成运算放大器的同相输入端经由一第五电阻电性连接一第六电阻和一第七电阻的一端，所述第六电阻的另一端接收所述第一直流电压，所述第七电阻的另一端接收所述第二直流电压，所述第二集成运算放大器的正端接收所述第一直流电压，所述第二集成运算放大器的负端接收所述第二直流电压。

8.如权利要求7所述的止鼾装置，其特征在于，所述双T陷50HZ工频电路包括一第三集成运算放大器和一第四集成运算放大器，所述第三集成运算放大器和第四集成运算放大器分别包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端，所述第三集成运算放大器的同相输入端顺次经由一第八电阻和一第九电阻电性连接所述第二集成运算放大器的输出端，所述第三集成运算放大器的同相输入端顺次经由一第三电容和一第四电容电性连接所述第二集成运算放大器的输出端，所述第八电阻和第九电阻之间的连接节点经由一第五电容电性连接所述第四集成运算放大器的输出端，所述第三电容和第四电容之间的连接节点经由一第十电阻电性连接所述第四集成运算放大器的输出端，所述第三集成运算放大器的反相输入端顺次经由一第十一电阻和一第十二电阻接地，所述第三集成运算放大器的反相输入端电性连接所述第三集成运算放大器的输出端，所述第三集成运算放大器的正端接收所述第一直流电压，所述第三集成运算放大器的负端接收所述第二直流电压，所述第四集成运算放大器的同相输入端电性连接所述第十一电阻和第十二电阻之间的连接节点，所述第四集成运算放大器的反相输入端电性连接所述第四集成运算放大器的输出端。

9.如权利要求8所述的止鼾装置，其特征在于，所述选频电路包括一鼾声和打鼾体征信号选频单元、一心率信号选频单元及一呼吸信号选频单元，所述鼾声和打鼾体征信号选频单元、心率信号选频单元及呼吸信号选频单元分别包括一第五集成运算放大器和一第六集成运算放大器，所述第五集成运算放大器和第六集成运算放大器分别包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端，所述第五集成运算放大器的同相输入端顺次经由一第六电容和一第七电容电性连接所述第三集成运算放大器的输出端，所述第五集成运算放大器的同相输入端经由一第十三电阻接地，所述第五集成运算放大器的反相输入端经由一第十四电阻接地，所述第五集成运算放大器的反相输入端经由一第十五电阻电性连接所述第五集成运算放大器的输出端，所述第五集成运算放大器的输出端经由一第十六电阻电性连接所述第六电容和第七电容之间的连接节点，所述第五集成运算放大器的正端接收所述第一直流电压，所述第五集成运算放大器的负端接收所述第二直流电压，所述第六集成运算放大器的同相输入端顺次经由一第十七电阻和一第十八电阻电性连接所述第五集成运算放大器的输出端，所述第六集成运算放大器的同相输入端经由一第八电容接地，所述第六集成运算放大器的反相输入端经由一第十九电阻接地，所述第六集成运算放大器的反相输入端经由一第二十电阻电性连接所述第六集成运算放大器的输出端，所述第六集成运算放大器的输出端经由一第九电容电性连接所述第十七电阻和第十八电阻之间的连接节点，所述第六集成运算放大器的正端接收所述第一直流电压，所述第六集成运算放大器的负端接收所述第二直流电压。

10.如权利要求9所述的止鼾装置，其特征在于，所述单边放大电路包括一鼾声和打鼾体征信号单边放大单元、一心率信号单边放大单元及一呼吸信号单边放大单元，所述鼾声和打鼾体征信号单边放大单元、心率信号单边放大单元及呼吸信号单边放大单元分别包括一第七集成运算放大器，所述第七集成运算放大器，包括一同相输入端、一反相输入端、一正端、一负端及一输出端，所述第七集成运算放大器的同相输入端电性连接所述第六集成运算放大器的输出端，所述第七集成运算放大器的反相输入端经由一第二十一电阻接地，所述第七集成运算放大器的反相输入端经由一第二十二电阻电性连接所述第七集成运算放大器的输出端，所述第七集成运算放大器的反相输入端电性连接一二极管的阳极，所述二极管的阴极电性连接所述第七集成运算放大器的输出端，所述第七集成运算放大器的正端接收所述第一直流电压，所述第七集成运算放大器的正端经由一第十电容接地，所述第七集成运算放大器的负端接收所述第二直流电压，所述第七集成运算放大器的负端经由一第十一电容接地。