CN206629315U - 一种基于睡眠状态的智能感应灯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于睡眠状态的智能感应灯系统。现有感应灯通过手动开关，不具备助眠功能。本实用新型包括感应灯以及控制感应灯工作状态的控制系统，所述控制系统包括睡眠监测模块和中枢控制模块，所述中枢控制模块接收来自睡眠监测模块信号并控制所述感应灯。将感应灯的控制方式由原先人工控制方式改进为根据使用者自身睡眠状态来调节控制的方式，通过感知使用者睡眠状态来提高便于使用者入眠以及进入深度睡眠的光照环境，进而提升使用者的睡眠质量，利于人体健康。所述睡眠监测模块实施监测位于监测工位上的使用者睡眠状态，并将数据及时传递至中枢控制模块进行处理和分离，便于控制感应灯工作。

Description

一种基于睡眠状态的智能感应灯系统

技术领域

本实用新型涉及家具领域，具体涉及一种智能感应灯系统。

背景技术

随着城市化的发展及生活节奏的加快，越来越多的人习惯晚睡，由于忙碌的劳作没有按时睡觉，经常缩短睡眠时间，导致身体出现亚健康状态。更严重地，失眠人群在深夜都无法入睡，清晨无法按时起床，从而影响翌日的工作效率及生活状态。卧室是睡眠的主要场所，而卧室的床头灯灯光对睡眠质量会产生一定影响。研究表明，深夜电脑屏幕和其他电器发出微弱的光都可能影响人的生理节律，早晨起床更难，扰乱人的生物钟。

现有的传统睡眠系统对使用者无任何服务，人们都需手动开关床头灯，手动关闭闹钟，无睡眠提醒，无睡眠监测功能，也无睡眠辅助功能，对使用者没有助眠功能，还无法帮助使用者了解自身睡眠质量。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，感应灯根据睡眠监测模块采集的睡眠状态信息实现工作状态调节，以此模拟出利于人们睡眠的光照环境，为使用者提供助眠服务，提升睡眠质量。

本实用新型通过以下方式实现：一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，包括感应灯以及控制感应灯工作状态的控制系统，所述控制系统包括睡眠监测模块和中枢控制模块，所述中枢控制模块接收来自睡眠监测模块信号并控制所述感应灯。将感应灯的控制方式由原先人工控制方式改进为根据使用者自身睡眠状态来调节控制的方式，通过感知使用者睡眠状态来提高便于使用者入眠以及进入深度睡眠的光照环境，进而提升使用者的睡眠质量，利于人体健康。所述睡眠监测模块实施监测位于监测工位上的使用者睡眠状态，并将数据及时传递至中枢控制模块进行处理和分离，便于控制感应灯工作。

作为优选，所述中枢控制模块包括中枢微控制器单元、与睡眠监测模块通信的第二串口单元、以及控制感应灯的发光驱动单元，所述中枢微控制器单元通过第二串口单元接收信号并通过发光驱动单元控制感应灯工作状态。中枢微控制单元接收、分析处理来自睡眠监测模块的信号，并为发光驱动单元提供控制感应灯的依据。感应灯的工作状态包括亮度调节以及亮灭开关调节等。

作为优选，所述控制系统包括数据服务端，所述中枢微控制器单元通过无线通信单元与所述数据服务端通连。睡眠监测模块采集的数据在经过中枢控制模块处理后被存储至数据服务端，数据服务端除了存储数据功能以外，还能通过睡眠数据判断使用者睡眠质量、身体健康状态以及预防疾病的措施和建议等功能，为使用者提供健康预警服务。

作为优选，所述发光驱动单元包括发光驱动芯片以及与中枢微控制器单元连接的红外感应组件，所述发光驱动芯片接收来自的中枢微控制器单元的信号并控制感应灯工作。红外感应组件用于辅助中枢微控制器单元感知是否有遮挡物，进而通过发光驱动芯片控制感应灯的开关。

作为优选，所述感应灯包括具有发光面的灯体以及外露地装配在发光面上的LED灯珠，所述红外感应组件包括设置在所述发光面上且与所述中枢微控制器单元通连的红外发射部和红外接收部，中枢微控制单元进行信号编码由红外发射部发射红外光并通过红外接收部感应所述发光面周边区域内遮挡状态的信号，由中枢微控制单元解码解析信号数据，从而来控制感应灯工作。所述中枢微控制器单元进行信号编码由红外发射部发送红外光信号，红外接收部接收反射的红外光信号并通过中枢微控制器单元进行解码判断是否有遮挡物，进而通过发光驱动单元控制感应灯的开关。红外发射部的发射方向与感应灯的照射方向一致，确保感应灯照射方向上无遮挡物。

作为优选，所述中枢控制模块包括接收中枢微控制器单元信号的时钟单元和语音单元。时钟单元根据网络时间校对本地时间，所述语音单元包括语音驱动芯片和扬声器，可播放当天天气情况、整点报时、提示语音及闹钟铃声等。

作为优选，所述中枢控制模块包括中枢供电单元，所述中枢供电单元为中枢微控制器单元、第二串口单元、发光驱动单元、感应灯、无线通信单元、时钟单元以及语音单元独立供电。中枢供电单元提供与各单元供电参数匹配的电源，确保各单元正常运转。

作为优选，所述睡眠监测模块包括设置在监测工位上的传感器、与传感器连接的信号调理电路单元、与信号调理电路单元连接的副微控制器单元，所述副微控制器单元通过第一串口单元与所述中枢控制模块通连。监测工位设置在床垫上，便于传感器采集使用者在躺卧时的信号，信号调理电路单元用于调节传感器接收到的微弱电信号，满足副微控制器单元读取和处理。副微控制器单元可接收来自中枢微控制器单元的反馈并调节信号调理电路单元的增益幅度。

作为优选，所述睡眠监测模块包括监测供电单元，所述监测供电单元为传感器、信号调理电路单元、副微控制器单元以及第一串口单元独立供电。监测供电单元提供与各单元及部件供电参数匹配的电源，确保各单元及部件正常运转。

本实用新型的有益效果：将感应灯的控制方式由原先人工控制方式改进为根据使用者自身睡眠状态来调节控制的方式，通过感知使用者睡眠状态来提高便于使用者入眠以及进入深度睡眠的光照环境，进而提升使用者的睡眠质量，利于人体健康。本实用新型根据睡眠状态控制感应灯的亮度及开关，使用者无需手动控制感应灯，方便安全，同时利用时钟单元校对本地时间，通过WiFi接收网络数据，并由语音单元播放天气情况、整点报时、操作提示语音等，为使用者提供更好的睡眠体验。

附图说明

图1是本实用新型的系统架构及连接关系图；

图2是睡眠监测模块的结构示意图；

图3是发光驱动单元的工作步骤示意图；

图4是感应灯发光面结构示意图；

图中：1、LED灯珠，2、红外发射部，3、红外接收部，4、发光面。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型的实质性特点作进一步的说明。

如图1-4所示的一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，由感应灯以及控制感应灯工作状态的控制系统，所述控制系统包括睡眠监测模块和中枢控制模块，所述中枢控制模块接收来自睡眠监测模块信号并控制所述感应灯。

在实际操作中，所述中枢控制模块包括中枢微控制器单元、与睡眠监测模块通信的第二串口单元、以及控制感应灯的发光驱动单元，所述中枢微控制器单元通过第二串口单元接收信号并通过发光驱动单元控制感应灯工作状态，所述发光驱动单元包括发光驱动芯片以及与中枢微控制器单元连接的红外感应组件，所述发光驱动芯片接收来自的中枢微控制器单元的信号并控制感应灯工作。所述中枢控制模块包括接收中枢微控制器单元信号的时钟单元和语音单元。所述的睡眠监测模块用于监测使用者精确的睡眠状态数据以及睡眠姿态。所述的中枢控制模块包括用于设置实时间时时校对的时钟单元、用于播放天气、提示音、闹钟铃声的语音单元、用于对接数据服务端的无线通信单元、用于对接睡眠监测模块的第二串口单元、用于照明和辅助睡眠的感应灯、用于驱动感应灯的发光驱动单元、用于数据信号处理的中枢微控制器单元以及用于为整个中枢控制模块提供电源的中枢供电单元。所述的无线通信单元、第二串口单元、时钟单元、语音单元及发光驱动单元均与中枢微控制器单元连接，所述的发光驱动单元与感应灯连接，所述的无线通信单元、第二串口单元、时钟单元、语音单元、发光驱动单元、中枢微控制器单元以及感应灯均与中枢供电单元连接。

在实际操作中，所述中枢控制模块包括中枢供电单元，所述中枢供电单元为中枢微控制器单元、第二串口单元、发光驱动单元、感应灯、无线通信单元、时钟单元以及语音单元独立供电。

在实际操作中，所述睡眠监测模块包括设置在监测工位上的传感器、与传感器连接的信号调理电路单元、与信号调理电路单元连接的副微控制器单元，所述副微控制器单元通过第一串口单元与所述中枢控制模块通连。所述睡眠监测模块包括监测供电单元，所述监测供电单元为传感器、信号调理电路单元、副微控制器单元以及第一串口单元独立供电。

在实际操作中，所述传感器包括精良贝骨传感带以及六轴传感器，精良贝骨传感带用于精确采集使用者的睡眠状态数据，六轴传感器用于在线监测使用者的睡眠姿态，确保控制系统更有针对性地提供智控服务。如图2所示，所述的睡眠监测模块包括用于监测使用者睡眠状态的精良贝骨传感带、用于处理微弱传感带电信号的信号调理电路单元、用于监测使用者睡眠姿态的六轴传感器、用于对接中枢控制模块的第一串口单元、用于信号数据处理的副微控制器单元以及用于为整个睡眠监测模块提供电源的监控供电单元。所述的精良贝骨传感带与所述的信号调理电路单元连接，所述的信号调理电路单元、六轴传感器、第一串口单元均与副微控制器单元连接，所述的信号调理电路单元、传感器、第一串口单元以及副微控制器单元均与监控供电单元连接。

在实际操作中，所述传感器采集的微弱电信号通过信号调理电路单元进行增益放大，并通过与副微控制器单元通连的第一串口单元向中枢控制模块输送，副微控制器单元接收来自中枢控制模块的反馈信号来调节信号调理电路单元的增益放大幅度，以满足中枢控制单元接收和处理的条件。

在实际操作中，所述睡眠监测模块和中枢控制模块间通过分置的第一串口单元和第二串口单元实现通连，用于互相传输信号。所述控制系统包括数据服务端，所述中枢微控制器单元通过无线通信单元与所述数据服务端通连，所述无线通信单元优选采用wifi方式进行数据传输，并为语音单元的播报功能提供各类信息。

如图3所示，所述的发光驱动单元包括发光驱动芯片和红外感应组件。中枢微控制器单元根据使用者的睡眠状态产生不同占空比的PWM波，发光驱动芯片控制感应灯的亮度。所述的中枢微控制单元进行信号编码由红外发射部2发送，红外接收部3接收反射的红外光信号由中枢微控制单元进行解码判断是否有遮挡物，进而与产生PWM波控制发光驱动芯片，从而感应灯的开关。

如图4所示，所述感应灯包括具有发光面4的灯体以及外露地装配在发光面4上的LED灯珠1，所述红外感应组件包括设置在所述发光面4上且与所述中枢微控制器单元通连的红外发射部2和红外接收部3，红外发射部2发射红外光并通过红外接收部3感应所述发光面4周边区域内遮挡状态来控制感应灯工作。红外感应组件安装在发光面4上。为获得更加均匀的灯光效果，优选方案，将多个LED灯珠1均匀安装在发光面4的边缘，将LED灯珠1均匀安装在红外感应组件边缘，所有LED灯珠1采用并联的方式连接，红外接收部3和红外发射部2安装在中心对称位置。

实施具体步骤如下：

1）首先，将睡眠监测模块的精良贝骨传感带嵌入到床垫中，根据使用者的身高差异，具体位置安装于使用者的胸部对应的正下方位置；并将中枢控制模块安置在床头柜上，通过连接第一串口单元和第二串口单元的串口线与睡眠监测模块连接。系统上电后，若系统开始正常工作，则播放对应的提示音，否则播放错误的原因。

2）其次，精良贝骨传感带将采集的微弱电信号经信号调理电路单元进行滤波、放大、稳定，再由副微控制器单元进行数字信号处理，并将数据通过串口线传输至中枢控制模块。同时，六轴传感器检测使用者的睡眠姿态及行为，作为控制闹钟铃声开关的判断依据。当设定的闹钟到达时间点后，闹钟铃声通过语音单元播放，使用者只需连续敲击睡眠监测模块的外壳即可关闭闹钟铃声，即通过第一串口单元发送关闭闹钟铃声的指令，中枢控制单元接收指令后通过语音单元播放闹钟关闭的提示语音。

3）进一步，中枢控制模块通过第二串口单元接收来自睡眠监测模块的睡眠状态数据，中枢微控制器单元根据睡眠状态产生不同占空比的PWM波，通过发光驱动芯片控制感应灯的亮度及开关。夜晚情况下，当感应灯为开状态，使用者在床入睡，则根据使用者入睡的过程慢慢降低感应灯的亮度，模拟黄昏天色转变的场景，辅助使用者入睡的同时自动关闭感应灯，再次遮挡又可打开感应灯；夜晚情况下，当感应灯为开状态，使用者入睡前用手遮挡红外感应组件即可关闭感应灯；夜晚情况下，当感应灯为关状态，使用者需要开启感应灯时，睡眠监测模块检测到使用者离床，通过第一串口单元发送打开感应灯指令，中枢控制模块由第二串口单元接收指令并打开感应灯。白天情况下，用手触发红外感应组件实现感应灯开关控制。

4）再进一步，中枢控制单元通过无线通信单元与数据服务端连接，获取数据服务端的天气情况、网络时间等数据，时钟单元根据网络时间校对本地时间。播报天气情况、闹钟铃声、整点报时、提醒睡眠的时间由使用者在数据服务端自定义设置，若使用者设置播放天气情况为每天早晨8点，播放闹钟铃声为早晨7点半，整点报时时间为早晨8点到晚上10点，提醒睡眠的时间为晚上11点，则本地时间到达早晨7点半时，播放闹钟铃声，使用者离床后，闹钟关闭，或使用者连续敲击睡眠监测模块关闭闹钟。本地时间到达早晨8点时，播放当天当地的天气情况，之后每过一小时整点播放一次整点时间，直到晚上10点，不再播放，以免打扰使用者睡眠。本地时间到达晚上11点时，播放提醒使用者睡眠的提示语音，以免使用者在忙碌的劳作中忘却时间，保证使用者充足的睡眠时间。

5）最终，睡眠监测模块可通过第一串口单元与中枢控制模块进行有效的指令数据传输，中枢控制模块根据采集到的睡眠状态数据控制感应灯的工作状态，并通过语音单元播放铃声、提示音等。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，包括感应灯以及控制感应灯工作状态的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括睡眠监测模块和中枢控制模块，所述中枢控制模块接收来自睡眠监测模块信号并控制所述感应灯。

2.根据权利要求1所述的一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，其特征在于，所述中枢控制模块包括中枢微控制器单元、与睡眠监测模块通信的第二串口单元、以及控制感应灯的发光驱动单元，所述中枢微控制器单元通过第二串口单元接收信号并通过发光驱动单元控制感应灯工作状态。

3.根据权利要求2所述的一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，其特征在于，所述控制系统包括数据服务端，所述中枢微控制器单元通过无线通信单元与所述数据服务端通连。

4.根据权利要求2所述的一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，其特征在于，所述发光驱动单元包括发光驱动芯片以及与中枢微控制器单元连接的红外感应组件，所述发光驱动芯片接收来自的中枢微控制器单元的信号并控制感应灯工作。

5.根据权利要求4所述的一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，其特征在于，所述感应灯包括具有发光面的灯体以及外露地装配在发光面上的LED灯珠，所述红外感应组件包括设置在所述发光面上且与所述中枢微控制器单元通连的红外发射部和红外接收部，中枢微控制单元进行信号编码由红外发射部发射红外光并通过红外接收部感应所述发光面周边区域内遮挡状态的信号，由中枢微控制单元解码解析信号数据，从而来控制感应灯工作。

6.根据权利要求3所述的一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，其特征在于，所述中枢控制模块包括接收中枢微控制器单元信号的时钟单元和语音单元。

7.根据权利要求6所述的一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，其特征在于，所述中枢控制模块包括中枢供电单元，所述中枢供电单元为中枢微控制器单元、第二串口单元、发光驱动单元、感应灯、无线通信单元、时钟单元以及语音单元独立供电。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，其特征在于，所述睡眠监测模块包括设置在监测工位上的传感器、与传感器连接的信号调理电路单元、与信号调理电路单元连接的副微控制器单元，所述副微控制器单元通过第一串口单元与所述中枢控制模块通连。

9.根据权利要求8所述的一种基于睡眠状态的智能感应灯系统，其特征在于，所述睡眠监测模块包括监测供电单元，所述监测供电单元为传感器、信号调理电路单元、副微控制器单元以及第一串口单元独立供电。