CN209123125U - 睡眠监测声光智能唤醒装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种睡眠监测声光智能唤醒装置，该睡眠监测声光智能唤醒装置包括：手环、灯光基座和照明设备；手环用于获取用户的运动姿态数据，并将运动姿态数据发送至灯光基座；灯光基座用于安装照明设备并控制照明设备，包括：无线信号收发芯片、第二控制板和音乐播放器，第二控制板分别与无线信号收发芯片和音乐播放器连接；照明设备包括：开关控制器，开关控制器与第二控制板连接，照明设备通过开关控制器调节亮度。通过实施本实用新型，能够实现对用户的声光唤醒，相比于传统的响铃唤醒方式给人带来的紧迫感，本实用新型实施例能够采用音乐和光线对人唤醒，使人在晨起后精力充沛且情绪良好。
Description
技术领域
本实用新型涉及睡眠唤醒技术领域，具体涉及睡眠监测声光智能唤醒装置。
背景技术
现有的唤醒装置均是使用普通的响铃方式提醒，即日常使用的闹钟，急促的响铃带来的紧迫感使人觉得烦躁，严重影响晨起的心情，使人一整天都处于沉闷易怒的负面情绪中，影响工作和学习状态。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了睡眠监测声光智能唤醒装置，用以解决现有的唤醒装置使人晨起后处于负面情绪中，从而影响工作和学习状态的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型第一方面，提出了一种睡眠监测声光智能唤醒装置，所述睡眠监测声光智能唤醒装置包括：手环、灯光基座和照明设备；所述手环用于获取用户的运动姿态数据，并将所述运动姿态数据发送至所述灯光基座；所述灯光基座用于安装所述照明设备并控制所述照明设备，包括：无线信号收发芯片、第二控制板和音乐播放器，所述第二控制板分别与所述无线信号收发芯片和音乐播放器连接；所述照明设备包括：开关控制器，所述开关控制器与所述第二控制板连接，所述照明设备通过所述开关控制器调节亮度。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述手环包括：姿态传感器、第一控制板和第一蓝牙芯片；所述姿态传感器获取所述运动姿态数据，并将所述运动姿态数据发送至所述第一控制板；所述第一控制板通过所述第一蓝牙芯片将所述运动姿态数据发送至所述灯光基座。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述第二控制板通过所述无线信号收发芯片接收所述运动姿态数据，所述无线信号收发芯片为蓝牙芯片。
结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述第一控制板和第二控制板均为Arduino单片机。
结合第一方面、第一方面第一实施方式、第一方面第二实施方式或第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述照明设备还包括：LED灯，所述开关控制器控制所述LED灯点亮并逐渐变亮。
结合第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述开关控制器为L298N驱动芯片。
结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，所述音乐播放器用于播放预设自然背景音乐。
结合第一方面，在第一方面第七实施方式中，所述睡眠监测声光智能唤醒装置还包括：移动终端；所述灯光基座将所述运动姿态数据发送至所述移动终端；所述移动终端根据所述运动姿态数据，生成所述用户的睡眠姿态曲线。
结合第一方面第七实施方式，在第一方面第八实施方式中，所述灯光基座通过蓝牙将所述运动姿态数据发送至所述移动终端。
结合第一方面第七实施方式，在第一方面第九实施方式中，所述灯光基座通过WiFi将所述运动姿态数据发送至所述移动终端。
本实用新型技术方案，与现有技术相比，至少具有如下优点：
本实用新型实施例提供的睡眠监测声光智能唤醒装置，通过在灯光基座中设置无线信号收发芯片接收手环获取的运动姿态数据，设置第二控制板对照明设备的亮度进行控制以及设置音乐播放器，能够实现对用户的声光唤醒，相比于传统的响铃唤醒方式给人带来的紧迫感，本实用新型实施例能够采用音乐和光线对人唤醒，使人在晨起后精力充沛且情绪良好。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例中睡眠监测声光智能唤醒装置的一个具体示例的原理框图；
图2为本实用新型实施例中睡眠监测声光智能唤醒装置的另一个具体示例的原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实用新型实施例提供了一种睡眠监测声光智能唤醒装置，如图1所示，该睡眠监测声光智能唤醒装置包括：手环1、灯光基座2和照明设备3；手环1用于获取用户的运动姿态数据，并将运动姿态数据发送至灯光基座2；灯光基座2用于安装照明设备3并控制照明设备3，包括：无线信号收发芯片21、第二控制板22和音乐播放器23，第二控制板22分别与无线信号收发芯片21和音乐播放器23连接；照明设备3包括：开关控制器31，开关控制器31与第二控制板22连接，照明设备3通过开关控制器31调节亮度。
本实用新型实施例提供的睡眠监测声光智能唤醒装置，通过在灯光基座2中设置无线信号收发芯片21接收手环1获取的运动姿态数据，设置第二控制板22对照明设备3的亮度进行控制以及设置音乐播放器23，能够实现对用户的声光唤醒，相比于传统的响铃唤醒方式给人带来的紧迫感，本实用新型实施例能够采用音乐和光线对人唤醒，使人在晨起后精力充沛且情绪良好。
在本实用新型的具体实施方式中，如图2所示，上述手环1包括：姿态传感器11、第一控制板12和第一蓝牙芯片13，姿态传感器11可以是加速度计和陀螺仪，本实用新型实施例选用ADXL330三轴加速度计和ITG-3200数字陀螺仪，通过ADXL330三轴加速度计获取用户的位置数据，通过ITG-3200数字陀螺仪获取用户的角度数据，每隔5s将用户的位置数据和角度数据作为运动姿态数据发送至第一控制板12。第一控制板12可以是Arduino nano低功耗单片机，该单片机读取姿态传感器11发送的上述运动姿态数据，并通过第一蓝牙芯片13将上述运动姿态数据发送至灯光基座2。
在本实用新型的具体实施方式中，上述第二控制板22通过无线信号收发芯片21接收运动姿态数据，无线信号收发芯片21可以是蓝牙芯片。第二控制板22可以是Arduino单片机，该单片机通过无线信号收发芯片21接收上述手环1发送的运动姿态数据，根据运动姿态数据判断用户是否处于快速眼动睡眠期及当前时刻与预设唤醒时刻之间的时间间隔是否小于第一预设值，当用户处于快速眼动睡眠期且当前时刻与预设唤醒时刻之间的时间间隔小于第一预设值时，发送控制信号至照明设备3。
具体地，第二控制板22根据运动姿态数据判断用户是否处于快速眼动睡眠期，是根据Richard M.Kwasnicki等在欧洲医学研究杂志中发表的论文“一种用于监测睡眠质量和姿势的轻量级传感平台”，其提供了人体不同睡眠阶段的运动状态模型，具体如表1所示，该运动状态模型提供了人体运动状态与睡眠阶段的关系，根据该模型和手环1发送的运动姿态数据，第二控制板22能够判断用户是否处于快速眼动睡眠期，该技术属于现有技术。需要说明的是，根据运动姿态数据判断是身体大范围位移还是身体小范围位移，可结合加速度计和陀螺仪两个传感器的数据并根据实际需要设置，且属于本领域的常规设置，本实用新型对此不做限定。
表1
当第二控制板22判定用户处于快速眼动睡眠期时，判断当前时刻与预设唤醒时刻之间的时间间隔是否小于第一预设值。具体地，在第二控制板22中预先设置一唤醒时刻，例如是早晨7点钟，并设置第一预设值，例如可以是60分钟，当当前时刻与预设唤醒时刻之间的时间间隔小于第一预设值，也就是当前时刻处于6点至7点之间，根据Carlson,N.R.的《生理心理学》第六版中对人体睡眠规律的记载，人每夜有4-5个睡眠周期，每个睡眠周期非快速眼动睡眠期和快速眼动睡眠期交替进行，快速眼动睡眠期虽会因人而异，但通常最后一次快速眼动睡眠期能持续40分钟，因此在预设唤醒时刻的前60分钟，能够保证得到且仅能得到一个处于用户的快速眼动睡眠期的时刻。研究表明，如果从NREM阶段醒来，人会感觉昏昏沉沉、行动迟缓且情绪不佳；如果从REM阶段醒来，人会感觉头脑清晰、行动敏捷且精神饱满。本实用新型实施例通过在灯光基座2中设置第二控制板22，在最后一次快速眼动睡眠期控制照明设备3唤醒用户，从而保证了用户醒来后保持良好的精神和行为状态。
在本实用新型的具体实施方式中，如图2所示，上述照明设备3还包括：LED灯32，开关控制器31控制LED灯32点亮并逐渐变亮。开关控制器31可以是L298N驱动芯片，驱动芯片接收第二控制板22发送的控制信号，通过12V直流电源以控制信号控制LED灯32点亮并逐渐变亮，从而达到模拟日光逐渐明亮的效果，对用户进行光线唤醒。本实用新型实施例提供的照明设备3，其灯罩以莲花为设计原型，采用白色树脂材料3D打印制作，灯罩内的LED灯32使用4000K色温的LED柔性灯带模拟太阳光。
在一较佳实施例中，当当前时刻与预设唤醒时刻之间的时间间隔为第二预设值时，通过音乐播放器23播放预设自然背景音乐对用户进行声音唤醒。具体地，第二预设值可以是一分钟，当预设唤醒时刻为早晨7点时，那么当到达6点59分时，音乐播放器23开始播放鸟鸣声等自然背景音乐。本实用新型实施例通过设置音乐播放器23播放柔和的自然背景音乐，搭配LED灯23模拟太阳光的效果，提升了唤醒的舒适性和可靠性，使用户在起床时处于精神饱满的状态。
如图2所示，本实用新型实施例提供的睡眠监测声光智能唤醒装置还包括：移动终端4；灯光基座2通过通信模块24将运动姿态数据发送至移动终端4，该通信模块24可以是蓝牙或者WiFi。移动终端4根据运动姿态数据生成用户的睡眠姿态曲线，用户可通过移动终端4的显示屏了解到自己的睡眠姿态信息，根据该睡眠姿态信息有针对性地进行作息时间调整。并且，移动终端4还可通过蓝牙或者WiFi向上述照明设备3发送开关指令，使照明设备3用作一般台灯使用，起到照明的作用，使得照明设备3一物两用。另外，移动终端4还可设定唤醒时间，并将唤醒时间发送至灯光基座2，灯光基座2将该唤醒时间作为上述的预设唤醒时间。
为了测试本实用新型实施例提供的睡眠监测声光智能唤醒装置的有效性，以小学生为研究对象，通过控制变量法设计了四组试验，具体试验方案如下：
(1)试验变量分别为：唤醒方式(光线/普通)，唤醒闹钟音乐(普通闹铃/自然背景音乐)，唤醒时机(快速眼动睡眠阶段/非快速眼动睡眠阶段)。
(2)对照组是6：30固定使用传统闹钟铃声唤醒；试验组1则在6：30时开始逐步点亮灯光，测试光照唤醒的效果；试验组2为使用自然背景音乐为闹铃，测试声音对于人起床的影响；试验组3使用手环和灯光基座在5：30-6：30范围内检测REM睡眠阶段；每组数据均进行3天的测试。
(3)为避免受到其他因素影响导致试验结果不准确，规定测试者每天均为23:00入睡。
(4)观察测试者起床后半小时情况并每天重复相同的活动(测试从6：45开始利用5分钟做小学3年级数学口算题的效率和准确性以及6:55时的早餐胃口状态等)。
唤醒方式试验效果对比结果如表2所示：
表2
根据表2可知，使用模拟日光的唤醒方式、自然背景音乐铃声唤醒方式和REM时期唤醒方式对于起床均有积极的影响，本实用新型实施例提供的睡眠监测声光智能唤醒装置通过设置手环监测使用者的睡眠状态，通过设置LED灯并调节其开启和逐渐变亮的时间，让光源提早并且充足地照射人体，从而使褪黑素提前分解和减少，并设置音乐播放器在预先设置的时刻播放自然背景音乐，达到了使用者起床后精神饱满的效果。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种睡眠监测声光智能唤醒装置，其特征在于，包括：手环、灯光基座和照明设备；
所述手环用于获取用户的运动姿态数据，并将所述运动姿态数据发送至所述灯光基座；
所述灯光基座用于安装所述照明设备并控制所述照明设备，包括：无线信号收发芯片、第二控制板和音乐播放器，所述第二控制板分别与所述无线信号收发芯片和音乐播放器连接；
所述照明设备包括：开关控制器，所述开关控制器与所述第二控制板连接，所述照明设备通过所述开关控制器调节亮度。
2.根据权利要求1所述的睡眠监测声光智能唤醒装置，其特征在于，所述手环包括：姿态传感器、第一控制板和第一蓝牙芯片；
所述姿态传感器获取所述运动姿态数据，并将所述运动姿态数据发送至所述第一控制板；
所述第一控制板通过所述第一蓝牙芯片将所述运动姿态数据发送至所述灯光基座。
3.根据权利要求2所述的睡眠监测声光智能唤醒装置，其特征在于，所述第二控制板通过所述无线信号收发芯片接收所述运动姿态数据，所述无线信号收发芯片为蓝牙芯片。
4.根据权利要求3所述的睡眠监测声光智能唤醒装置，其特征在于，所述第一控制板和第二控制板均为Arduino单片机。
5.根据权利要求1-4任一项所述的睡眠监测声光智能唤醒装置，其特征在于，所述照明设备还包括：LED灯，所述开关控制器控制所述LED灯点亮并逐渐变亮。
6.根据权利要求5所述的睡眠监测声光智能唤醒装置，其特征在于，所述开关控制器为L298N驱动芯片。
7.根据权利要求1所述的睡眠监测声光智能唤醒装置，其特征在于，所述音乐播放器用于播放预设自然背景音乐。
8.根据权利要求1所述的睡眠监测声光智能唤醒装置，其特征在于，还包括：移动终端；
所述灯光基座将所述运动姿态数据发送至所述移动终端；
所述移动终端根据所述运动姿态数据，生成所述用户的睡眠姿态曲线。
9.根据权利要求8所述的睡眠监测声光智能唤醒装置，其特征在于，所述灯光基座通过蓝牙将所述运动姿态数据发送至所述移动终端。
10.根据权利要求8所述的睡眠监测声光智能唤醒装置，其特征在于，所述灯光基座通过WiFi将所述运动姿态数据发送至所述移动终端。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111586943A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-25 | 桂林师范高等专科学校 | 一种人工智能体唤醒设备 |
| CN112487235A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-12 | 珠海格力电器股份有限公司 | 音频资源的播放方法和装置、智能终端和存储介质 |
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