CN214104401U - 一种rem期睡眠剥夺自动控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种REM期睡眠剥夺自动控制电路，包括一处理器和与所述处理器电路连接的眼动信号检测电路、心率信号检测电路、按键电路、LED指示电路、继电器执行电路以及干预治疗电路，所述眼动信号检测电路和所述心率信号检测电路将分别检测到的眼动信号和心率信号发送给所述处理器进行睡眠异常分析，所述处理器在分析到睡眠异常时控制所述干预治疗电路的工作状态对患者进行睡眠干预治疗。本实用新型提供的REM期睡眠剥夺自动控制电路结构简单、抗干扰能力强，采用本实用新型提供的REM期睡眠剥夺自动控制电路生产制造的睡眠治疗仪功能实用，对于睡眠障碍具有较佳的治疗效果。

Description

一种REM期睡眠剥夺自动控制电路

技术领域

本实用新型涉及睡眠障碍治疗技术领域，具体涉及一种REM期睡眠剥夺自动控制电路。

背景技术

REM睡眠是一个睡眠的阶段，也叫快动眼睡眠。眼球在此阶段时会呈现不由自主的快速移动。在这个阶段，大脑神经元的活动与清醒的时候相同，多数人在醒来后能够回忆的栩栩如生的梦都是在REM睡眠阶段发生的。

经研究发现，睡眠行为异常大多发生在REM睡眠期，所以为了对患有睡眠障碍的患者进行睡眠干预治疗，首先需要检测患者是否进入REM睡眠期，然后再通过一系列的干预治疗方法对处于REM睡眠期内的患者进行干预治疗(剥夺睡眠)。但现有的睡眠干预治疗仪内部电路结构复杂、功能繁琐、抗干扰能力较弱，设备的购买成本较高，治疗效果也并不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、抗干扰能力强的的REM期睡眠剥夺自动控制电路，采用本实用新型提供的REM期睡眠剥夺自动控制电路生产制造的睡眠治疗仪功能实用，对于睡眠障碍具有较佳的治疗效果。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：提供一种REM期睡眠剥夺自动控制电路，包括一处理器和与所述处理器电路连接的眼动信号检测电路、心率信号检测电路、按键电路、LED指示电路、继电器执行电路以及干预治疗电路，所述眼动信号检测电路和所述心率信号检测电路将分别检测到的眼动信号和心率信号发送给所述处理器进行睡眠异常分析，所述处理器在分析到睡眠异常时控制所述干预治疗电路的工作状态对患者进行睡眠干预治疗；所述REM期睡眠剥夺自动控制电路还包括一电源电路，所述电源电路为所述眼动信号检测电路、所述心率信号检测电路、所述按键电路、所述LED指示电路、所述继电器执行电路和所述干预治疗电路提供工作电压。

其中，所述处理器为型号为89C51单片机。

其中，所述眼动信号检测电路包括供电电路、电桥电路和信号放大电路，所述供电电路的输出端电连接所述电桥电路的输入端，所述电桥电路的输出端电连接所述信号放大电路的输入端，所述信号放大电路的输出端通过一模数转换器将眼动信号进行模数转换后发送给所述单片机，所述供电电路包括电阻 R40、电阻R23、电容C4和一比较器U1，所述电阻R40的一端连接电源VCC，另一端串接所述电阻R23后接地，所述电容C4并联在所述电阻R23的两端，所述电阻R40和所述电阻R23相交的点A连接所述比较器U1的正相输入端，所述比较器U1的反相输入端依序串接电阻R59和电阻R63后接地，所述比较器U1的输出端作为所述供电电路的输出端连接所述电桥电路的输入端；所述电桥电路包括可变电阻R73、电阻R58、电阻R38、电阻R39、所述电阻R59、所述电阻R63和一用于检测眼动信号的压力传感器U19，所述可变电阻R73的滑动端作为所述电桥电路的输入端连接所述比较器U1的输出端，所述可变电阻 R73的一固定端串接所述电阻R38后连接所述信号放大电路的第一输入端(1)，所述可变电阻R73的另一固定端串接所述电阻R39后连接所述信号放大电路的第二输入端(2)；所述可变电阻R73的滑动端串接所述电阻R58后连接所述信号放大电路的所述第一输入端(1)，所述可变电阻R73的滑动端同时依序串接所述电阻R59和所述电阻R63后接地，所述信号放大电路的所述第二输入端(2) 同时连接在所述电阻R59和所述电阻R63的相交点B上；所述压力传感器U19 的第一端(3)连接所述信号放大电路的第一输入端(1)，所述压力传感器U19 的第二端(4)接地；所述信号放大电路包括电阻R64、电阻R70、放大器U2、电阻R72、电阻R71、电容C2和电阻R30，所述电阻R64的一端作为所述信号放大电路的所述第一输入端(1)，所述电阻R64的另一端连接所述放大器U2 的正相输入端，并同时连接所述电阻R72后接地；所述电阻R70的一端作为所述信号放大电路的所述第二输入端(2)，所述电阻R70的另一端连接所述放大器U2的反相输入端，并同时串接所述电阻R71后连接在所述放大器U2的输出端；所述放大器U2的输出端连接所述电阻R30后连接一连接件B14，所述连接件B14用于连接所述模数转换器；所述电容C2的一端连接在所述放大器U2的输出端，另一端接地。

其中，所述心率信号检测电路包括一用于连接心率检测仪的连接件RP1和一心率显示器，所述连接件RP1的第二端(RP12)连接所述单片机的第三十九引脚，并同时连接所述心率显示器的第七引脚D0；所述连接件RP1的第三端 (RP13)连接所述单片机的第三十八引脚，并同时连接所述心率显示器的第八引脚D1；所述连接件RP1的第四端(RP14)连接所述单片机的第三十七引脚，并同时连接所述心率显示器的第九引脚D2；所述连接件RP1的第五端(RP15) 连接所述单片机的第三十六引脚，并同时连接所述心率显示器的第十引脚D3；所述连接件RP1的第六端(RP16)连接所述单片机的第三十五引脚，并同时连接所述心率显示器的第十一引脚D4；所述连接件RP1的第七端(RP17)连接所述单片机的第三十四引脚，并同时连接所述心率显示器的第十二引脚D5；所述连接件RP1的第八端(RP18)连接所述单片机的第三十三引脚，并同时连接所述心率显示器的第十三引脚D6；所述连接件RP1的第九端(RP19)连接所述单片机的第三十二引脚，并同时连接所述心率显示器的第十四引脚D7，所述连接件RP1的第一端(RP11)连接所述心率显示器的第二引脚VDD，所述心率显示器的第一引脚VSS接地，所述心率显示器的第四引脚RS连接所述单片机的第二十六引脚，所述心率显示器的第五引脚RW连接所述单片机的第二十七引脚，所述心率显示器的第六引脚E连接所述单片机的第二十八引脚。

其中，所述按键电路包括按键S1、按键S2和按键S3，所述按键S1的一端连接所述单片机的第十引脚，所述按键S2的一端连接所述单片机的第十一引脚，所述按键S3的一端连接所述单片机的第十二引脚，所述按键S1、所述按键S2 和所述按键S3的另一端接地。

其中，所述LED指示电路包括反相器U7、第一LED指示灯(5)、反相器 U8、第二LED指示灯(6)，所述反相器U1的输入端连接所述单片机的第十三引脚，所述反相器U7的输出端连接所述第一LED指示灯(5)的负极；所述反相器U 8的输入端连接所述单片机的第十四引脚，所述反相器U8的输出端连接所述第二LED指示灯(6)的负极，所述第一LED指示灯(5)的正极和所述第二LED指示灯(6)的正极连接。

其中，所述继电器执行电路包括电阻R15、三极管Q1、二极管D5和继电器RL1，所述电阻R15的一端连接所述单片机的第二十四引脚，另一端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述二极管D5的正极，所述二极管D5的负极外接12V供电电压，所述继电器RL1的线圈的一端连接在所述二极管D5的负极，另一端连接在所述二极管D5的正极。

其中，所述干预治疗电路包括光照电路，所述光照电路包括第一照明灯(7) 和第二照明灯(8)，所述第一照明灯(7)和所述第二照明灯(8)由220V市电供电，所述继电器RL1可根据所述单片机发送的开关信号控制所述第一照明灯 (7)和所述第二照明灯(8)的通断。

其中，所述干预治疗电路包括声音报警电路，所述声音报警电路包括三极管Q2和喇叭LS1，所述三极管Q2的基极连接所述单片机的第二十五引脚，所述三极管Q2的集电极接地，所述三极管Q2的发射极连接所述喇叭LS1的第一端(LS11)，所述喇叭LS1的第二端(LS12)连接供电电源。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是结构简单、抗干扰能力强，采用本实用新型提供的REM期睡眠剥夺自动控制电路生产制造的睡眠治疗仪功能实用，对于睡眠障碍具有较佳的治疗效果。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的REM期睡眠剥夺自动控制电路的逻辑框图；

图2是本实用新型一实施例提供的眼动信号检测电路的电路结构示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的心率信号检测电路的电路结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的按键电路的电路结构示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的LED指示电路的电路结构示意图；

图6是本实用新型一实施例提供的继电器执行电路和光照电路的电路连接结构示意图；

图7是本实用新型一实施例提供的声音报警电路的电路结构示意图；

图8是89C51型单片机的管脚图；

图9是本实用新型一实施例提供的电源电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，该REM期睡眠剥夺自动控制电路包括一处理器和与处理器电路连接的眼动信号检测电路、心率信号检测电路、按键电路、LED指示电路、继电器执行电路以及干预治疗电路，眼动信号检测电路和心率信号检测电路将分别检测到的眼动信号和心率信号发送给处理器进行睡眠异常分析，处理器在分析到睡眠异常时控制干预治疗电路的工作状态对患者进行睡眠干预治疗；

REM期睡眠剥夺自动控制电路还包括一电源电路，电源电路为眼动信号检测电路、心率信号检测电路、按键电路、LED指示电路、继电器执行电路和干预治疗电路提供工作电压。关于电源电路的电路结构如图9所示，该电源电路将220V市电转换为12V和5V直流电压，12V直流电压供电给继电器执行电路， 5V直流电压供电给单片机。关于电源电路的具体结构如图5所示，在此不做文字说明。

上述的处理器优选为型号为89C51的单片机。本实施例采用的89C51型单片机的管脚图如图8所示，在此不做文字说明。

如图2所示，眼动信号检测电路包括供电电路、电桥电路和信号放大电路，供电电路的输出端电连接电桥电路的输入端，电桥电路的输出端电连接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端通过一模数转换器将眼动信号进行模数转换后发送给单片机，

供电电路包括电阻R40、电阻R23、电容C4和一比较器U1，电阻R40的一端连接电源VCC，另一端串接电阻R23后接地，电容C4并联在电阻R23的两端，电阻R40和电阻R23相交的点A连接比较器U1的正相输入端，比较器 U1的反相输入端依序串接电阻R59和电阻R63后接地，比较器U1的输出端作为供电电路的输出端连接电桥电路的输入端；

电桥电路包括可变电阻R73、电阻R58、电阻R38、电阻R39、电阻R59、电阻R63和一用于检测眼动信号的压力传感器U19，可变电阻R73的滑动端作为电桥电路的输入端连接比较器U1的输出端，可变电阻R73的一固定端串接电阻R38后连接信号放大电路的第一输入端1，可变电阻R73的另一固定端串接电阻R39后连接信号放大电路的第二输入端2；可变电阻R73的滑动端串接电阻R58后连接信号放大电路的第一输入端1，可变电阻R73的滑动端同时依序串接电阻R59和电阻R63后接地，信号放大电路的第二输入端2同时连接在电阻R59和电阻R63的相交点B上；压力传感器U19的第一端3连接信号放大电路的第一输入端1，压力传感器U19的第二端4接地；

信号放大电路包括电阻R64、电阻R70、放大器U2、电阻R72、电阻R71、电容C2和电阻R30，电阻R64的一端作为信号放大电路的第一输入端1，电阻 R64的另一端连接放大器U2的正相输入端，并同时连接电阻R72后接地；

电阻R70的一端作为信号放大电路的第二输入端2，电阻R70的另一端连接放大器U2的反相输入端，并同时串接电阻R71后连接在放大器U2的输出端；

放大器U2的输出端连接电阻R30后连接一连接件B14，连接件B14用于连接模数转换器；电容C2的一端连接在放大器U2的输出端，另一端接地。

模数转换器的数字信号输出端连接在单片机的第二引脚～第八引脚中的任意一个引脚上。

如图3所示，心率信号检测电路包括一用于连接心率检测仪的连接件RP1 和一心率显示器，连接件RP1的第二端RP12连接单片机的第三十九引脚，并同时连接心率显示器的第七引脚D0；连接件RP1的第三端RP13连接单片机的第三十八引脚，并同时连接心率显示器的第八引脚D1；连接件RP1的第四端 RP14连接单片机的第三十七引脚，并同时连接心率显示器的第九引脚D2；连接件RP1的第五端RP15连接单片机的第三十六引脚，并同时连接心率显示器的第十引脚D3；连接件RP1的第六端RP16连接单片机的第三十五引脚，并同时连接心率显示器的第十一引脚D4；连接件RP1的第七端RP17连接单片机的第三十四引脚，并同时连接心率显示器的第十二引脚D5；连接件RP1的第八端RP18连接单片机的第三十三引脚，并同时连接心率显示器的第十三引脚D6；连接件RP1的第九端RP19连接单片机的第三十二引脚，并同时连接心率显示器的第十四引脚D7，

连接件RP1的第一端RP11连接心率显示器的第二引脚VDD，心率显示器的第一引脚VSS接地，心率显示器的第四引脚RS连接单片机的第二十六引脚，心率显示器的第五引脚RW连接单片机的第二十七引脚，心率显示器的第六引脚E连接单片机的第二十八引脚。

如图4所示，按键电路包括按键S1、按键S2和按键S3，按键S1的一端连接单片机的第十引脚，按键S2的一端连接单片机的第十一引脚，按键S3的一端连接单片机的第十二引脚，按键S1、按键S2和按键S3的另一端接地。按键 S1、S2和S3用于人为控制睡眠治疗仪的干预治疗过程。

如图5所示，LED指示电路包括反相器U7、第一LED指示灯5、反相器 U8、第二LED指示灯6，反相器U1的输入端连接单片机的第十三引脚，反相器U7的输出端连接第一LED指示灯5的负极；

反相器U 8的输入端连接单片机的第十四引脚，反相器U8的输出端连接第二LED指示灯6的负极，第一LED指示灯5的正极和第二LED指示灯6的正极连接。

LED指示电路指示REM期睡眠剥夺自动控制电路的方法可以为，比如第一 LED指示灯亮绿灯时，表示睡眠剥夺自动控制电路工作正常，当第二LED指示灯亮黄灯时，表示睡眠剥夺自动控制电路工作异常。

如图6所示，继电器执行电路包括电阻R15、三极管Q1、二极管D5和继电器RL1，电阻R15的一端连接单片机的第二十四引脚，另一端连接三极管Q1 的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接二极管D5的正极，二极管D5的负极外接12V供电电压，

继电器RL1的线圈的一端连接在二极管D5的负极，另一端连接在二极管 D5的正极。

继续如图6所示，干预治疗电路包括光照电路，光照电路包括第一照明灯7 和第二照明灯8，所述第一照明灯7和所述第二照明灯8由220V市电供电，继电器RL1可根据单片机发送的开关信号控制第一照明灯7和第二照明灯8的通断。

干预治疗电路还包括声音报警电路，如图7所示，声音报警电路包括三极管Q2和喇叭LS1，三极管Q2的基极连接单片机的第二十五引脚，三极管Q2 的集电极接地，三极管Q2的发射极连接喇叭LS1的第一端LS11，喇叭LS1的第二端LS12连接供电电源。当单片机根据预设程序达到声音报警条件时，单片机给喇叭LS1发送报警信号，喇叭LS1接收到报警信号后开始报警。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种REM期睡眠剥夺自动控制电路，其特征在于：包括一处理器和与所述处理器电路连接的眼动信号检测电路、心率信号检测电路、按键电路、LED指示电路、继电器执行电路以及干预治疗电路，所述眼动信号检测电路和所述心率信号检测电路将分别检测到的眼动信号和心率信号发送给所述处理器进行睡眠异常分析，所述处理器在分析到睡眠异常时控制所述干预治疗电路的工作状态对患者进行睡眠干预治疗；

所述REM期睡眠剥夺自动控制电路还包括一电源电路，所述电源电路为所述眼动信号检测电路、所述心率信号检测电路、所述按键电路、所述LED指示电路、所述继电器执行电路和所述干预治疗电路提供工作电压。

2.根据权利要求1所述的REM期睡眠剥夺自动控制电路，其特征在于：所述处理器为型号为89C51单片机。

3.根据权利要求2所述的REM期睡眠剥夺自动控制电路，其特征在于：所述眼动信号检测电路包括供电电路、电桥电路和信号放大电路，所述供电电路的输出端电连接所述电桥电路的输入端，所述电桥电路的输出端电连接所述信号放大电路的输入端，所述信号放大电路的输出端通过一模数转换器将眼动信号进行模数转换后发送给所述单片机，

所述供电电路包括电阻R40、电阻R23、电容C4和一比较器U1，所述电阻R40的一端连接电源VCC，另一端串接所述电阻R23后接地，所述电容C4并联在所述电阻R23的两端，所述电阻R40和所述电阻R23相交的点A连接所述比较器U1的正相输入端，所述比较器U1的反相输入端依序串接电阻R59和电阻R63后接地，所述比较器U1的输出端作为所述供电电路的输出端连接所述电桥电路的输入端；

所述电桥电路包括可变电阻R73、电阻R58、电阻R38、电阻R39、所述电阻R59、所述电阻R63和一用于检测眼动信号的压力传感器U19，所述可变电阻R73的滑动端作为所述电桥电路的输入端连接所述比较器U1的输出端，所述可变电阻R73的一固定端串接所述电阻R38后连接所述信号放大电路的第一输入端(1)，所述可变电阻R73的另一固定端串接所述电阻R39后连接所述信号放大电路的第二输入端(2)；所述可变电阻R73的滑动端串接所述电阻R58 后连接所述信号放大电路的所述第一输入端(1)，所述可变电阻R73的滑动端同时依序串接所述电阻R59和所述电阻R63后接地，所述信号放大电路的所述第二输入端(2)同时连接在所述电阻R59和所述电阻R63的相交点B上；所述压力传感器U19的第一端(3)连接所述信号放大电路的第一输入端(1)，所述压力传感器U19的第二端(4)接地；

所述信号放大电路包括电阻R64、电阻R70、放大器U2、电阻R72、电阻R71、电容C2和电阻R30，所述电阻R64的一端作为所述信号放大电路的所述第一输入端(1)，所述电阻R64的另一端连接所述放大器U2的正相输入端，并同时连接所述电阻R72后接地；

所述电阻R70的一端作为所述信号放大电路的所述第二输入端(2)，所述电阻R70的另一端连接所述放大器U2的反相输入端，并同时串接所述电阻R71后连接在所述放大器U2的输出端；

所述放大器U2的输出端连接所述电阻R30后连接一连接件B14，所述连接件B14用于连接所述模数转换器；所述电容C2的一端连接在所述放大器U2的输出端，另一端接地。

4.根据权利要求2所述的REM期睡眠剥夺自动控制电路，其特征在于：所述心率信号检测电路包括一用于连接心率检测仪的连接件RP1和一心率显示器，所述连接件RP1的第二端(RP12)连接所述单片机的第三十九引脚，并同时连接所述心率显示器的第七引脚D0；所述连接件RP1的第三端(RP13)连接所述单片机的第三十八引脚，并同时连接所述心率显示器的第八引脚D1；所述连接件RP1的第四端(RP14)连接所述单片机的第三十七引脚，并同时连接所述心率显示器的第九引脚D2；所述连接件RP1的第五端(RP15)连接所述单片机的第三十六引脚，并同时连接所述心率显示器的第十引脚D3；所述连接件RP1的第六端(RP16)连接所述单片机的第三十五引脚，并同时连接所述心率显示器的第十一引脚D4；所述连接件RP1的第七端(RP17)连接所述单片机的第三十四引脚，并同时连接所述心率显示器的第十二引脚D5；所述连接件RP1的第八端(RP18)连接所述单片机的第三十三引脚，并同时连接所述心率显示器的第十三引脚D6；所述连接件RP1的第九端(RP19)连接所述单片机的第三十二引脚，并同时连接所述心率显示器的第十四引脚D7，

所述连接件RP1的第一端(RP11)连接所述心率显示器的第二引脚VDD，所述心率显示器的第一引脚VSS接地，所述心率显示器的第四引脚RS连接所述单片机的第二十六引脚，所述心率显示器的第五引脚RW连接所述单片机的第二十七引脚，所述心率显示器的第六引脚E连接所述单片机的第二十八引脚。

5.根据权利要求2所述的REM期睡眠剥夺自动控制电路，其特征在于：所述按键电路包括按键S1、按键S2和按键S3，所述按键S1的一端连接所述单片机的第十引脚，所述按键S2的一端连接所述单片机的第十一引脚，所述按键S3的一端连接所述单片机的第十二引脚，所述按键S1、所述按键S2和所述按键S3的另一端接地。

6.根据权利要求2所述的REM期睡眠剥夺自动控制电路，其特征在于：所述LED指示电路包括反相器U7、第一LED指示灯(5)、反相器U8、第二LED指示灯(6)，所述反相器U1的输入端连接所述单片机的第十三引脚，所述反相器U7的输出端连接所述第一LED指示灯(5)的负极；

所述反相器U 8的输入端连接所述单片机的第十四引脚，所述反相器U8的输出端连接所述第二LED指示灯(6)的负极，所述第一LED指示灯(5)的正极和所述第二LED指示灯(6)的正极连接。

7.根据权利要求2所述的REM期睡眠剥夺自动控制电路，其特征在于：所述继电器执行电路包括电阻R15、三极管Q1、二极管D5和继电器RL1，所述电阻R15的一端连接所述单片机的第二十四引脚，另一端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述二极管D5的正极，所述二极管D5的负极外接12V供电电压，

所述继电器RL1的线圈的一端连接在所述二极管D5的负极，另一端连接在所述二极管D5的正极。

8.根据权利要求7所述的REM期睡眠剥夺自动控制电路，其特征在于：所述干预治疗电路包括光照电路，所述光照电路包括第一照明灯(7)和第二照明灯(8)，所述第一照明灯(7)和所述第二照明灯(8)由220V市电供电，所述继电器RL1可根据所述单片机发送的开关信号控制所述第一照明灯(7)和所述第二照明灯(8)的通断。

9.根据权利要求2所述的REM期睡眠剥夺自动控制电路，其特征在于：所述干预治疗电路包括声音报警电路，所述声音报警电路包括三极管Q2和喇叭LS1，所述三极管Q2的基极连接所述单片机的第二十五引脚，所述三极管Q2的集电极接地，所述三极管Q2的发射极连接所述喇叭LS1的第一端(LS11)，所述喇叭LS1的第二端(LS12)连接供电电源。

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