CN215913919U - 一种智能降噪多功能折叠床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能降噪多功能折叠床，设置在折叠床头部枕头处的参考传声器将噪声采集到主动降噪模块中，进行模数转换、自适应滤波、数模转换，形成与噪声幅度相同、相位相反的次级信号，通过功率放大器后由扬声器输出，与办公场所内的噪声进行相消干涉，实现主动降噪的目的。折叠床设有助眠模块，可由扬声器发出助眠音频，缩短入睡时间并且提高睡眠质量，还可通过按键选择音频和控制声音大小；还设置有唤醒模块，通过设置睡眠时间，定时触发唤醒功能；本实用新型解决了办公人员午休受噪声影响的问题，为使用者提供舒适的睡眠环境。

Description

一种智能降噪多功能折叠床

技术领域

本实用新型属于主动降噪技术，涉及一种智能降噪多功能折叠床。

背景技术

随着生活节奏的加快、工作任务的加重，在办公室等工作场所内，如何利用休息时间进行高质量睡眠是一个急需解决的问题。高质量的睡眠不仅可以使人精力充沛、注意力集中，还能提高人的工作效率和工作质量。目前可使用在办公场所的折叠床增加了枕头和软垫来提升舒适度，但是没有一种好的降噪措施和助眠方法来提升睡眠质量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能降噪多功能折叠床，实现在办公场所内的降噪、助眠、唤醒功能，降低噪声对办公人员午休的影响。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种智能降噪多功能折叠床，折叠床正面设有枕头，折叠床两侧设有扶手，所述扶手上设置有多功能控制器，折叠床背面设有电源模块；

所述枕头顶部两侧设置有用于采集外界声音信号的参考传声器，参考传声器将采集到的声音信号转换为模拟电信号送入主动降噪模块；在折叠床头正面两侧与枕头位于同一水平位置对称设置有扬声器，扬声器用于输出经过主动降噪模块产生的次级信号；在枕头前侧底部两端设置有误差传声器，用于将采集到的残余噪声信号转换为模拟电信号送入主动降噪模块。

所述枕头内部设有主动降噪模块，主动降噪模块用于处理环境噪声并产生与环境噪声幅度相同相位相反的次级信号；主动降噪模块还与多功能控制器连接，多功能控制器用于控制主动降噪模块的工作模式。

所述电源模块分别与参考传声器、扬声器、误差传声器、主动降噪模块和多功能控制模块连接；

所述主动降噪模块包括处理器、滤波器模块、自适应滤波器、功率放大器、A/D转换器和D/A转换器；功率放大器输入端与主动降噪模块的处理器连接，输出端和扬声器连接。

进一步，所述多功能控制器包括触屏显示器、USB接口、按键和开关，多功能控制器与主动降噪模块处理器连接；触屏显示器与主动降噪模块连接用于触屏控制，USB接口用于外接存储助眠音频的U盘，按键用于控制助眠音频的切换以及音频声音的大小，开关与触屏显示器连接，用于关闭唤醒工作模式下的震动模块。

进一步，所述枕头内部设有用于唤醒使用者的震动模块，震动模块位于枕头正面右上侧并与主动降噪模块连接。

进一步，所述枕头内设有隔板，通过隔板包裹主动降噪模块、参考传声器和误差传声器，枕头上层采用乳胶材料。

进一步，所述折叠床后侧设有吸音板。

进一步，所述参考传声器和误差传声器为驻极体电容式传声器。

进一步，所述主动降噪模块的处理器为DSP处理器。

进一步，所述主动降噪模块的功率放大器为AB类功放TDA7377芯片。

进一步，所述电源模块采用12V可充电铅蓄电池。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型的智能降噪多功能折叠床，使办公场所内的噪声通过设置在枕头上的参考传声器转化为模拟电信号，并设置误差传声器，误差传声器用于采集残余噪声信号，然后将噪声信号和残余噪声信号经过主动降噪模块处理，更新自适应滤波器权系数，产生与办公场所内的噪声幅度相同、相位相反的次级信号，并通过扬声器输出，与环境噪声抵消，从而在枕头两侧人耳处形成静区，实现睡眠期间对人耳附近噪声的主动噪声抵消。解决在办公场所内使用者难以入睡或睡眠质量低等问题，为使用者提供高质量睡眠环境，实现办公场所噪声环境下主动降噪功能。

进一步，多功能控制器包括触屏显示器、USB接口、按键和开关，多功能控制器与主动降噪模块处理器连接；触屏显示器与主动降噪模块连接用于触屏控制，USB接口用于外接存储助眠音频的U盘，可以提供帮助睡眠的音频信号，通过按键可切换不同音频和调整声音大小，满足不同使用者对入睡环境的要求。枕头内部设有用于唤醒使用者的震动模块，可根据当前时间设置定时闹钟，为使用者提供震动唤醒服务，便于在办公场所内使用。

附图说明

图1为本实用新型智能降噪多功能折叠床结构图；

图2为本实用新型智能降噪多功能折叠床中多功能控制器部分结构图；

其中：1-枕头，2-参考传声器，3-扬声器，4-误差传声器，5-震动模块，6-主动降噪模块，7-多功能控制器，8-触屏显示器，9-USB接口，10-按键，11-开关。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型的具体内容做进一步详细解释说明。

如图1所示，本实用新型的智能降噪多功能折叠床，折叠床正面设有枕头，枕头1为使用者提供舒适的睡眠位置，床两侧设有扶手；折叠床后侧设有吸音板，扶手上设置有多功能控制器。

枕头1前侧顶部两侧设置参考传声器2；参考传声器2用于采集外界工作环境中的所有声音信号，送入主动降噪模块6的DSP处理器中进行滤波处理。噪声信号可以是办公场所内的键盘敲击声、空调噪声、风扇噪声、交谈声音等一种或几种声音，经过参考传声器2采集后转换为模拟电信号。

在枕头1前侧底部两端设置误差传声器4，并在同一水平线上，都与主动降噪模块连接；误差传声器4用于采集已经进行主动降噪处理后的人耳处感受到的残余噪声信号，所述残余噪声信号是外界噪声信号与主动降噪模块产生的次级信号进行干涉相消后残留的噪声信号，残余信号经过误差传声器采集，进行抗混叠滤波后转换为模拟电信号，送入主动降噪模块的控制器中进行运算。

参考传声器2和误差传声器4使用的是驻极体电容式传声器，利用具有永久电荷隔离的聚合材料振动膜，将声信号转换为电信号。

在折叠床头部正面两侧与枕头位于同一水平位置对称设置扬声器3，扬声器3用于输出经过主动降噪模块产生的次级信号和助眠模块产生的助眠音频信号，与主动降噪模块的DSP控制器连接，将主动降噪模块输出的信号转换为声信号。

枕头1内部设有分别与参考传声器2、扬声器3和误差传声器4连接的主动降噪模块6，枕头1内部还设有震动模块。主噪声模拟电信号和残余噪声模拟电信号共同经过主动降噪模块6的DSP处理器处理后，用于更新当前自适应滤波器权系数，得到新的次级信号，通过扬声器输出该次级信号并与环境噪声进行抵消，此时产生新的残余噪声信号又经误差传声器采集后传递至主动降噪模块的控制器中，进行下一次滤波器系数更新。

主动降噪模块6包括滤波器模块、自适应滤波器、功率放大器、A/D转换器和D/A转换器；功率放大器输入输出端分别与主动降噪模块处理器和扬声器连接，使用AB类功放TDA7377芯片，满足驱动扬声器的需求。主动降噪模块6用于处理环境噪声并产生与环境噪声幅度相同相位相反的次级信号；主动降噪模块6还与设在扶手的多功能控制器7连接，多功能控制器7能控制主动降噪模块6的工作模式。通过触屏显示器选择不同的工作模式，发出指令，通过DSP处理后，进行相应工作模式的切换，其工作模式有：降噪模式、降噪助眠模式、助眠模式。

主动降噪模块6嵌于枕头内部，包括数据处理部分、控制部分和传输通信部分，核心处理器采用DSP，并烧录有常规的滤波x-最小均方算法，处理由参考传声器和误差传声器采集到的噪声信号。所述数据处理部分包含输入信号A/D转换、输出信号D/A转换和信号处理。输入信号A/D转换将所有模拟信号转换为数字信号进行后续处理，输出信号D/A转换将产生的次级信号由数字信号转换成模拟信号输出，信号处理主要实现噪声信号的建模或抵消，进行大量乘加运算及浮点运算，经过算法获得输出信号，并更新主滤波器权系数，使系统稳定。

信号处理是指将参考传声器和误差传声器采集到的噪声信号完成抗混叠滤波，在通过A/D转换后进行的自适应滤波处理，旨在产生与原噪声信号幅度相同、相位相反的次级信号。再通过采集残余噪声和主噪声继续调整自适应滤波器的阶数、参数以及收敛因子，确定最优控制系统参数，将得到的经过最优控制系统参数下的自适应滤波器单元处理后的次级信号进行D/A转换，完成重构滤波后通过功率放大器由扬声器输出，并与主噪声相互抵消，实现主动降噪效果。

所述控制部分主要用于切换工作模式、选择助眠音频和设定唤醒时间。所述传输通信部分是将DSP与USB接口连接，插入带有助眠音频的U盘后，读取数据。

在本实用新型中枕头1位于折叠床头部居中位置，包含参考传声器、误差传声器、主动降噪模块和震动模块，内部设有隔板，对上述电子器件产生保护作用，在顶层覆盖乳胶材料，提供柔软、舒适的睡眠环境。在折叠床背面放置消音板，避免其他噪声直接传递至人耳处，进一步提升折叠床的降噪效果。

震动模块5位于枕头正面右上侧，用于在设定时间发出震动，达到唤醒使用者的目的；震动模块5与主动降噪模块的DSP处理器相连接，通过对唤醒模块中触屏显示器的设置，对震动模块进行控制，当达到设定时间后，震动模块开始工作，产生震动，直至使用者醒来按下开关暂停震动模块工作。

如图2所示，多功能控制器7包括触屏显示器8、USB接口9、按键10和开关11，多功能控制器7与主动降噪模块的DSP处理器连接，构成助眠模块和唤醒模块。所述助眠模块包括USB接口和按键，并与触屏显示器和DSP处理器连接，USB接口9用于外接存储助眠音频的U盘，读取插入USB接口的U盘中的数据，通过按键来控制助眠音频的切换以及音频声音的大小。所述唤醒模块包括开关和与之连接的触屏显示器，通过在触屏显示器上设置唤醒时间，达到唤醒时间后使震动模块震动，人为用开关控制震动模块关闭，以此达到唤醒的目的。

触屏显示器8与DSP处理器、按键、开关相连接，可用于显示主动降噪模块6工作状态、当前时间、助眠音频和唤醒定时时间。通过触摸屏幕相应位置可完成助眠音频切换和设置睡眠时间。

USB接口9与主动降噪模块6的DSP处理器连接，按键10与触屏显示器连接。助眠音频的选择是将DSP与触屏显示器和按键连接，按键与触屏显示器连接，通过按键可对音频选择进行操作，也可直接再触屏显示器上切换音频，放置按键更便于使用者在平躺姿势下控制助眠模块。唤醒时间的设定是通过触屏显示器设置，设置在固定时间触发中断函数，再使震动模块开始工作，震动模块5与主动降噪模块6的DSP处理器连接，受DSP处理器控制，开关11与触屏显示器连接，用于关闭唤醒工作模式下的震动模块5，更方便使用者控制震动模块。

电源模块分别与参考传声器、扬声器、误差传声器、主动降噪模块和多功能控制模块连接。电源采用可充电电池，如12V铅蓄电池，配合相应压降电路为折叠床提供所需所有电压。

Claims (9)

1.一种智能降噪多功能折叠床，其特征在于：折叠床正面设有枕头(1)，折叠床两侧设有扶手，所述扶手上设置有多功能控制器，折叠床背面设有电源模块；

所述枕头(1)内部设有主动降噪模块(6)，主动降噪模块(6)用于处理环境噪声并产生与环境噪声幅度相同相位相反的次级信号；主动降噪模块(6)还与多功能控制器(7)连接，多功能控制器(7)用于控制主动降噪模块(6)的工作模式，

所述枕头(1)顶部两侧设置有用于采集外界声音信号的参考传声器(2)、底部两端设置有误差传声器(4)，参考传声器(2)和误差传声器(4)将采集到的噪声信号和残余噪声信号转换为模拟电信号送入主动降噪模块(6)；在折叠床头部正面两侧与枕头位于同一水平位置对称设置有扬声器(3)，扬声器(3)用于输出经过主动降噪模块产生的次级信号；

所述电源模块分别与参考传声器、扬声器、主动降噪模块和多功能控制模块连接；

所述主动降噪模块(6)包括处理器、滤波器模块、自适应滤波器、功率放大器、A/D转换器和D/A转换器；功率放大器输入端与主动降噪模块的处理器连接，输出端和扬声器连接。

2.如权利要求1所述的智能降噪多功能折叠床，其特征在于：所述多功能控制器(7)包括触屏显示器(8)、USB接口(9)、按键(10)和开关(11)，多功能控制器(7)与主动降噪模块处理器连接；触屏显示器(8)与主动降噪模块(6)连接用于触屏控制，USB接口(9)用于外接存储助眠音频的U盘，按键(10)用于控制助眠音频的切换以及音频声音的大小，开关(11)与触屏显示器连接，用于关闭唤醒工作模式下的震动模块(5)。

3.如权利要求2或1所述的智能降噪多功能折叠床，其特征在于：所述枕头(1)内部设有用于唤醒使用者震动模块，震动模块(5)位于枕头正面右上侧并与主动降噪模块连接。

4.如权利要求3所述的智能降噪多功能折叠床，其特征在于：所述枕头内设有隔板，通过隔板包裹主动降噪模块、参考传声器和误差传声器，枕头上层采用乳胶材料。

5.如权利要求3所述的智能降噪多功能折叠床，其特征在于：所述折叠床后侧设有吸音板。

6.如权利要求3所述的智能降噪多功能折叠床，其特征在于：所述参考传声器(2)和误差传声器(4)为驻极体电容式传声器。

7.如权利要求3所述的智能降噪多功能折叠床，其特征在于：所述主动降噪模块(6)的处理器为DSP处理器。

8.如权利要求3所述的智能降噪多功能折叠床，其特征在于：所述主动降噪模块(6)的功率放大器为AB类功放TDA7377芯片。

9.如权利要求3所述的智能降噪多功能折叠床，其特征在于：所述电源模块采用12V可充电铅蓄电池。

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