CN216602233U - 自动防打鼾系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动防打鼾系统，包括设置在电动床上的控制装置；控制装置对应有感应装置；感应装置包括处理器、信号传输模块、信号接收模块以及命令传输模块；处理器分别电连接信号传输模块、信号接收模块以及命令传输模块。处理器用于驱动信号传输模块，使得信号传输模块周期性地向用户的胸部发出检测信号；一旦检测信号到达用户，检测信号就会被反射并作为反射信号返回；信号接收模块接收用户返回的反射信号，以便处理器通过信号接收模块获得反射信号；处理器根据检测信号和反射信号计算用户的胸部上升与下降的程度，从而确定用户是否打鼾。

Description

自动防打鼾系统

技术领域

本实用新型涉及自动防打鼾系统。

背景技术

大多数成年人每天睡眠大约六到八个小时，或者每天花费大约四分之一到三分之一的时间睡觉。因此，人们非常希望提高或改善睡眠质量。长期研究结果表明，许多人患有睡眠障碍，其中一些值得注意的例子是失眠、打鼾、睡眠呼吸暂停、梦游症。根据相关研究，睡眠障碍的可能原因包括压力、生活节奏快；疼痛、烟草、咖啡因、酒精、药物等。

在上述所有睡眠障碍中，打鼾和睡眠呼吸暂停最受公众和医学界的关注。打鼾在超重的成年男性中很常见，当空气流过睡觉的人的上呼吸道时，软腭边缘的振动及其粘膜分泌物会引起打鼾。超重的人更容易打鼾，因为脂肪聚集在喉咙周围，他们的咽腔往往会缩小。打鼾常伴有其他症状，如白天嗜睡和早晨头痛。另一方面，睡眠呼吸暂停是指睡眠时呼吸浅或困难，由上呼吸道(包括鼻咽、口咽、和喉咽)阻塞通道。在严重的睡眠呼吸暂停病例中，通道完全阻塞可能会阻止呼吸甚至导致窒息。虽然狭窄的呼吸道可归因于肥胖，但维持呼吸道自由流动的肌肉力量不足也是睡眠呼吸暂停的主要原因之一。此外，下巴后缩、扁桃体增大和悬雍垂过大可能会使呼吸道变窄，并导致一些睡眠呼吸暂停病例。根据医学定义，睡眠期间的呼吸障碍可分为呼吸暂停，其特征是口腔和鼻腔气流暂停超过10秒，以及呼吸不足，其特征是肺通气量减少至少 50％，持续时间为十多秒。呼吸暂停低通气指数由AHI来表示通常，当成人的AHI呼吸暂停成分大于5时，他或她的AHI会被临床诊断为睡眠呼吸暂停。

由上可知，打鼾和睡眠呼吸暂停都与呼吸状况密切相关。打鼾通常也被认为是睡眠呼吸暂停的主要症状。因此，寻找一种有效检测是否有人打鼾并及时制止打鼾的方法，是相关行业和医学界的共同目标。目前，日本已成功研制出一种鼾声检测器。鼾声检测器具有音频传感器，用于接收用户的鼾声并分析接收到的音频信号，根据鼾声的强度和频率来判断用户是否打鼾。使用鼾声检测器时，音频传感器不能离用户太远，否则音频传感器会拾取不良的背景噪音。因此，用户需要将音频传感器佩戴在头部周围，或者更具体地戴在脸上，以便音频传感器靠近用户的鼻子。然而，佩戴音频传感器不仅给用户带来不便，而且还会让用户在睡眠时感到拘束，降低睡眠质量。

因此，本实用新型要解决的问题是克服传统打鼾检测器的各种缺点并设计一种新颖的打鼾检测系统，该系统执行非接触检测以避免使用电极或音频传感器，并且在检测到用户打呼噜时，可及时调整床的配置，有效阻止用户打呼噜。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题总的来说是提供一种自动防打鼾系统。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种自动防打鼾系统，应用于电动床；其包括设置在电动床上的控制装置；

控制装置对应有感应装置；

感应装置包括处理器、信号传输模块、信号接收模块以及命令传输模块；

处理器分别电连接信号传输模块、信号接收模块以及命令传输模块。

作为上述技术方案的进一步改进：

处理器用于驱动信号传输模块，使得信号传输模块周期性地向用户的胸部发出检测信号；一旦检测信号到达用户，检测信号就会被反射并作为反射信号返回；信号接收模块接收用户返回的反射信号，以便处理器通过信号接收模块获得反射信号；处理器根据检测信号和反射信号计算用户的胸部上升与下降的程度，从而确定用户是否打鼾；

在确定用户打鼾时，处理器通过命令传输模块发出控制指令。

信号传输模块与信号接收模块被配置用于超宽带传输。

控制装置包括控制模块及指令接收模块；控制模块分别电连接电动床的驱动装置和指令接收模块；指令接收模块通过无线传输接收命令传输模块的控制命令；控制模块接收指令接收模的输入控制指令，并根据控制指令驱动驱动装置；驱动装置驱动电动床摆动为设定模式；

当处理器随后基于检测信号和反射信号确定用户不再打鼾时，设定为改变电动床的配置已经阻止了用户打鼾，处理器通过命令发送模块发出恢复命令；控制模块通过命令传输模块接收到恢复命令后，控制模块用于通过驱动装置将电动床摆动为回位。

处理器包括

芯片IC1，其脚3-6、11分别接GIO1、SDIO、SCK、SCS、RST通道；脚 12接电源3V3并通过并联的电容C6、C7接地，脚14接地；脚26、27分别接 IOI N1、PWSW通道；脚15、16、19、20、23分别接P3.0、P3.1、SW1-3；

比较器，包括芯片U2及鼾声接收端P1；鼾声接收端P1脚2接地，脚1 输出MC+，MC+输出三路，一路通过隔离电容C13接地，一路通过电容C9 接三极管Q4基极，一路通过电阻R6接电源3V3；

三极管Q4，发射极接地，在基极与集电极接电阻R10，集电极通过电阻 R7接电源3V3并通过电容C12接芯片U2；

芯片U2其脚1接555-IN-393-1通道；脚2通过电阻R3接电源3V3且通过电阻R13接地；脚3通过电阻R8接电源3V3且通过串联的电阻R11、R14 接地；脚4接地；脚8接入3V3电源；

在芯片U2中比较输入信号与基准信号，当射入信号大于基准信号设定阈值后，555-IN-393-1通道输出；

鼾声接收端P1输入鼾声信号，MC+电流变化通过电容C9，触发三极管 Q4基极，使得三极管Q3导通，从而使得电容C12电压变化，触发芯片U2输入信号；

定时器，其包括芯片U3及三极管Q31；

在芯片U3中，脚4与脚8分别接电源3V3且通过电容C10接地；脚6、 2分别接555-IN-393-1通道；脚5通过隔离电容C11接地；脚2接地，电源3V3 通过电阻R5接脚2，脚2通过电容C8接地；

在三极管Q31中，通道IOI N1接三极管Q31集电极，其发射极接地，电源3V3通过电阻R9接集电极，电源3V3通过串联的电阻R4及发光二极管 LED1接集电极；基极分别通过电阻R15接地且通过电阻R12接芯片U3的脚 3；

555-IN-393-1通道输入信号给芯片U3，芯片U3输出信号给三极管Q31，三极管Q31导通，使得发光二极管LED1发光以及通道IOI N1导通，从而实现定时控制；

无线模块J1，其与芯片U3端口连接并进行无线连接。

本实用新型设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的各模块连接系统框图。

图2是本实用新型的防打鼾模式下的示意图。

图3是本实用新型的单片机内部结构框图。

图4是本实用新型的单片机外围电路连接图。

图5是本实用新型的比较器LM393外围电路连接图。

图6是本实用新型的定时器TS555外围电路连接图。

图7是本实用新型的无线模块A7105外围电路连接图。

图8是本实用新型的电压转化芯片AS1360外围电路连接图。

具体实施方式

针对上述问题，本实用新型拟实用新型自动防打鼾系统，本实用新型旨在以非接触方式检测用户是否打呼噜，及时调整床的模式，通过改变用户的睡姿，停止打鼾，让用户拥有高质量的睡眠。

如图1所示，一种自动防打鼾系统，包括电动床20、感应装置21和控制装置22。感应装置21电控原理为包括处理器210、信号传输模块211、信号接收模块212和命令传输模块213。

处理器210分别连接到信号传输模块211、信号接收模块212和命令传输模块。在本案中，信号传输模块211和信号接收模块212被配置用于超宽带 (UWB)传输。UWB是一种无线个域网(WPAN)通信技术，具有低功耗和高数据速率的特点。UWB在信号传输中使用脉冲信号，而不是连续的正弦波，适用于需要高质量服务的无线通信应用，适用于WPAN、家庭网络连接、短距离雷达等领域。

处理器210用于驱动信号传输模块211，使得信号传输模块211周期性地向用户的胸部发出检测信号。一旦检测信号到达用户，它就会被反射并作为反射信号返回。信号接收模块212接收用户返回的反射信号，以便处理器210通过信号接收模块212获得反射信号。处理器210根据检测信号和反射信号计算用户的胸部(即用户的胸部上升和下降的程度)，从而确定用户是否打鼾。在确定用户打鼾时，处理器210通过指令传输模块213发出控制指令。

为了更好地理解本实用新型所采用的技术，以下结合图2详细说明感应装置21所采取的步骤：

S300，处理器210驱动信号传输模块211周期性地传输检测信号；

S301，处理器210通过信号接收模块212接收反射信号；

S302，处理器210根据检测信号和反射信号判断用户是否打鼾；如果是，则执行步骤S303；否则，转步骤S304；

S303,处理器210通过命令传输模块213下发控制命令。

S304,处理器210通过命令传输模块213下发恢复命令。

在本实用新型中，控制装置22包括控制模块220和指令接收模块221，其中控制模块220分别连接驱动装置200和指令接收模块221。指令接收模块221 通过无线传输接收控制命令，但指令接收模块221也可以通过其他传输方式接收控制命令。控制模块220通过指令接收模块221接收控制指令，并根据控制指令驱动驱动装置200。如图4所示，一旦被驱动，驱动装置200将电动床20 的配置改变为防打鼾模式。因此，改变用户的睡眠姿势以阻止用户打鼾。当处理器210随后基于检测信号和反射信号确定用户不再打鼾时，这意味着改变床20的配置已经成功地阻止了用户打鼾，处理器210通过命令发送模块213发出恢复命令。控制模块220通过命令接收模块213接收到恢复命令后，驱动装置将电动床20的配置改回为正常模式，从而允许用户再次平躺在电动床20上。

根据本实用新型，只要用户不打鼾，驱动装置就不会将电动床20的模式改变为防打鼾模式。换句话说，用户可以在不打鼾的情况下以平躺的姿势睡觉。然而，一旦用户U打鼾，检测信号和反射信号可以让处理器210及时确定用户打鼾，因此处理器210发出控制命令。驱动装置适时地被控制模块220驱动以将电动床20的配置改变为止鼾模式。也就是说本实用新型可以改变用户的睡眠姿势，从而在用户开始打鼾时立即阻止用户U打鼾。这样，不仅可以有效预防睡眠障碍，而且用户的睡眠质量和健康也不会受到睡眠呼吸暂停等的影响。由于本实用新型不依赖于脑电图或心电监护仪等专业医疗仪器，可大幅降低其生产成本。此外，由于用户是通过无线信号传输的方式进行检测的，因此完全不需要在用户的身体上附加电极(例如ECG中使用的电极)或用户U佩戴任何额外的设备(例如，音频传感器)。因此，用户U可以不受不适影响入睡——并且有效地防止皮肤刺激或皮肤损伤——否则可能由这样的电极或设备引起。

电动床20用于支撑躺在其上的使用者，并且内部设有驱动装置。驱动装置可以将床的配置改变为防打鼾模式或正常模式。感应装置21可以定期向用户的胸部发出检测信号。检测信号在到达用户时被反射并作为反射信号返回。感应装置21接收使用者回传的反射信号，根据检测信号及反射信号计算使用者胸部的位移，并根据位移判断使用者是否在打鼾。如果确定用户打鼾，则传感设备发出控制命令。控制装置接收控制指令并据此驱动驱动装置。驱动装置将床的模式改变为防打鼾模式，从而改变用户的睡眠姿势，以阻止用户打鼾。本实用新型可以在用户开始打鼾时立即改变用户的睡眠姿势，从而有效地阻止用户打鼾。因此，用户不仅可以避免睡眠障碍，还可以避免睡眠呼吸暂停，否则会危害用户的睡眠质量和健康。此外，由于本实用新型不需要使用诸如脑电图或心电监护仪等专业医疗仪器，可以显着降低生产成本。此外，由于本实用新型通过无线信号传输进行检测，因此无需在用户身体上贴电极，也无需用户佩戴任何配件。从而有效避免了此类电极及配件带来的不适感，保证了用户的睡眠质量。

其中，处理器210包括

芯片IC1，其脚3-6、11分别接GIO1、SDIO、SCK、SCS、RST通道；脚 12接电源3V3并通过并联的电容C6、C7接地，脚14接地；脚26、27分别接 IOI N1、PWSW通道；脚15、16、19、20、23分别接P3.0、P3.1、SW1-3；

比较器，包括芯片U2及鼾声接收端P1；鼾声接收端P1脚2接地，脚1 输出MC+，MC+输出三路，一路通过隔离电容C13接地，一路通过电容C9 接三极管Q4基极，一路通过电阻R6接电源3V3；

三极管Q4，发射极接地，在基极与集电极接电阻R10，集电极通过电阻 R7接电源3V3并通过电容C12接芯片U2；

芯片U2其脚1接555-IN-393-1通道；脚2通过电阻R3接电源3V3且通过电阻R13接地；脚3通过电阻R8接电源3V3且通过串联的电阻R11、R14 接地；脚4接地；脚8接入3V3电源；

在芯片U2中比较输入信号与基准信号，当射入信号大于基准信号设定阈值后，555-IN-393-1通道输出；

鼾声接收端P1输入鼾声信号，MC+电流变化通过电容C9，触发三极管Q4基极，使得三极管Q3导通，从而使得电容C12电压变化，触发芯片U2输入信号；

定时器，其包括芯片U3及三极管Q31；

在芯片U3中，脚4与脚8分别接电源3V3且通过电容C10接地；脚6、 2分别接555-IN-393-1通道；脚5通过隔离电容C11接地；脚2接地，电源3V3 通过电阻R5接脚2，脚2通过电容C8接地；

在三极管Q31中，通道IOI N1接三极管Q31集电极，其发射极接地，电源3V3通过电阻R9接集电极，电源3V3通过串联的电阻R4及发光二极管 LED1接集电极；基极分别通过电阻R15接地且通过电阻R12接芯片U3的脚 3；

555-IN-393-1通道输入信号给芯片U3，芯片U3输出信号给三极管Q31，三极管Q31导通，使得发光二极管LED1发光以及通道IOI N1导通，从而实现定时控制；

无线模块J1，其与芯片U3端口连接并进行无线连接。

本实用新型充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一列举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本实用新型的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种自动防打鼾系统，其特征在于：应用于电动床(20)；其包括设置在电动床(20)上的控制装置(22)；

控制装置(22)对应有感应装置(21)；

感应装置(21)包括处理器(210)、信号传输模块(211)、信号接收模块(212)以及命令传输模块(213)；

处理器(210)分别电连接信号传输模块(211)、信号接收模块(212)以及命令传输模块(213)。

2.根据权利要求1所述的自动防打鼾系统，其特征在于：处理器(210)用于驱动信号传输模块(211)，使得信号传输模块(211)周期性地向用户的胸部发出检测信号；一旦检测信号到达用户，检测信号就会被反射并作为反射信号返回；信号接收模块(212)接收用户返回的反射信号，以便处理器(210)通过信号接收模块(212)获得反射信号；处理器(210)根据检测信号和反射信号计算用户的胸部上升与下降的程度，从而确定用户是否打鼾；

在确定用户打鼾时，处理器(210)通过命令传输模块(213)发出控制指令。

3.根据权利要求1所述的自动防打鼾系统，其特征在于：信号传输模块(211)与信号接收模块(212)被配置用于超宽带传输。

4.根据权利要求2所述的自动防打鼾系统，其特征在于：

控制装置(22)包括控制模块(220)及指令接收模块(221)；控制模块(220)分别电连接电动床(20)的驱动装置(200)和指令接收模块(221)；指令接收模块(221)通过无线传输接收命令传输模块(213)的控制命令；控制模块(220)接收指令接收模块(221)的输入控制指令，并根据控制指令驱动驱动装置(200)；驱动装置(200)驱动电动床(20)摆动为设定模式；

当处理器(210)随后基于检测信号和反射信号确定用户不再打鼾时，设定为改变电动床(20)的配置已经阻止了用户打鼾，处理器(210)通过命令传输模块(213)发出恢复命令；控制模块(220)通过命令传输模块(213)接收到恢复命令后，控制模块(220)用于通过驱动装置(200)将电动床(20)摆动为回位。

5.根据权利要求1所述的自动防打鼾系统，其特征在于：处理器(210)包括

芯片IC1，其脚3-6、11分别接GIO1、SDIO、SCK、SCS、RST通道；脚12接电源3V3并通过并联的电容C6、C7接地，脚14接地；脚26、27分别接IOIN1、PWSW通道；脚15、16、19、20、23分别接P3.0、P3.1、SW1-3；

比较器，包括芯片U2及鼾声接收端P1；鼾声接收端P1脚2接地，脚1输出MC+，MC+输出三路，一路通过隔离电容C13接地，一路通过电容C9接三极管Q4基极，一路通过电阻R6接电源3V3；

三极管Q4，发射极接地，在基极与集电极接电阻R10，集电极通过电阻R7接电源3V3并通过电容C12接芯片U2；

芯片U2其脚1接555-IN-393-1通道；脚2通过电阻R3接电源3V3且通过电阻R13接地；脚3通过电阻R8接电源3V3且通过串联的电阻R11、R14接地；脚4接地；脚8接入3V3电源；

在芯片U2中比较输入信号与基准信号，当射入信号大于基准信号设定阈值后，555-IN-393-1通道输出；

鼾声接收端P1输入鼾声信号，MC+电流变化通过电容C9，触发三极管Q4基极，使得三极管Q3导通，从而使得电容C12电压变化，触发芯片U2输入信号；

定时器，其包括芯片U3及三极管Q31；

在芯片U3中，脚4与脚8分别接电源3V3且通过电容C10接地；脚6、2分别接555-IN-393-1通道；脚5通过隔离电容C11接地；脚2接地，电源3V3通过电阻R5接脚2，脚2通过电容C8接地；

在三极管Q31中，通道IOIN1接三极管Q31集电极，其发射极接地，电源3V3通过电阻R9接集电极，电源3V3通过串联的电阻R4及发光二极管LED1接集电极；基极分别通过电阻R15接地且通过电阻R12接芯片U3的脚3；

555-IN-393-1通道输入信号给芯片U3，芯片U3输出信号给三极管Q31，三极管Q31导通，使得发光二极管LED1发光以及通道IOI N1导通，从而实现定时控制；

无线模块J1，其与芯片U3端口连接并进行无线连接。

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