检测用户睡眠程度的装置、枕头和空调自适应调节系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种检测用户睡眠程度的装置，包括：传感器阵列，传感器阵列包括多个压力传感器；控制器，控制器与所述传感器阵列相连，控制器根据多个压力传感器中至少部分压力传感器的压力变化获取用户的翻身次数，并根据翻身次数确定用户的睡眠程度。本实用新型通过对压力传感器的压力变化获取用户的翻身次数以确定用户的睡眠程度，根据用户的睡眠程度对家用电器的运行状态进行控制，克服了传感器佩戴时带来的束缚以及传感器容易脱落而影响测量精度的问题，提高了用户睡眠的舒适感，提高了测量精度。本实用新型还提出一种检测用户睡眠程度的枕头以及一种室内空调自适应调节系统。
【专利说明】检测用户睡眠程度的装置、枕头和空调自适应调节系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及生物体征传感控制【技术领域】，特别涉及一种检测用户睡眠程度的装置、具有该装置的检测用户睡眠程度的枕头以及具有该装置的室内空调自适应调节系统。
【背景技术】
[0002]目前，在根据使用者睡眠时的生理信号控制家用电器的控制系统中，生理传感器多是通过佩戴或捆绑方式附在使用者的身体上，而当测量使用者在睡眠时的睡眠姿势和转身次数时，多使用震动传感器或重力加速度传感器内置到佩戴装置中并佩戴在使用者的身体上。
[0003]现有技术存在的缺点是:传感器佩戴时带来的束搏，影响了使用者睡眠的舒适感。同时，当使用者在睡眠时不自觉的转身，传感器容易脱落而影响测量精度。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的旨在至少从一定程度上解决上述技术问题。
[0005]为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种检测用户睡眠程度的装置，该装置能够克服传感器佩戴时带来的束缚以及传感器容易脱落而影响测量精度的问题，提高用户睡眠的舒适感，提高测量精度。
[0006]本实用新型的第二个目的在于提出一种检测用户睡眠程度的枕头。本实用新型的第三个目的在于提出一种室内空调自适应调节系统。
[0007]为达到上述目的，本实用新型一方面提出的检测用户睡眠程度的装置，包括:传感器阵列，所述传感器阵列包括多个压力传感器；控制器，所述控制器与所述传感器阵列相连，所述控制器根据所述多个压力传感器中至少部分压力传感器的压力变化获取用户的翻身次数，并根据所述翻身次数确定所述用户的睡眠程度。
[0008]根据本实用新型提出的检测用户睡眠程度的装置，通过对压力传感器的压力变化获取用户的翻身次数以确定用户的睡眠程度，根据用户的睡眠程度对家用电器的运行状态进行控制，克服了传感器佩戴时带来的束缚、传感器容易脱落而影响测量精度的问题，提高了用户睡眠的舒适感，提高了测量精度。
[0009]其中，所述多个压力传感器包括N*M个压力传感器，其中，N为所述传感器阵列的行数，M为所述传感器阵列的列数，每行所述压力传感器相连，每列所述压力传感器相连。
[0010]另外，所述的检测用户睡眠程度的装置还包括:扫描模块，所述控制器通过所述扫描模块与所述传感器阵列相连，所述扫描模块对所述传感器阵列进行扫描以获得所述传感器阵列中所述多个压力传感器的压力变化，并发送至所述控制器。
[0011]进一步地，所述的检测用户睡眠程度的装置还包括:至少一个生理信号传感器，所述至少一个生理信号传感器与所述控制器相连，所述至少一个生理信号传感器采集所述用户的至少一种生理信号并反馈至所述控制器，所述控制器根据所述至少一种生理信号和翻身次数生成对应的控制指令。
[0012]进一步地，所述的检测用户睡眠程度的装置还包括:通信模块，所述通信模块与所述控制器相连，且所述通信模块与空调控制器进行无线或有线通信以将所述控制指令发送至所述空调控制器。
[0013]优选地，所述生理信号传感器包括脉搏检测传感器、血压检测传感器、呼吸检测传感器、温度检测传感器中的一种或多种。
[0014]为达上述目的，本实用新型另一方面提出的检测用户睡眠程度的枕头，包括:上述的装置。
[0015]根据本实用新型提出的检测用户睡眠程度的枕头，通过检测用户睡眠程度的装置对压力传感器的压力变化获取用户的翻身次数以确定用户的睡眠程度，根据用户的睡眠程度对家用电器的运行状态进行控制，克服了传感器佩戴时带来的束缚以及传感器容易脱落而影响测量精度的问题，提高了用户睡眠的舒适感，提高了测量精度。
[0016]为达上述目的，本实用新型还提出的室内空调自适应调节系统，包括:上述的检测用户睡眠程度的装置；以及空调控制器，所述空调控制器与所述检测用户睡眠程度的装置相互通信，根据所述检测用户睡眠程度的装置反馈的控制指令进行空调运行参数调节。
[0017]根据本实用新型提出的室内空调自适应调节系统，通过检测用户睡眠程度的装置对压力传感器的压力变化获取用户的翻身次数以确定用户的睡眠程度，克服了传感器佩戴时带来的束缚以及传感器容易脱落而影响测量精度的问题，提高了用户睡眠的舒适感，提高了测量精度，并且空调控制器根据检测用户睡眠程度的装置反馈的控制指令进行温度调节，从而实现室内空调温度的自适应调节。
[0018]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0020]图1为根据本实用新型一个实施例的检测用户睡眠程度的装置的结构示意图；
[0021]图2为根据本实用新型另一个实施例的检测用户睡眠程度的装置的结构示意图。
[0022]附图标记:
[0023]检测用户睡眠程度的装置1000，传感器阵列100、压力传感器10，控制器200，扫描模块300，生理信号传感器400，通信模块500，脉搏检测传感器20、血压检测传感器30、呼吸检测传感器40、温度检测传感器50，空调控制器2000。
【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0025]此外，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0026]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0027]参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0028]下面参照附图对本实用新型实施例提出的检测用户睡眠程度的装置进行描述。
[0029]如图1所示，本实用新型的检测用户睡眠程度的装置1000包括:传感器阵列100和控制器200。传感器阵列100包括多个压力传感器10。控制器200与传感器阵列100相连，控制器200根据多个压力传感器10中至少部分压力传感器10的压力变化获取用户的翻身次数，并根据翻身次数确定用户的睡眠程度。
[0030]需要指出的是，传感器阵列100是由多个压力传感器10按照规定的距离组成网状的结构。网状结构由多条的纵向弓I线和横向弓I线组成，纵向引线和横向弓I线均相互独立不连接，纵向引线和和横向引线相交点是压力传感器的放置的位置，压力传感器10的两端分别与交点处的纵向引线和和横向引线连接，纵向引线和横向引线的一端为连接器。
[0031]因此，在本实用新型的一个实施例中，多个压力传感器10包括N*M个压力传感器10，其中，N为传感器阵列100的行数，M为传感器阵列的列数，每行压力传感器10相连，每列压力传感器10相连。具体地，如图1所示，传感器阵列100的行数例如为5行，即1、2、3、
4、5，传感器阵列100的列数例如为5列，即a、b、c、d、e，也就是说，多个压力传感器10例如包括25个压力传感器10。
[0032]并且，在本实用新型的一个具体示例中，传感器阵列100设置在枕头上。例如，传感器阵列100可以设置在枕头套靠近表面的位置，适合连续接触人体。当用户睡眠时，用户睡在传感器列阵100上，用户不同睡姿使得传感器列阵100中的多个压力传感器10的表面受力不同，根据压力的大小多个压力传感器10产生不同阻值，控制器200根据多个压力传感器10的压力变化获取用户的翻身次数以确定用户的睡眠程度。
[0033]进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，检测用户睡眠程度的装置1000还包括:扫描模块300，控制器200通过扫描模块300与传感器阵列100相连，扫描模块300对传感器阵列100进行扫描以获得传感器阵列100中多个压力传感器10的压力变化，并发送至控制器200。
[0034]也就是说，扫描模块300按照设定时间扫描传感器阵列100的连接器，采集到多个压力传感器10的不同阻值的压力变化，控制器200根据多个压力传感器10的压力变化，判断出每个压力传感器10所在的纵向引线和和横向引线相交点的位置，从而获得用户在睡眠时的翻身次数，并根据翻身次数确定用户的睡眠程度。[0035]在本实用新型的一个具体示例中，控制器200、扫描模块300可以集成设置为信号分析引擎模块，即言，信号分析引擎模块可以按照设定时间扫描传感器阵列100的连接器，采集到多个压力传感器10的数值，并判断出每个压力传感器10所在的纵向引线和和横向引线相交点的位置，从而分析出用户在睡眠时的翻身次数，并根据翻身次数确定用户的睡眠程度。其中，信号分析引擎模块包括信号分析引擎软件、承载软件的微处理器及其电路。信号分析引擎模块采集压力信号及其他生理信号，对信号进行分类、提炼和分析，并按预先约定的转换方式和协议，生成家用电器控制指令，并传输到相应的发送模块。
[0036]可以理解的是，要想准确地判断用户的睡眠程度还需要综合其他的生理信号，例如脉搏、血压、呼吸、温度等生理信号。
[0037]因此，在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，检测用户睡眠程度的装置1000还包括:至少一个生理信号传感器400，至少一个生理信号传感器400与控制器200相连，至少一个生理信号传感器400采集用户的至少一种生理信号并反馈至控制器200，控制器200根据至少一种生理信号和翻身次数生成对应的控制指令。优选地，生理信号传感器400包括脉搏检测传感器20、血压检测传感器30、呼吸检测传感器40、温度检测传感器50中的一种或多种。
[0038]进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，检测用户睡眠程度的装置1000还包括:通信模块500，通信模块500与控制器200相连，且通信模块500与空调控制器2000进行无线或有线通信以将控制指令发送至空调控制器2000。也就是说，通信模块500接收控制器200根据至少一种生理信号和翻身次数生成对应的控制指令，并通过无线或有线通信以将控制指令发送至空调控制器2000，从而对空调等家用电器的运行状态的控制。
[0039]其中，在本实用新型的一个具体示例中，家用电器为空调分体挂机，通信模块500为无线通信时，通信模块500可以为蓝牙无线发送模块，与之对应的无线接收模块例如为蓝牙模块可以连接在空调控制器2000的UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置)端口上，并内嵌到电路板上，用于接收空调状态改变请求命令，并通过遥控器实现该功能的开关，可把该功能称为“生理信号驱动”功能。
[0040]本实用新型的检测用户睡眠程度的装置可以在不干扰用户的任何活动下，连续持续的测量用户在睡眠时的睡姿和翻身次数，获得可用于判断用户睡眠程度的指标，并综合例如脉搏、血压、呼吸、温度等其他生理指标进行检测以确定用户睡眠程度，免除用户对其它生理信号采集装置带来的不适应，排除容易造成传感器脱落而影响测量精度的可能性，提高了用户睡眠的舒适感，提高了测量精度。并且，本实用新型的检测用户睡眠程度的装置可以根据需要制造成不同形状，具有通用性。
[0041]可以理解的是，检测用户睡眠程度的装置1000还包括电池和充电装置(图中未示出)，其中，电池向传感器阵列100、控制器200、扫描模块300、生理信号传感器400、通信模块500供电，充电装置为电池充电。
[0042]根据本实用新型的检测用户睡眠程度的装置，通过对压力传感器的压力变化获取用户的翻身次数以确定用户的睡眠程度，根据用户的睡眠程度对家用电器的运行状态进行控制，克服了传感器佩戴时带来的束缚、容易造成传感器脱落而影响测量精度的问题，提高了用户睡眠的舒适感，提高了测量精度。[0043]下面对本实用新型实施例提出的检测用户睡眠程度的枕头进行描述。
[0044]本实用新型实施例提出的检测用户睡眠程度的枕头包括:上述的检测用户睡眠程度的装置1000。
[0045]需要说明的是，检测用户睡眠程度的装置1000中的控制器200、扫描模块300、通信模块500和电池可以集成装配到承载装置内并放置在枕头的侧边，生理信号传感器400可以安装在枕头套靠近脖子的位置，传感器阵列100可以设置在枕头套靠近表面的位置，适合连续接触人体。脉搏检测传感器20、血压检测传感器30、呼吸检测传感器40、温度检测传感器50和传感器阵列100通过承载装置的接口连接到扫描模块300。
[0046]其中，在本实用新型的一个具体示例中，上述的检测用户睡眠程度的枕头可以称为“M-pillow”枕头。具体地,“M-pi I low”枕头具体特性如下:
[0047](I)电池:锂电池，3.3V，1200mA。
[0048](2)端口: 一个Min1-USB的端口，可用于充电、程序更新和参数设置，也可外接各种传感器。
[0049](3)显示:多功能的冷光液晶屏，显示各种参数和状态，并能根据设置，可在运行时关闭显示。
[0050](4)结构:枕芯为多空透气记忆棉，可水洗，枕套为生物透气，可水擦拭。
[0051](5)状态灯:4色LED，用于显示状态灯。
[0052](6)按键:“开关”按钮式按键，“菜单/取消”、“改变”和“确认”3个轻触式感应按键。
[0053](7)附件:充电器、USB数据线。
[0054](8)传感器:压力传感器、脉搏检测传感器、血压检测传感器、呼吸检测传感器、温度检测传感器。
[0055](9)设置模式:个人设置、模式设置和辅助设置。
[0056]其中，个人设置为:使用者的年龄、性别、身高、体重；模式设置为:“自动-睡眠(默认)”和“手动”，分别对采集频率Tl和指令发送间隔T2的设定。模式设置为“自动-睡眠(默认)”时，Tl和T2为出厂前预设的数值，控制器根据扫描模块的信号样本数值和变化趋势变化值，自动修正Tl和T2值；模式设置为“手动”时，Tl和T2为使用者手工输入的数值。辅助设置为:用于设置时间日期、定时、数据交互模式等。
[0057]具体地，本实用新型的检测用户睡眠程度的枕头的工作原理为:
[0058]当用户在睡觉时，用户的头部接触到枕头的传感器阵列上，传感器阵列感应到压力后使多个压力传感器中的至少部分压力传感器的电阻变小，而压力的大小产生不同的阻值，即用户施加压力，压力电阻变化。扫描模块按采集频率Tl的时间间隔对传感器阵列的接口进行扫描，获取传感器列阵上面的压力传感器的电阻值和位置表，并与上次的电阻值和位置表进行对比，并记录变化的次数及时间，并发送至控制器。控制器通过和之前的记录进行比较，根据压力变化判断用户在睡眠时的一段时间内的转身次数，结合获得的脉搏、血压、呼吸、温度等生理信号，可判断出用户的睡眠程度。控制器根据生理信号和翻身次数，即判断用户的睡眠程度的两个指标，生成符合当前用户需要的控制指令，在指令发送间隔T2时间内通过通信模块无线发射至家用电器例如空调，从而对家用电器例如空调的运行状态进行控制。[0059]可以理解的是，上述的检测用户睡眠程度的枕头为枕头型家用电器控制装置，该枕头会连续运行，直到关闭家用电器的“生理信号驱动”功能或关闭“M-pillow”传感腕带或系统失去电力供应。
[0060]根据本实用新型提出的检测用户睡眠程度的枕头，通过检测用户睡眠程度的装置对压力传感器的压力变化获取用户的翻身次数以确定用户的睡眠程度，根据用户的睡眠程度对家用电器的运行状态进行控制，克服了传感器佩戴时带来的束缚以及传感器容易脱落而影响测量精度的问题，提高了用户睡眠的舒适感，提高了测量精度。
[0061 ] 下面对本实用新型实施例提出的室内空调自适应调节系统进行描述。
[0062]本实用新型实施例提出的室内空调自适应调节系统包括:如图2所示的检测用户睡眠程度的装置1000以及空调控制器2000。空调控制器2000与检测用户睡眠程度的装置1000相互通信，根据检测用户睡眠程度的装置1000反馈的控制指令进行空调运行参数调节。
[0063]根据本实用新型提出的室内空调自适应调节系统，通过检测用户睡眠程度的装置对压力传感器的压力变化获取用户的翻身次数以确定用户的睡眠程度，克服了传感器佩戴时带来的束缚以及传感器容易脱落而影响测量精度的问题，提高了用户睡眠的舒适感，提高了测量精度，并且空调控制器根据检测用户睡眠程度的装置反馈的控制指令进行温度调节，从而实现室内空调温度的自适应调节。
[0064]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0065]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1.一种检测用户睡眠程度的装置，其特征在于，包括: 传感器阵列，所述传感器阵列包括多个压力传感器，所述多个压力传感器包括N*M个压力传感器，其中，N为所述传感器阵列的行数，M为所述传感器阵列的列数，每行所述压力传感器相连，每列所述压力传感器相连； 根据所述多个压力传感器中至少部分压力传感器的压力变化获取用户的翻身次数以及根据所述翻身次数确定所述用户的睡眠程度的控制器，所述控制器与所述传感器阵列相连。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括: 扫描模块，所述控制器通过所述扫描模块与所述传感器阵列相连，所述扫描模块对所述传感器阵列进行扫描以获得所述传感器阵列中所述多个压力传感器的压力变化，并发送至所述控制器。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括: 至少一个生理信号传感器，所述至少一个生理信号传感器与所述控制器相连，所述至少一个生理信号传感器采集所述用户的至少一种生理信号并反馈至所述控制器，所述控制器根据所述至少一种生理信号和翻身次数生成对应的控制指令。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括: 通信模块，所述通信模块与所述控制器相连，且所述通信模块与空调控制器进行无线或有线通信以将所述控制指令发送至所述空调控制器。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述生理信号传感器包括脉搏检测传感器、血压检测传感器、呼吸检测传感器、温度检测传感器中的一种或多种。
6.一种检测用户睡眠程度的枕头，其特征在于，包括: 如权利要求1-5任一项所述的装置。
7.一种室内空调自适应调节系统，其特征在于，包括: 如权利要求1-5任一项所述的检测用户睡眠程度的装置；以及 空调控制器，所述空调控制器与所述检测用户睡眠程度的装置相互通信，根据所述检测用户睡眠程度的装置反馈的控制指令进行空调运行参数调节。
【文档编号】A61B5/00GK203802442SQ201320276688
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年5月20日 优先权日:2013年5月20日
【发明者】刘伟文, 吕艳红, 杨婷 申请人:广东美的制冷设备有限公司