智能睡眠调光器和睡眠棚的制作方法

本实用新型涉及智能家居技术领域，尤其是涉及智能睡眠调光器和睡眠棚。

背景技术：

对于身处现代工业社会的人们来说，已经脱离以往日出而作，日落而息的工作、生活状态。现代的照明设备虽然满足了人们对于夜间工作学习的需求，却也伴随着大量的光污染，影响人们睡眠质量。再加上各种电子产品光线对人眼的刺激，导致了睡前困倦减轻，睡眠时间相对后移，睡眠质量下降。尤其是对于学生群体来讲，宿舍每个人作息时间不一致，用光时间也因此有所不同，晚上电脑、台灯的使用很容易影响到他人睡眠，早上由于窗帘遮光很难自然醒来，闹钟唤醒极易带来不适感，生物节律被破坏。

为了尽快入眠，很多人选择佩戴眼罩。然而眼罩又具有很多弊端，如睡觉时容易脱落，压迫眼球等。而倘若一直处在黑暗环境中，早上又容易起不来，生物节律被破坏。

因此，现有技术的客观缺点在于缺乏一种可以保证用户睡眠质量，具有舒适唤醒感的装置。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供智能睡眠调光器和睡眠棚，主要面向存在睡眠障碍的群体，在使用者入睡时可以提供相对黑暗的环境，并能通过柔和灯光辅助唤醒，改善了用户在入睡时期的睡眠质量，营造了更为舒适的起床唤醒氛围。

第一方面，本实用新型实施例提供了智能睡眠调光器，包括：脉冲宽度调制pwm模块、时钟模块、蓝牙模块、微处理器和照明器；

所述蓝牙模块，分别与所述微处理器和移动终端相连接，用于接收所述移动终端发送的用户偏好设置信息和时间校准信息，并将所述用户偏好设置信息和所述时间校准信息发送至所述微处理器；

所述微处理器，与所述时钟模块和所述pwm模块相连接，用于根据所述时间校准信息对所述时钟模块进行时间校准，根据所述用户偏好设置信息得到起始唤醒信息，并根据所述起始唤醒信息向所述pwm模块发送脉冲控制信息；

所述pwm模块，与所述照明器相连接，用于根据所述脉冲控制信息调节占空比来进行脉冲宽度调制，并通过脉冲宽度调制改变所述照明器的工作电流以对所述照明器光照进行渐进控制。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括语音识别模块和扬声器；

所述语音识别模块，与所述微处理器相连接，用于获取用户的语音控制信息，并将所述语音控制信息发送给所述微处理器；

所述微处理器，与所述扬声器相连接，用于根据所述语音控制信息控制所述扬声器播放相应音频。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括传感器、空气净化装置和恒温器，所述传感器包括第一传感器和第二传感器。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括：

所述第一传感器，与所述空气净化装置相连接，用于对睡眠区域的空气污染状况进行监控得到第一监控信息，并将所述第一监控信息发送给所述空气净化装置；

所述空气净化装置，用于根据所述第一监控信息对空气进行换气或净化；

所述第二传感器，与所述恒温器相连接，用于对睡眠区域的温度进行监控得到第二监控信息，并将所述第二监控信息发送给所述恒温器；

所述恒温器，用于根据所述第二监控信息进行加热或降温。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述照明器包括白色led灯条和黄色led灯条。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述用户偏好设置信息包括用户设置的起床时间，所述起始唤醒信息为早于所述起床时间的灯条起始唤醒时间。

第二方面，本实用新型实施例提供了智能睡眠棚，包括如上所述的智能睡眠调光器，还包括棚体和睡眠枕，所述智能睡眠调光器设置于所述棚体内部夹层以及内壁四周，所述棚体底部设置有所述睡眠枕。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述棚体为布质遮光材质，且在一侧设置有拉链式进出口。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述睡眠枕为拱形设置，且所述睡眠枕上设置有按摩凸起。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，白色led灯条和黄色led灯条设置于所述棚体的内壁四周，扬声器设置于所述棚体的顶部，微处理器设置于所述棚体的夹层中。

本实用新型提供了智能睡眠调光器和睡眠棚，包括：pwm模块、时钟模块、蓝牙模块、微处理器和照明器；蓝牙模块，用于接收移动终端发送的用户偏好设置信息和时间校准信息，并将用户偏好设置信息和时间校准信息发送至微处理器；微处理器，用于根据时间校准信息对时钟模块进行时间校准，根据用户偏好设置信息得到起始唤醒信息，并根据起始唤醒信息向pwm模块发送脉冲控制信息；pwm模块，用于根据脉冲控制信息调节占空比改变所述照明器的工作电流，以对照明器光照进行渐进控制。本实用新型可以为使用者入睡时可提供相对黑暗的环境，并能通过柔和的灯光进行辅助唤醒，改善了用户在入睡时期的睡眠质量，营造了更为舒适的起床唤醒氛围。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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提供的智能睡眠调光器示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一智能睡眠调光器示意图；

图3为实用新型实施例提供的智能睡眠棚示意图；

图4为实用新型实施例提供的另一智能睡眠棚示意图。

图标：

10-pwm模块；20-时钟模块；30-蓝牙模块；40-微处理器；50-照明器；51-白色led灯条；52-黄色led灯条；60-语音识别模块；70-扬声器；80-空气净化单元；81-第一传感器；82-空气净化装置；90-恒温控制单元；91-第二传感器；92-恒温器；1-棚体；2-睡眠枕；3-睡眠仓。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

目前，对于身处现代工业社会的人们来说，已经脱离以往日出而作，日落而息的工作、生活状态。现代的照明设备虽然满足了人们对于夜间工作学习的需求，却也伴随着大量的光污染，影响人们睡眠质量。再加上各种电子产品光线对人眼的刺激，导致了睡前困倦减轻，睡眠时间相对后移，睡眠质量下降。尤其是对于学生群体来讲，宿舍每个人作息时间不一致，用光时间也因此有所不同，晚上电脑、台灯的使用很容易影响到他人睡眠，早上由于窗帘遮光很难自然醒来，闹钟唤醒极易带来不适感，生物节律被破坏。为了尽快入眠，很多人选择佩戴眼罩。然而眼罩又具有很多弊端，如睡觉时容易脱落，压迫眼球等。而倘若一直处在黑暗环境中，早上又容易起不来，生物节律被破坏。

因此，现有技术的客观缺点在于缺乏一种可以保证用户睡眠质量，具有舒适唤醒感的装置。基于此，本实用新型实施例提供的智能睡眠调光器和睡眠棚，可以为使用者入睡时可提供相对黑暗的环境，并能通过柔和的灯光进行辅助唤醒，改善了用户在入睡时期的睡眠质量，营造了更为舒适的起床唤醒氛围。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的智能睡眠调光器和睡眠棚进行详细介绍。

实施例一：

图1和图2为本实用新型实施例提供的智能睡眠调光器示意图。

参照图1，智能睡眠调光器包括：pwm模块10、时钟模块20、蓝牙模块30、微处理器40和照明器50；

蓝牙模块30，分别与微处理器40和移动终端相连接，用于接收移动终端发送的用户偏好设置信息和时间校准信息，并将用户偏好设置信息和时间校准信息发送至微处理器40；

具体地，装置通过蓝牙模块与用户的移动终端相连接，从而对用户偏好(唤醒时间、唤醒音乐等)进行设置。

微处理器40，与时钟模块20和pwm模块10相连接，用于根据时间校准信息对时钟模块20进行时间校准，根据用户偏好设置信息得到起始唤醒信息，并根据起始唤醒信息向pwm模块10发送脉冲控制信息；

具体地，微处理器40可以为，但不限于单片机。单片机可对时钟进行校准调节，单片机(采用arduinouno)通过时钟模块(时钟芯片ds1302)实现计时功能，移动终端(手机)通过蓝牙模块与单片机进行通讯，完成设置定时光照唤醒功能、时间校准功能，在定时唤醒前55分钟(也可设定为其他时间，55分钟为实验测量结果中较为合适的设定时间点)驱动照明器(灯条)渐亮。渐亮的光源可模拟天亮的光照强度，单片机对pwm波进行控制，通过调节脉冲宽度(占空比)改变灯条的工作电流大小，从而实现对灯条亮度的控制。

pwm模块10，与照明器50相连接，用于根据脉冲控制信息调节占空比来进行脉冲宽度调制，并通过脉冲宽度调制改变照明器50的工作电流以对照明器50的光照进行渐进控制。

本实用新型实施例提供的智能睡眠调光器可以在对用户进行起床唤醒时，模拟日出光照强度变化，从而营造出良好的起居氛围。

根据本实用新型的示例性实施例，如图2所示，还包括语音识别模块60和扬声器70；

语音识别模块60，与微处理器40相连接，用于获取用户的语音控制信息，并将语音控制信息发送给微处理器40；

微处理器40，与扬声器70相连接，用于根据语音控制信息控制扬声器70播放相应音频。

根据本实用新型的示例性实施例，照明器50包括白色led灯条51和黄色led灯条52。

根据本实用新型的示例性实施例，用户偏好设置信息包括用户设置的起床时间，起始唤醒信息为早于起床时间的灯条起始唤醒时间。

具体地，用户设置的起床时间一般为调光器的光照较强的时刻，而在用户设置的起床时间之前，需要设定一个灯条起始唤醒时间，在该时间点上处理器驱动灯条逐渐变亮，至一定时间后到达用户设置的起床时间。本实用新型实施例提供的唤醒功能可以保证用户被柔和地唤醒，避免闹钟等起床提醒装置的突然响起对睡眠神经的不良影响。

本实用新型实施例的硬件电路设计如下：

(1)蓝牙模块

在初始化蓝牙模块的时候，需要将蓝牙模块接ttl转usb电路再接电脑，使用at模式更改配置。arduino串口通讯口tx、rx分别与蓝牙模块(hc-05)rx、tx连接，发送接受端口匹配，异步串口通讯波特率设置为9600bps。

(2)时钟模块

本实用新型实施例的时钟模块可以为，但不限于带纽扣电池的ds1302芯片，其中，rst、data、clk分别与arduino数字输入输出口7、5、6相接，组成计时模块。

(3)pwm模块

单片机arduino通过调节占空比进行脉冲宽度调制(pwm)，进而实现不同电平信号的输出。低占空比意味着输出的能量低，因为在一个周期内大部分时间信号处于关闭状态,如果pwm控制的负载为led,则具体表现例如led灯很暗。高占空比意味着输出的能量高，在一个周期内,大部分时间信号处于on状态,具体表现为led比较亮。

arduino模拟输入输出端口输出pwm波信号，输出值范围为0-255，所以亮度变化给定输出值小于等于255，分辨率为8位。选取10，11口设置为输出模式，接led灯条，根据亮度与时间变化关系输出不同的pwm波改变led灯条的亮度。

arduino内部有三个定时器，分别为t0,t1,t2，t0和t2是8位定时器，t1是16位定时器，时钟频率为16mhz。arduinouno有六个pwm输出脚，基于定时器做输出pwm波。控制占空比的范围为0～255。值为0表示占空比为0，值为255表示占空比为100％，值为127表示占空比为50％。

本实用新型提供了智能睡眠调光器和睡眠棚，包括：pwm模块、时钟模块、蓝牙模块、微处理器和照明器；蓝牙模块，用于接收移动终端发送的用户偏好设置信息和时间校准信息，并将用户偏好设置信息和时间校准信息发送至微处理器；微处理器，用于根据时间校准信息对时钟模块进行时间校准，根据用户偏好设置信息得到起始唤醒信息，并根据起始唤醒信息向pwm模块发送脉冲控制信息；pwm模块，用于根据脉冲控制信息调节占空比改变所述照明器的工作电流，以对照明器光照进行渐进控制。本实用新型可以为使用者在入睡时可提供相对黑暗的环境，并能通过柔和的灯光进行辅助唤醒，改善了用户在入睡时期的睡眠质量，营造了更为舒适的起床唤醒氛围。

实施例二：

图3和图4为实用新型实施例提供的智能睡眠棚示意图。

智能睡眠棚如实施例一中的智能睡眠调光器，还包括棚体1、睡眠枕2和睡眠仓3，智能睡眠调光器设置于棚体1和睡眠仓3的内部夹层以及睡眠仓3的内壁四周，棚体1的底部设置有睡眠枕2。

根据本实用新型的示例性实施例，棚体1为布质遮光材质，且在一侧设置有拉链式进出口。

根据本实用新型的示例性实施例，睡眠枕2为拱形设置，且睡眠枕2上设置有按摩凸起。

根据本实用新型的示例性实施例，白色led灯条51和黄色led灯条52设置于棚体1的内壁四周，扬声器70设置于棚体1的顶部，微处理器40设置于棚体1的夹层中。

根据本实用新型的示例性实施例，还包括传感器、空气净化装置82和恒温器92，其中，传感器包括第一传感器81和第二传感器91。

具体地，本实用新型实施例提供的装置还包括空气净化单元80和恒温控制单元90，其中，空气净化单元80包括第一传感器81和空气净化装置82，恒温控制单元90包括第二传感器91和恒温器92。

第一传感器81，与空气净化装置相连接，用于对睡眠区域的空气污染状况进行监控得到第一监控信息，并将第一监控信息发送给空气净化装置82；

空气净化装置82，用于根据第一监控信息对空气进行换气或净化；

第二传感器91，与恒温器92相连接，用于对睡眠区域的温度进行监控得到第二监控信息，并将第二监控信息发送给恒温器92；

恒温器92，用于根据第二监控信息进行加热或降温。

光照是引起昼夜节律变化最重要的因素。既然自然光的光色范围，色温，变化规律和生物体建立了合拍的关系，本实用新型实施例则通过模拟自然光对人类睡眠的调节作用，设计内置渐亮光源的拱形枕，模拟天亮的自然环境，营造符合生物节律的睡醒过程。睡眠棚在入睡时可以提供需要的黑暗环境，还可以通过语音识别模块实现播放音乐的功能，营造良好睡眠氛围，符合当今智能家居的思路。通过本实用新型实施例提供的睡眠棚，可以根据每个人的睡眠习惯去调整人体昼夜的生物钟，帮助人们拥有优质的睡眠。

本实用新型实施例的技术效果包括：

1)对太阳光日出时照度变化进行测量，建立了日出前后光照度数学模型。根据模拟自然光对人类睡眠的调节作用，可按任意设定时间开启摸拟光源，避免闹钟唤醒带来的困难和不适。

2)做出内置模拟日出渐亮光源的多功能拱形枕，实现自然光唤醒、音乐播放功能。微处理器(单片机)通过时钟芯片实现计时功能，移动终端(手机)通过蓝牙模块与单片机进行通讯，完成设置定时模拟天亮的光照强度唤醒功能、时间校准功能。

3)实验测试结果良好，帮助用户实现深度睡眠和自然唤醒，提升用户体验。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，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，可以是两个元件内部的连通。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，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，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。