智能床垫系统及精确获知床垫上人体生命特征数据的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及智能家电技术领域，具体地，设及一种智能床垫系统及精确获知床垫 上人体生命特征数据的方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们物质生活水平的不断提升，越来越多的人开始注重自己的生活品质。睡 眠占据了人一生Ξ分之一的时间，床垫是人们日常生活中必不可少的家居用品。随着人们 生活水平的不断提高，人们对床垫的外观、舒适性、功能、环保特性及产品质量的要求也越 来越高。现在床垫的发展也朝着立体化、多功能化发展。
[0003] 现有技术中，通常床垫分为弹黃床垫、栋桐床垫、乳胶床垫、水床垫和气床垫等。在 运些床垫中，最为常用的是弹黃床垫。弹黃床垫的内部设置的弹黃层，弹黃层上设置舒适的 填充层。而在使用时间长W后，容易发生弹黃生诱和弹性失效的现象。现有床垫的整体式结 构也难W满足不同用途的需求，为现有席梦思床垫的应用带来局限性。
[0004] 当前市面上的床垫众多，但是不管是弹黃床垫还是纯海绵床垫，都是固定硬度的 床垫；消费者在买回家后如果感觉不舒适，不能进行调节；另外，对于需要改善睡眠质量的 用户，不能监测自己的睡眠质量，呼吸频率，屯、率等参数。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种智能床垫系统及精确获知床垫 上人体生命特征数据的方法。
[0006] 根据本发明提供的一种精确获知床垫上人体生命特征数据的方法，包括：
[0007] 步骤1，提供智能控制装置、气压传感器、床垫;所述床垫包括充气袋层；
[000引步骤2，所述气压传感器检测获取所述充气袋层内的气压；
[0009] 步骤3,所述智能控制装置根据所述气压的变化获取床垫上人体生命特征数据，所 述床垫上人体生命特征数据包括呼吸频率和/或屯、跳频率。
[0010] 作为一种优化方案，步骤3中计算所述呼吸频率和屯、跳频率的过程进一步包括：
[0011] 根据所述充气袋层内气压的变化获得处理后的气压信号，对处理后的气压信号时 域频谱进行快速傅里叶变换获得处理后的气压信号频域频谱；
[0012] 在预设的呼吸频段范围内获取所述处理后的气压信号频域频谱的峰值输出为所 述呼吸频率；
[0013] 在预设的屯、跳频段范围内获取所述处理后的气压信号频域频谱的峰值输出为所 述屯、跳频率。
[0014] 作为一种优化方案，步骤3中所述处理后的气压信号时域频谱为：s(t) = Sh(t)+Sb (t ) + A ;其中，屯、跳电压信号.?的。X SiMi解rr魚{: +旬)，.呼吸电压信号.?.材）=心>< sini唆7Γ/;,t +的）：，Ah和Ab分别为屯、跳和呼吸的幅度，fh和打分别为呼吸和屯、跳的频率，目h和目b 分别为呼吸和屯、跳的初始相位；
[0015] 所述对处理后的气压信号时域频谱进行快速傅里叶变换具体为：5〇'2种)= f下s(t)e-獅ft舶巴
[0016] 作为一种优化方案，所述预设的呼吸频段范围为0~0.5Hz;所述预设的屯、跳频段 范围为0.6~2.7Hz。
[0017] 作为一种优化方案，在步骤2和步骤3之间还包括:对根据所述气压获得的信号依 次进行低通滤波、0~350倍放大、低通滤波，获得所述处理后的气压信号，所述低通滤波允 许通过的最大频率小于或等于10化。
[0018] 作为一种优化方案，步骤1还包括:提供充气累、空气控制阀，所述空气控制阀设于 所述充气累与所述充气袋层连接的管路上，所述空气控制阀连通充气袋层侧气孔与充气 累，或连通充气袋层侧气孔与外界，或闭合充气袋侧层气孔；
[0019] 所述步骤3还包括充气袋层气压调节:根据外部操作或预设程序W及所述当前气 压值控制所述充气累和所述空气控制阀，改变所述充气袋层内的气压到目标范围。
[0020] 作为一种优化方案，所述充气袋层气压调节过程进一步包括：
[0021 ]步骤31，根据所述外部操作或预设程序获取所述目标范围；
[0022] 步骤32,将当前气压值与所述目标范围进行比较，
[0023] 若当前气压值大于目标范围则控制空气控制阀连通充气袋层侧气孔与外界，进行 放气降压直至当前气压值降至所述目标范围；
[0024] 若当前气压值小于目标范围则控制空气控制阀连通充气袋层侧气孔与充气累，打 开充气累进行充气升压直至当前气压值升至所述目标范围。
[0025] 基于同一发明构思，本发明还提供一种智能床垫系统，，包括:智能控制装置、气压 传感器、床垫;所述床垫包括充气袋层；
[0026] 所述气压传感器连接至所述床垫的充气袋层，并检测获取所述充气袋层内气压； 所述智能控制装置与所述气压传感器相连，所述智能控制装置根据所述气压传感器检测的 充气袋层内气压的变化获取床垫上人体生命特征数据，所述床垫上人体生命特征数据包括 呼吸频率和/或屯、跳频率。
[0027] 作为一种优化方案，所述智能控制装置包括前处理模块和后处理模块；
[0028] 所述前处理模块将所述气压传感器检测获取的充气袋层的气压信号处理后传输 给所述后处理模块，所述后处理模块根据处理后的气压信号获取床垫上人体的呼吸频率 和/或屯、跳频率;所述处理后的气压信号频率小于或等于10化。
[0029] 作为一种优化方案，所述后处理模块包括第二处理子模块，
[0030] 所述第二处理子模块对处理后的气压信号时域频谱进行快速傅里叶变换获得处 理后的气压信号频域频谱；
[0031] 所述第二处理子模块在预设的呼吸频段范围内获取所述处理后的气压信号频域 频谱的峰值输出为所述呼吸频率；
[0032] 所述第二处理子模块在预设的屯、跳频段范围内获取所述处理后的气压信号频域 频谱的峰值输出为所述屯、跳频率。
[0033] 作为一种优化方案，所述处理后的气压信号时域频谱：s(t) = sh(t)+sb(t)+A;其 中，必跳电压信号瑪扮=4.? X.'si地醉鳴i + 6y'.，.呼吸电压信号％的=如x's.姑藝瑜t + 钱): .，Ah 和Ab分别为屯、跳和呼吸的幅度，fh和fb分别为呼吸和屯、跳的频率，9h和9b分别为呼吸和屯、跳 的初始相位；
[0034] 所述第二处理子模块对处理后的气压信号时域频谱进行快速傅里叶变换具体为： SU2nf)=广 s{t)e-邮"化 '。. '-必
[0035] 作为一种优化方案，所述后处理模块还包括网络连接子模块;所述第二处理子模 块通过所述网络连接子模块将所述呼吸频率和屯、跳频率发送至其他联网设备。
[0036] 作为一种优化方案，所述后处理模块还包括显示模块;所述第二处理子模块将所 述呼吸频率和屯、跳频率传输至所述显示模块进行实时显示。
[0037] 作为一种优化方案，所述前处理模块与所述后处理模块通过USB接口相连，所述前 处理模块控制USB协议将所述处理后的气压信号传输给所述后处理模块。
[0038] 作为一种优化方案，还包括充气累、空气控制阀;所述空气控制阀设于所述充气累 与所述充气袋层连接的管路上；
[0039] 所述前处理模块根据外部操作或预设程序W及所述当前气压值控制所述充气累 和所述空气控制阀，改变所述充气袋层内的气压到目标范围，从而调节所述床垫的软硬；
[0040] 所述空气控制阀响应所述前处理模块的控制连通充气袋层侧气孔与充气累，或连 通充气袋层侧气孔与外界，或闭合充气袋侧层气孔。
[0041 ]作为一种优化方案，还包括外接气室，所述充气袋层与所述外接气室连通，所述气 压传感器设于所述外接气室内。
[0042] 作为一种优化方案，所述前处理模块包括滤波放大子模块，所述滤波放大子模块 包括第一低通滤波器、放大器、第二低通滤波器;所述气压传感器连接所述第一低通滤波 器，所述第一低通滤波器连接所述放大器，所述放大器连接所述第二低通滤波器；
[0043] 所述第一低通滤波器将气压信号滤波至信号频率小于或等于10化，所述放大器将 信号放大0-350倍，所述第二低通滤波器将放大后的信号滤波至信号频率小于或等于10化 获得所述处理后的气压信号。
[0044] 作为一种优化方案，所述前处理模块还包括模数转换器、第一处理子模块；
[0045] 所述气压信号经所述滤波放大子模块处理后经所述模数转换器进行模数转换获 得所述处理后的气压信号，所述第一处理子模块将所述处理后的气压信号发送给所述后处 理模块。
[0046] 作为一种优化方案，所述前处理模块还包括第一处理子模块；
[0047] 所述第一处理子模块根据所述处理后的气压信号获得当前气压值，W及根据外部 操作或预设程序W及所述当前气压值控制所述充气累和所述空气控制阀，改变所述充气袋 层内的气压到目标范围，从而调节所述床垫的软硬。
[004引作为一种优化方案，所述前处理模块还包括蓝牙子模块;所述第一处理子模块通 过所述蓝牙子模块与其他蓝牙设备通信。
[0049] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0050] 本发明的优点是消费者可W根据自己需要选择所需要的床垫硬度，达到最佳舒适 程度;消费者可W实时监测自己的身体状态特征