一種睡眠保障系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種睡眠保障系統(tǒng)及其控制方法。人在欲睡時會因故失眠或在睡著時因故出現(xiàn)呼吸暫停等意外。本發(fā)明包括臥具、處理器、助眠機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)以及叫醒機(jī)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)包括一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接的振動感應(yīng)組件和鼾聲感應(yīng)器，所述處理器通過所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器接收所述振動感應(yīng)組件信號并控制所述助眠機(jī)構(gòu)，所述處理器通過所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器接收所述鼾聲感應(yīng)器信號并控制所述叫醒機(jī)構(gòu)。在臥室中安裝睡眠保障系統(tǒng)，通過對使用者的各項(xiàng)體征數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并辨別使用者的睡眠狀態(tài)，能在發(fā)現(xiàn)異常狀況時，及時采取干預(yù)或救治措施，確保使用者具有高質(zhì)量的睡眠，有效防止使用者在睡眠時發(fā)生意外，保證使用者睡眠質(zhì)量。
【專利說明】一種睡眠保障系統(tǒng)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種睡眠保障系統(tǒng)，具體涉及一種保障睡眠質(zhì)量的系統(tǒng)以及控制方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 睡眠狀態(tài)是人體健康的晴雨表，也是人體自身恢復(fù)和調(diào)節(jié)的重要過程。人在睡眠 過程中難免出現(xiàn)失眠、打鼾等狀況，其中，失眠是人們對睡眠時間和質(zhì)量不滿足并影響白天 社會功能的一種主觀體驗(yàn)，包括入睡困難、時常覺醒以及晨醒過早，可引起人的疲勞感、反 應(yīng)遲緩、頭痛、記憶力不集中等癥狀，嚴(yán)重時會導(dǎo)致精神分裂。當(dāng)人長時間處于失眠狀態(tài)時， 人體機(jī)能狀態(tài)和精神狀態(tài)都會受到極大影響，極大影響日常生活；而打鼾是由睡姿錯誤進(jìn) 而使得呼吸通道變窄引起的，重度打鼾會使呼吸反復(fù)暫停，造成大腦、血液嚴(yán)重缺氧，形成 低血氧癥，進(jìn)而誘發(fā)高血壓、腦心病、心率失常、心肌梗死、心絞痛，當(dāng)夜間呼吸暫停時間超 過120秒時甚至?xí)l(fā)生猝死，對健康影響極大。在日常生活中，一方面，人們往往容易忽視 失眠和打鼾對人體健康的影響，使得人們由于睡眠質(zhì)量差而長期處于亞健康狀態(tài)，另一方 面，人們在睡眠過程中處于無意識狀態(tài)，使得人們無法感知自身健康狀況，進(jìn)而導(dǎo)致人體突 然出現(xiàn)呼吸暫停現(xiàn)象時無法及時采取有效自救措施，容易造成諸多連鎖癥狀，更有甚者付 出生命代價。目前，與睡眠密切相關(guān)的臥具著重躺臥時的舒適性及支撐性，尚無有效地防止 失眠、防止嚴(yán)重打鼾時抑制呼吸的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種睡眠保障系統(tǒng)及其控制方法，實(shí)時監(jiān) 控人體睡眠狀態(tài)，在出現(xiàn)異常情況時及時采取針對性措施加以解決，保證睡眠質(zhì)量。
[0004] 本發(fā)明通過以下方式實(shí)現(xiàn)：一種睡眠保障系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括臥具、處理器、助眠 機(jī)構(gòu)、安裝在所屬臥具內(nèi)的數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)以及叫醒機(jī)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)包括一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換器、與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接的振動感應(yīng)組件和鼾聲感應(yīng)器，所述處理器通過所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換器接收所述振動感應(yīng)組件信號并控制所述助眠機(jī)構(gòu)，所述處理器通過所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器接 收所述鼾聲感應(yīng)器信號并控制所述叫醒機(jī)構(gòu)。在臥室中安裝睡眠保障系統(tǒng)，當(dāng)使用者躺在 臥具上處于睡眠狀態(tài)時，利用數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)采集使用者的各項(xiàng)體征數(shù)據(jù)，再利用處理器實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測，并根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)來辨別使用者是否處于失眠狀態(tài)或呼吸暫停狀態(tài)等 異常狀況，進(jìn)而通過驅(qū)動對應(yīng)的助眠機(jī)構(gòu)或叫醒機(jī)構(gòu)進(jìn)行干預(yù)或救治。一方面，使用者能通 過助眠機(jī)構(gòu)快速進(jìn)入睡眠狀態(tài)，有效提高睡眠質(zhì)量，另一方面，系統(tǒng)能在使用者出現(xiàn)意外情 況時通過叫醒機(jī)構(gòu)促使其從睡眠狀態(tài)中醒來，進(jìn)而保證使用者睡眠安全。
[0005] 作為優(yōu)選，所述處理器為一手持移動裝置，所述處理器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、助眠機(jī)構(gòu)以 及叫醒機(jī)構(gòu)間均通過wifi模塊實(shí)現(xiàn)通訊連接。手持移動設(shè)備可以為手機(jī)或平板電腦，也可 以是與所述系統(tǒng)配套的獨(dú)立功能設(shè)備，各機(jī)構(gòu)部件與處理器件均通過wifi模塊實(shí)現(xiàn)通訊連 接，利用了 wifi數(shù)據(jù)傳輸速度快、信號覆蓋范圍大的特點(diǎn)，確保處理器能及時控制分散在臥 式內(nèi)的各個機(jī)構(gòu)部件。
[0006] 作為優(yōu)選，所述臥具包括一床托以及一疊置在所述床托上方的床墊，所述床墊包 括若干圓柱彈簧以及織物外罩，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器安置于一內(nèi)設(shè)空腔的罐體中，所述罐體與 所述圓柱彈簧輪廓匹配并相互配合地排列形成一布滿床墊的矩陣簧體，所述罐體位于所述 矩陣簧體的一直角端，所述織物外罩整體包裹所述矩陣簧體。原有的床墊是由若干柱狀彈 簧規(guī)則排列形成的矩陣簧體，而本技術(shù)方案中，將安裝數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的罐體替換掉一個位于 矩陣簧體一個直角端上的柱狀彈簧，既不會對原有的矩陣簧體的舒適度產(chǎn)生影響，還能將 罐體隱藏在床墊內(nèi)，有效利用臥具中的結(jié)構(gòu)空間；為了防止使用者因擠壓床墊而觸碰到內(nèi) 置的罐體，所以將罐體安裝在人躺臥時接觸較少的所述矩陣簧體直角端上，有效防止使用 者因觸碰罐體而感到不適的情況。
[0007] 作為優(yōu)選，所述振動感應(yīng)組件呈條狀且水平橫置在所述矩陣簧體上表面并被所述 織物外罩包裹定位，所述振動感應(yīng)組件長度與所述床墊寬度匹配，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器通過一 導(dǎo)線接收來自所述振動感應(yīng)組件信號，再通過所述wifi模塊發(fā)送至所述處理器，所述振動 感應(yīng)組件包括一心跳頻率感應(yīng)器、一呼吸頻率感應(yīng)器以及一翻身次數(shù)感應(yīng)器，所述心跳頻 率感應(yīng)器和呼吸頻率感應(yīng)器的感應(yīng)區(qū)域均為其上方5-20厘米區(qū)間。橫穿整個床墊的條狀 振動感應(yīng)組件能應(yīng)對使用者在床墊上翻滾并靠近床墊邊緣的情況，有效擴(kuò)大振動感應(yīng)組件 的數(shù)據(jù)收集范圍，振動感應(yīng)組件的位置與使用者躺臥時心臟位置匹配，有效提高振動感應(yīng) 組件的數(shù)據(jù)采集精度；織物外罩起到包裹矩陣簧體的作用，有效防止使用者與矩陣簧體直 接接觸，并有效提高使用者的使用舒適度，此外，織物外罩還與矩陣外罩一起夾持固定振動 感應(yīng)組件，既有利于隱藏、保護(hù)振動感應(yīng)組件，還能確保振動感應(yīng)組件不會因使用者觸碰而 偏離工位；心跳頻率感應(yīng)器、呼吸頻率感應(yīng)器和翻身次數(shù)感應(yīng)器均集成設(shè)置在條狀的振動 感應(yīng)組件上，由于使用者在床墊上躺臥或側(cè)臥時，人體心肺位置均位于所述振動感應(yīng)組件 上方5-20厘米的區(qū)間內(nèi)，所以優(yōu)選設(shè)置此參數(shù)，以便于心跳頻率感應(yīng)器、呼吸頻率感應(yīng)器 采集數(shù)據(jù)。所述心跳頻率感應(yīng)器用于收集使用者心跳頻率信號，所述呼吸頻率感應(yīng)器用于 收集使用者呼吸頻率信號，所述翻身次數(shù)感應(yīng)器用于收集使用者翻身次數(shù)信號。
[0008] 作為優(yōu)選，所述鼾聲感應(yīng)器安裝在所述矩陣簧體首段上表面并被所述織物外罩包 裹定位，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器通過一導(dǎo)線接收來自所述鼾聲感應(yīng)器信號，再通過所述wifi模塊 發(fā)送至所述處理器。使用者躺在床墊上時，其頭部位于矩陣簧體首段上方，且鼾聲的發(fā)生部 位于靠近頭部的呼吸氣道內(nèi)，所以鼾聲感應(yīng)器優(yōu)選設(shè)置在離發(fā)生部位較近的位置，有利于 其收集鼾聲信號；鼾聲感應(yīng)器采用聲音感應(yīng)原理，并被織物外罩和矩陣簧體夾持固定，起到 隱藏、保護(hù)鼾聲感應(yīng)器的作用，織物外罩存在較多間隙，對鼾聲的傳遞減弱效果可以忽略不 計(jì)。
[0009] 作為優(yōu)選，所述助眠機(jī)構(gòu)包括助眠氣體發(fā)散器、發(fā)聲器、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、 二氧化碳監(jiān)測器、空氣凈化器中的一種或多種。通過上述設(shè)備可以使得助眠機(jī)構(gòu)為臥室提 供適當(dāng)?shù)闹邭怏w、催眠音樂、溫度、濕度、二氧化碳濃度，使得使用者快速進(jìn)入睡眠狀態(tài)。 [0010] 作為優(yōu)選，所述叫醒機(jī)構(gòu)包括一安裝在所述罐體中的控制器、一安裝在所述床托 上的分體式床板、一驅(qū)動所述分體式床板擺動的驅(qū)動組件以及一安裝在所述分體式床板上 的刺激件，所述驅(qū)動組件和刺激件均受所述控制器控制，所述分體式床板包括若干塊活動 板組成，靠近所述床墊首段的第一活動板可作預(yù)設(shè)角度擺動，所述預(yù)設(shè)角度為15°至45° 之間。處理器通過wifi模塊與所述控制器聯(lián)通，進(jìn)而控制驅(qū)動組件和刺激件；可局部活動的 分體式床板能在使用者出現(xiàn)呼吸暫停時起到調(diào)整使用者睡姿的作用，利用第一活動板來抬 起使用者頭部及胸部，使得被擠壓變窄的呼吸氣道得到復(fù)原，通過改變使用者的睡眠姿勢， 來保證使用者能在睡眠時保持順暢的呼吸；所述刺激件用于喚醒處于睡眠狀態(tài)的使用者， 對可能在睡眠時產(chǎn)生的威脅使用者生命的突發(fā)狀況及時采取應(yīng)急措施。
[0011] 本發(fā)明的控制方法通過以下方式實(shí)現(xiàn)：所述振動感應(yīng)組件包括用于收集呼吸頻率 信號的呼吸頻率感應(yīng)器，上述信號被傳輸至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器對信號進(jìn)行過 濾、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，并通過wifi模塊發(fā)送至處理器中，所述處理器對上述信號進(jìn)行對比、處 理： (1)所述處理器針對助眠的處理 當(dāng)所述處理器接收呼吸頻率信號后，通過Wifi模塊激活助眠機(jī)構(gòu)；由于人體在進(jìn)入睡 眠狀態(tài)之前，呼吸頻率是紊亂的，具有差異性，且隨著睡眠的深入而變得平穩(wěn)、規(guī)律，當(dāng)所述 處理器接收至少連續(xù)15次間隔相同的呼吸頻率信號后，所述處理器通過wifi模塊延遲關(guān)閉 所述助眠機(jī)構(gòu)；所述的延遲關(guān)閉時間可以由使用者預(yù)先在處理器上設(shè)定，也可以設(shè)置成整 晚開啟模式，以助于使用者獲得更好的睡眠體驗(yàn)。
[0012] (2)所述處理器針對叫醒的處理 預(yù)先設(shè)置一呼吸間隔預(yù)設(shè)值，所述呼吸間隔預(yù)設(shè)值在15-60秒之間，處理器根據(jù)接收 到的呼吸頻率信號來計(jì)算呼吸間隔實(shí)際值： a、 當(dāng)呼吸間隔實(shí)際值小于呼吸間隔預(yù)設(shè)值時，人體處于正常的呼吸狀態(tài)，叫醒機(jī)構(gòu)處 于休眠狀態(tài)； b、 當(dāng)呼吸間隔實(shí)際值大于等于呼吸間隔預(yù)設(shè)值且呼吸間隔實(shí)際值小于60秒時，表明 人體出現(xiàn)了呼吸暫?，F(xiàn)象，此時，所述處理器需要對人體進(jìn)行自動干預(yù)，通過wifi模塊激活 叫醒機(jī)構(gòu)，并驅(qū)動分體式床板抬升，抬升的分體式床板能迫使人體睡姿發(fā)生改變，進(jìn)而緩解 呼吸暫?，F(xiàn)象。在此后的1-3分鐘內(nèi)，處理器持續(xù)監(jiān)測信號數(shù)據(jù)，若呼吸間隔實(shí)際值回落 至小于呼吸間隔預(yù)設(shè)值，表面呼吸暫?，F(xiàn)象消失，無需系統(tǒng)繼續(xù)干預(yù)，所述處理器就會通過 控制器驅(qū)動分體式床板回落，使得使用者繼續(xù)睡覺；若呼吸間隔實(shí)際值依然大于等于呼吸 間隔預(yù)設(shè)值，表明呼吸暫停現(xiàn)象沒有消失，則通過刺激件進(jìn)行叫醒動作，防止使用者出現(xiàn)意 夕卜，在叫醒過程中，所述刺激件進(jìn)行持續(xù)叫醒動作，直至使用者醒來并通過人工操作處理器 的方式來停止刺激件的動作； c、 當(dāng)呼吸間隔實(shí)際值大于60秒時，表面使用者隨時都有窒息危險，所述處理器通過控 制器驅(qū)動所述刺激件持續(xù)進(jìn)行叫醒動作，并向外發(fā)送警報信號。此種情況下，分體式床板抬 起和刺激件動作同時進(jìn)行；所述處理器向外發(fā)送警報信號，包括電話短信通知家人或社會 應(yīng)急機(jī)構(gòu)；所述刺激件通過人工操作處理器來停止叫醒動作。
[0013] 所述振動感應(yīng)組件包括用于收集心跳頻率信號心跳頻率感應(yīng)器，心跳頻率信號通 過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器發(fā)送至處理器中，所述處理器對接收的心跳頻率實(shí)際值進(jìn)行對比、處理，并預(yù) 先設(shè)置一心跳頻率預(yù)設(shè)范圍： a、當(dāng)心跳頻率實(shí)際值小于所述心跳頻率預(yù)設(shè)范圍下限值時，人體容易出現(xiàn)猝死的情 況，所述處理器驅(qū)動所述刺激件持續(xù)進(jìn)行叫醒動作，并向外發(fā)送警報信號；所述刺激件通過 人工操作處理器來停止叫醒動作； b、使用者在睡眠狀態(tài)中作噩夢時，會嚴(yán)重影響睡眠質(zhì)量，心跳頻率也會隨著思想波動 而提高，當(dāng)心跳頻率實(shí)際值大于所述心跳頻率預(yù)設(shè)范圍上限值時，所述處理器驅(qū)動所述刺 激件持續(xù)進(jìn)行叫醒動作，使得使用者及時脫離噩夢困擾，直至其蘇醒，并通過人工操作處理 器的方式來停止刺激件的叫醒動作，進(jìn)而通過再次入睡來提高睡眠質(zhì)量。
[0014] 所述振動感應(yīng)組件包括一用于收集翻身次數(shù)信號的翻身次數(shù)感應(yīng)器，所述鼾聲感 應(yīng)器用于收集鼾聲頻率信號，所述呼吸頻率信號、心跳頻率信號、翻身次數(shù)信號以及鼾聲頻 率信號均通過所述處理器外送至一云端服務(wù)器進(jìn)行歸檔、整理，通過對一段時間內(nèi)收集的 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來為使用者提供睡眠健康報告，并在專業(yè)醫(yī)生的指導(dǎo)下對睡眠中可能出現(xiàn)的 意外情況進(jìn)行先期預(yù)防和治療，并為使用者提供較好的睡眠體驗(yàn)。
[0015] 本發(fā)明的突出有益效果：在臥室中安裝睡眠保障系統(tǒng)，通過對使用者的各項(xiàng)體征 數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并辨別使用者的睡眠狀態(tài)，能在發(fā)現(xiàn)異常狀況時，及時采取干預(yù)和救治 措施，確保使用者具有高質(zhì)量的睡眠，還能有效防止使用者在睡眠時發(fā)生意外，保證使用者 睡眠安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為控制器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器共用wifi模塊時的模塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為床托和床墊主視圖； 圖4為A-A'剖面結(jié)構(gòu)不意圖； 圖5為B-B'剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為第一活動板被抬升時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中：1、床墊，2、床托，3、織物外罩，4、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，5、罐體，6、圓柱彈簧，7、矩陣簧體， 8、控制器，9、第一活動板，10、刺激件，11、驅(qū)動組件，12、振動感應(yīng)組件，13、鼾聲感應(yīng)器，14、 導(dǎo)線。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合說明書附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)作進(jìn)一步的說明。
[0018] 如圖1所示的一種睡眠保障系統(tǒng)，由臥具、處理器、助眠機(jī)構(gòu)、內(nèi)置于所述臥具的 數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)以及叫醒機(jī)構(gòu)組成，所述數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)包括一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器4、與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 器4連接的振動感應(yīng)組件12和鼾聲感應(yīng)器13,所述處理器通過所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器4接收所述 振動感應(yīng)組件12信號并控制所述助眠機(jī)構(gòu)，所述處理器通過所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器4接收所述鼾 聲感應(yīng)器13信號并控制所述叫醒機(jī)構(gòu)；所述處理器為一手持移動裝置，所述處理器、數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換器4、助眠機(jī)構(gòu)以及叫醒機(jī)構(gòu)間均通過wifi模塊實(shí)現(xiàn)通訊連接；所述臥具包括一床托2 以及一疊置在所述床托2上方的床墊1 (如圖3所示)，所述床墊1包括若干圓柱彈簧6以 及織物外罩3,所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器4安置于一內(nèi)設(shè)空腔的罐體5中，所述罐體5與所述圓柱彈 簧6輪廓匹配并相互配合地排列形成一布滿床墊1的矩陣簧體7,所述罐體5位于所述矩 陣簧體7的一直角端，所述織物外罩3整體包裹所述矩陣簧體7 ;所述振動感應(yīng)組件12呈 條狀且水平橫置在所述矩陣簧體7上表面并被所述織物外罩3包裹定位(如圖4所示)，所 述振動感應(yīng)組件12長度與所述床墊1寬度匹配，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器4通過一導(dǎo)線14接收來 自所述振動感應(yīng)組件12信號，再通過所述Wifi模塊發(fā)送至所述處理器，所述振動感應(yīng)組件 12包括一心跳頻率感應(yīng)器、一呼吸頻率感應(yīng)器以及一翻身次數(shù)感應(yīng)器，所述心跳頻率感應(yīng) 器和呼吸頻率感應(yīng)器的感應(yīng)區(qū)域均為其上方5-20厘米區(qū)間；所述鼾聲感應(yīng)器13安裝在所 述矩陣簧體7首段上表面并被所述織物外罩3包裹定位，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器4通過一導(dǎo)線14 接收來自所述鼾聲感應(yīng)器13信號，再通過所述wifi模塊發(fā)送至所述處理器。
[0019] 在實(shí)際操作中，所述處理器優(yōu)選為使用者的手機(jī)或平板電腦等移動設(shè)備，因?yàn)檫@ 些移動設(shè)備自身具備wifi模塊，便于使用操作。在使用前，使用者需要預(yù)先在這些移動設(shè)備 中安裝于系統(tǒng)匹配的應(yīng)用程序，所述應(yīng)用程序可實(shí)現(xiàn)接收人體體征數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)對比、助眠參 數(shù)預(yù)設(shè)、叫醒條件預(yù)設(shè)等功能，使得每個使用者可以根據(jù)自身情況來定制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的 適用人群。
[0020] 在實(shí)際操作中，所述助眠機(jī)構(gòu)包括助眠氣體發(fā)散器、發(fā)聲器、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào) 節(jié)器、二氧化碳監(jiān)測器、空氣凈化器中的一種或多種，使用的設(shè)備可以根據(jù)使用者自身情況 或所處環(huán)境而定，例如：a、當(dāng)使用者所處環(huán)境濕度較大時，則需使用濕度調(diào)節(jié)器，使得臥室 濕度適合人體入眠；b、當(dāng)使用者喜歡聽著有節(jié)奏的滴水聲入眠時，可以在臥室內(nèi)安裝發(fā)聲 器，進(jìn)而誘導(dǎo)使用者盡快入眠。上述的設(shè)備可以是與系統(tǒng)匹配的專業(yè)設(shè)備，通過處理器進(jìn)行 統(tǒng)一控制，也可以是使用者臥室中的現(xiàn)有設(shè)備，并通過對這些設(shè)備的控制改造來實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一 控制。處理器對這些助眠機(jī)構(gòu)的控制包括開關(guān)控制以及程度控制，例如處理器可以控制濕 度調(diào)節(jié)器開啟、關(guān)閉以及維持室內(nèi)濕度的一有助于使用者入眠的恒定值上，而所述的恒定 值可以為系統(tǒng)預(yù)設(shè)值或者是使用者根據(jù)自身情況而自己設(shè)定的預(yù)設(shè)值。優(yōu)選方案為，助眠 機(jī)構(gòu)的各電器均安裝在一個助眠盒中，并與床墊1、床托2組成成套產(chǎn)品，即便于搬運(yùn)使用， 還能確保助眠機(jī)構(gòu)與處理器間的兼容性，保證助眠機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0021] 在實(shí)際操作中，所述心跳感應(yīng)器和呼吸感應(yīng)器的感應(yīng)區(qū)域?yàn)榫渖戏?-20厘米 區(qū)間；此區(qū)間的設(shè)定是以使用者睡覺時心臟、胸肺等器官位置來定的，有利于心跳感應(yīng)器和 呼吸感應(yīng)器更好地收集人體體征數(shù)據(jù)，所以感應(yīng)區(qū)域可以根據(jù)使用者自身情況而調(diào)節(jié)，均 應(yīng)視為本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0022] 在實(shí)際操作中，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器4和叫醒機(jī)構(gòu)的控制器8均安置在所述罐體5中， 并公用一個wifi模塊(如圖2所示)，有效簡化結(jié)構(gòu)，所述罐體5為硬性材質(zhì)，能起到保護(hù)上 述電器的作用，所述罐體5位于所述矩陣簧體7的一直角端(如圖5所示)，且優(yōu)選位于遠(yuǎn)離 使用者頭部的一端，通過增加電器與人體頭部間的距離來降低電磁輻射對人腦的損害。在 安裝時，有兩種方式：方式一，所述罐體5與所述圓柱彈簧6輪廓匹配并相互配合地排列形 成一布滿床墊1的矩陣簧體7 ;方式二，所述罐體5插置安裝在圓柱彈簧6的中空腔體內(nèi)， 且罐體5高度小于處于被壓縮狀態(tài)的圓柱彈簧6高度，進(jìn)而有效避免罐體5對躺臥的人體 產(chǎn)生不適感。上述兩種安裝方式，均應(yīng)視為本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0023] 在實(shí)際操作中，所述叫醒機(jī)構(gòu)包括一安裝在所述罐體5中的控制器8、一安裝在所 述床托2上的分體式床板、一驅(qū)動所述分體式床板擺動的驅(qū)動組件11以及一安裝在所述分 體式床板上的刺激件10,所述驅(qū)動組件11和刺激件10均受所述控制器8控制，所述分體式 床板包括若干塊活動板組成，與使用者頭部對應(yīng)的第一活動板9可作預(yù)設(shè)角度擺動(如圖6 所示)。所述驅(qū)動組件11可以為多種形式的結(jié)構(gòu)，實(shí)施例一：驅(qū)動組件11包括步進(jìn)電機(jī)、一 端與第一活動板9連接的齒條，第一活動板9的一側(cè)邊緣可轉(zhuǎn)動地軸接在第二活動板上，所 述步進(jìn)電機(jī)通過齒輪與齒條配合實(shí)現(xiàn)第一活動板9以其一側(cè)軸為中心進(jìn)行擺動升降動作； 實(shí)施例二：驅(qū)動組件11包括氣泵和氣缸，第一活動板9的一側(cè)邊緣可轉(zhuǎn)動地軸接在第二活 動板上，所述氣缸固定在床托2上，活塞桿的一端與第一活動板9連接，通過伸縮氣缸實(shí)現(xiàn) 第一活動板9以其一側(cè)軸為中心進(jìn)行擺動升降動作；實(shí)施例三：驅(qū)動組件11包括固接在床 托2上的電機(jī)、固接在第一活動板9下方的扇形齒盤，所述電機(jī)通過齒輪驅(qū)動扇形齒盤旋轉(zhuǎn) 并帶動第一活動板9擺動升降；只要能在控制器8的控制下實(shí)現(xiàn)床板升降，均應(yīng)視為本發(fā)明 的具體實(shí)施例。
[0024] 在實(shí)際操作中，第一活動板9可以在擺動抬升至15° -45°，使得使用者在發(fā)生呼 吸暫停時利用抬升的第一活動板9來改變睡姿，具體的抬升角度可以有使用者預(yù)設(shè)在處理 器中設(shè)置，進(jìn)而使得睡姿改變效果更佳。
[0025] 在實(shí)際操作中，所述刺激件10用于叫醒處于睡眠狀態(tài)的使用者，刺激件10的形式 可以多樣化，并根據(jù)使用者叫醒的難易程度而定，例如刺激件10可以為振動器、聲光發(fā)音 器、加熱器、物理拍打器等，可以任意一種或多種組合，以實(shí)現(xiàn)叫醒功能。所述刺激件10的 安裝位置可以根據(jù)個人情況而調(diào)整，只要具有叫醒效果，且對人體無害的刺激件10形式， 均應(yīng)成為本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0026] 在實(shí)際操作中，所述罐體5中設(shè)有可充電電池，電池為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器4和控制器8提 供穩(wěn)定長效的電源，電池通過外聯(lián)的電源線充電，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器4通過導(dǎo)線14為振動感 應(yīng)組件12和鼾聲感應(yīng)器13供電。為了避免系統(tǒng)因處理器(移動設(shè)備)電池耗盡而無法正常 工作的風(fēng)險，優(yōu)選方案，在床墊1邊預(yù)設(shè)與處理器匹配的充電座，通過給處理器充電來確保 其整晚正常工作。
[0027] 一種睡眠保障系統(tǒng)的控制方法，所述控制方法包括：所述振動感應(yīng)組件12包括一 用于收集呼吸頻率信號的呼吸頻率感應(yīng)器、一用于收集心跳頻率信號的心跳頻率感應(yīng)器以 及一用于收集翻身次數(shù)信號的翻身次數(shù)感應(yīng)器，所述鼾聲感應(yīng)器13用于收集鼾聲頻率信 號，上述信號被傳輸至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器4中，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器4對信號進(jìn)行過濾、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換 處理，并通過wifi模塊發(fā)送至處理器中，所述處理器對上述信號進(jìn)行對比、處理： (1)所述處理器針對呼吸頻率信號的處理 當(dāng)所述處理器接收呼吸頻率信號后，通過wifi模塊激活助眠機(jī)構(gòu)；由于人體在進(jìn)入睡 眠狀態(tài)之前，呼吸頻率是紊亂的，具有差異性，且隨著睡眠的深入而變得平穩(wěn)、規(guī)律，當(dāng)所述 處理器接收至少連續(xù)15次間隔相同的呼吸頻率信號后，所述處理器通過wifi模塊延遲關(guān)閉 所述助眠機(jī)構(gòu)；所述的延遲關(guān)閉時間可以由使用者預(yù)先在處理器上設(shè)定，也可以設(shè)置成整 晚開啟模式，以助于使用者獲得更好的睡眠體驗(yàn)。
[0028] 預(yù)先設(shè)置一呼吸間隔預(yù)設(shè)值，所述呼吸間隔預(yù)設(shè)值在15-60秒之間，處理器根據(jù) 接收到的呼吸頻率信號來計(jì)算呼吸間隔實(shí)際值： a、 當(dāng)呼吸間隔實(shí)際值小于呼吸間隔預(yù)設(shè)值時，人體處于正常的呼吸狀態(tài)，叫醒機(jī)構(gòu)處 于休眠狀態(tài)； b、 當(dāng)呼吸間隔實(shí)際值大于等于呼吸間隔預(yù)設(shè)值且呼吸間隔實(shí)際值小于60秒時，表明 人體出現(xiàn)了呼吸暫?，F(xiàn)象，此時，所述處理器需要對人體進(jìn)行自動干預(yù)，通過wifi模塊激活 叫醒機(jī)構(gòu)，并驅(qū)動分體式床板抬升，抬升的分體式床板能迫使人體睡姿發(fā)生改變，進(jìn)而緩解 呼吸暫?，F(xiàn)象。在此后的1-3分鐘內(nèi)，處理器持續(xù)監(jiān)測信號數(shù)據(jù)，若呼吸間隔實(shí)際值回落至 小于呼吸間隔預(yù)設(shè)值，表面呼吸暫?，F(xiàn)象消失，無需系統(tǒng)繼續(xù)干預(yù)，所述處理器就會通過控 制器8驅(qū)動分體式床板回落，使得使用者繼續(xù)睡覺；若呼吸間隔實(shí)際值依然大于等于呼吸 間隔預(yù)設(shè)值，表明呼吸暫?，F(xiàn)象沒有消失，則通過刺激件10進(jìn)行叫醒動作，防止使用者出 現(xiàn)意外，在叫醒過程中，所述刺激件10進(jìn)行持續(xù)叫醒動作，直至使用者醒來并通過人工操 作處理器的方式來停止刺激件的動作； c、當(dāng)呼吸間隔實(shí)際值大于60秒時，表面使用者隨時都有窒息危險，所述處理器通過控 制器8驅(qū)動所述刺激件10持續(xù)進(jìn)行叫醒動作，并向外發(fā)送警報信號。此種情況下，分體式 床板抬起和刺激件動作同時進(jìn)行；所述處理器向外發(fā)送警報信號，包括電話短信通知家人 或社會應(yīng)急機(jī)構(gòu)；所述刺激件通過人工操作處理器來停止叫醒動作。
[0029] (2)所述處理器針對心跳頻率信號的處理 所述處理器對上述信號進(jìn)行對比、處理，由于使用者不同，其自身體征情況也不同，使 用者可以根據(jù)自身情況預(yù)先設(shè)置一心跳頻率的預(yù)設(shè)范圍： a、 心跳頻率實(shí)際值小于所述心跳頻率預(yù)設(shè)范圍下限值時，表示人體心跳頻率過慢，人 體容易出現(xiàn)猝死的風(fēng)險，為了確保使用者睡眠安全，所述處理器通過控制器8驅(qū)動所述刺 激件10持續(xù)進(jìn)行叫醒動作，并向外發(fā)送警報信號； b、 使用者在睡眠狀態(tài)中作噩夢時，會嚴(yán)重影響睡眠質(zhì)量，心跳頻率也會隨著思想波動 而提高，當(dāng)心跳頻率實(shí)際值大于所述心跳頻率預(yù)設(shè)范圍上限值時，所述處理器驅(qū)動所述刺 激件10持續(xù)進(jìn)行叫醒動作，使得使用者及時脫離噩夢困擾，直至其蘇醒，并通過人工操作 處理器的方式來停止刺激件10的叫醒動作，進(jìn)而通過再次入睡來提高睡眠質(zhì)量。
[0030] 在實(shí)際操作中，所述刺激件10由于刺激件10需要通過人工操作處理器的方式來 停止叫醒動作，刺激件10被開啟后，會對使用者進(jìn)行持續(xù)的叫醒動作，只有使用者被叫醒 或者有其他人員來救助時通過人工操作處理器的方式來關(guān)閉刺激件10的叫醒動作，確保 叫醒機(jī)構(gòu)的叫醒效率。優(yōu)選方案，所述刺激件10的叫醒動作的幅度、頻率、程度可以隨著叫 醒動作持續(xù)時間的延長而增加，進(jìn)一步提高叫醒效率。
[0031] 在實(shí)際操作中，遇到需要向外發(fā)送警報信號的情形時，向外發(fā)送的對象可以為多 種，優(yōu)選為能及時對使用者采取救助措施的人，例如家人、急救機(jī)構(gòu)等，優(yōu)選采用電話、短信 方式，并在刺激件10沒有被人為關(guān)閉前持續(xù)外送警報信號。
[0032] 在實(shí)際操作中，所述呼吸頻率信號、心跳頻率信號、翻身次數(shù)信號以及鼾聲頻率信 號均通過所述處理器外送至一云端服務(wù)器進(jìn)行歸檔、整理、分析，并根據(jù)積累的數(shù)據(jù)回饋睡 眠狀態(tài)診斷。所述處理器外送的途徑優(yōu)選為網(wǎng)絡(luò)，云端服務(wù)器會為每個使用者建立具有獨(dú) 立數(shù)據(jù)檔案的睡眠日記，并針對每位使用者的數(shù)據(jù)來分析得出睡眠健康報告，針對疑似睡 眠障礙的案例送檢至專業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行診斷，并給出具體的治療建議和方案。所述睡眠健 康報告、治療建議和方案均通過網(wǎng)絡(luò)回發(fā)至處理器中，方便使用者及時了解自身睡眠狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1. 一種睡眠保障系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括臥具、處理器、助眠機(jī)構(gòu)、安裝在所述 臥具內(nèi)的數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)以及叫醒機(jī)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)包括一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（4)、與所述數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換器（4)連接的振動感應(yīng)組件（12)和鼾聲感應(yīng)器（13)，所述處理器通過所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 器（4)接收所述振動感應(yīng)組件（12)信號并控制所述助眠機(jī)構(gòu)，所述處理器通過所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換器（4)接收所述鼾聲感應(yīng)器（13)信號并控制所述叫醒機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種睡眠保障系統(tǒng)，其特征在于所述處理器為一手持移動裝 置，所述處理器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（4)、助眠機(jī)構(gòu)以及叫醒機(jī)構(gòu)間均通過wifi模塊實(shí)現(xiàn)通訊連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種睡眠保障系統(tǒng)，其特征在于所述臥具包括一床托（2)以 及一疊置在所述床托（2 )上方的床墊（1 )，所述床墊（1)包括若干圓柱彈簧（6 )以及織物外 罩（3)，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（4)安置于一內(nèi)設(shè)空腔的罐體（5)中，所述罐體（5)與所述圓柱彈簧 (6)輪廓匹配并相互配合地排列形成一布滿床墊（1)的矩陣簧體（7)，所述罐體（5)位于所 述矩陣簧體（7)的一直角端，所述織物外罩（3)整體包裹所述矩陣簧體（7)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種睡眠保障系統(tǒng)，其特征在于所述振動感應(yīng)組件（12)呈 條狀且水平橫置在所述矩陣簧體（7)上表面并被所述織物外罩（3)包裹定位，所述振動感 應(yīng)組件（12)長度與所述床墊（1)寬度匹配，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（4)通過一導(dǎo)線（14)接收來自 所述振動感應(yīng)組件（12)信號，再通過所述wifi模塊發(fā)送至所述處理器，所述振動感應(yīng)組件 (12)包括一心跳頻率感應(yīng)器、一呼吸頻率感應(yīng)器以及一翻身次數(shù)感應(yīng)器，所述心跳頻率感 應(yīng)器和呼吸頻率感應(yīng)器的感應(yīng)區(qū)域均為其上方5-20厘米區(qū)間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種睡眠保障系統(tǒng)，其特征在于所述鼾聲感應(yīng)器（13)安裝在 所述矩陣簧體（7 )首段上表面并被所述織物外罩（3 )包裹定位，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（4 )通過一 導(dǎo)線（14)接收來自所述鼾聲感應(yīng)器（13)信號，再通過所述wifi模塊發(fā)送至所述處理器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種睡眠保障系統(tǒng)，其特征在于所述助眠機(jī)構(gòu)包括助眠氣體 發(fā)散器、發(fā)聲器、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳監(jiān)測器、空氣凈化器中的一種或多種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種睡眠保障系統(tǒng)，其特征在于所述叫醒機(jī)構(gòu)包括一安裝在 所述罐體（5)中的控制器（8)、一安裝在所述床托（2)上的分體式床板、一驅(qū)動所述分體式 床板擺動的驅(qū)動組件（11)以及一安裝在所述分體式床板上的刺激件（10)，所述驅(qū)動組件 (11) 和刺激件（10)均受所述控制器（8)控制，所述分體式床板包括若干塊活動板組成，靠 近所述床墊（1)首段的第一活動板（9)可作預(yù)設(shè)角度擺動，所述預(yù)設(shè)角度為15°至45°之 間。
8. -種睡眠保障系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述控制方法包括：所述振動感應(yīng)組件 (12) 包括用于收集呼吸頻率信號的呼吸頻率感應(yīng)器，上述信號被傳輸至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（4)中， 所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（4)對信號進(jìn)行過濾、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，并通過wifi模塊發(fā)送至處理器中，所 述處理器對上述信號進(jìn)行對比、處理： (1) 所述處理器針對助眠的處理 當(dāng)所述處理器接收呼吸頻率信號后，通過wifi模塊激活助眠機(jī)構(gòu)；之后，當(dāng)所述處理器 接收至少連續(xù)15次間隔相同的呼吸頻率信號后，所述處理器通過wifi模塊延遲關(guān)閉所述助 眠機(jī)構(gòu)； (2) 所述處理器針對叫醒的處理 預(yù)先設(shè)置一呼吸間隔預(yù)設(shè)值，所述呼吸間隔預(yù)設(shè)值在15-60秒之間，所述處理器根據(jù) 接收到的呼吸頻率信號來計(jì)算呼吸間隔實(shí)際值： a、 當(dāng)呼吸間隔實(shí)際值小于呼吸間隔預(yù)設(shè)值時，叫醒機(jī)構(gòu)處于休眠狀態(tài)； b、 當(dāng)呼吸間隔實(shí)際值大于等于呼吸間隔預(yù)設(shè)值且呼吸間隔實(shí)際值小于60秒時，所述 處理器通過wifi模塊激活叫醒機(jī)構(gòu)，并驅(qū)動分體式床板抬升，并在1-3分鐘內(nèi)持續(xù)監(jiān)測信 號數(shù)據(jù)：若呼吸間隔實(shí)際值回落至小于呼吸間隔預(yù)設(shè)值，則所述處理器通過控制器（8)驅(qū) 動分體式床板回落；若呼吸間隔實(shí)際值依然大于等于呼吸間隔預(yù)設(shè)值，則通過刺激件（10) 進(jìn)行叫醒動作，所述刺激件（10)進(jìn)行持續(xù)叫醒動作，并通過人工操作處理器來停止叫醒動 作； c、 當(dāng)呼吸間隔實(shí)際值大于60秒時，所述處理器通過控制器（8)驅(qū)動所述刺激件（10)持 續(xù)進(jìn)行叫醒動作，并向外發(fā)送警報信號；所述刺激件（10)通過人工操作處理器來停止叫醒 動作。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種睡眠保障系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述振動感應(yīng)組 件（12)包括一用于收集心跳頻率信號的心跳頻率感應(yīng)器，所述心跳頻率信號通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 器（4)發(fā)送至處理器中，所述處理器對接收的心跳頻率實(shí)際值進(jìn)行對比、處理，并預(yù)先設(shè)置 一心跳頻率預(yù)設(shè)范圍： a、 當(dāng)心跳頻率實(shí)際值小于所述心跳頻率預(yù)設(shè)范圍下限值時，所述處理器驅(qū)動所述刺激 件（10)持續(xù)進(jìn)行叫醒動作，并向外發(fā)送警報信號；所述刺激件（10)通過人工操作處理器來 停止叫醒動作； b、 當(dāng)心跳頻率實(shí)際值大于所述心跳頻率預(yù)設(shè)范圍上限值時，所述處理器驅(qū)動所述刺激 件（10)持續(xù)進(jìn)行叫醒動作，并通過人工操作處理器來停止叫醒動作。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種睡眠保障系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述振動感應(yīng) 組件（12)包括用于收集翻身次數(shù)信號的翻身次數(shù)感應(yīng)器，所述鼾聲感應(yīng)器（13)用于收集 鼾聲頻率信號，所述呼吸頻率信號、心跳頻率信號、翻身次數(shù)信號以及鼾聲頻率信號均通過 所述處理器外送至一云端服務(wù)器進(jìn)行歸檔、整理、分析，并根據(jù)積累的數(shù)據(jù)回饋睡眠狀態(tài)診 斷。
【文檔編號】A61B5/0205GK104188638SQ201410456131
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】陳阿裕 申請人:喜臨門家具股份有限公司