基於人體生物鐘的睡眠監護儀的製作方法
2023-12-07 05:02:16
專利名稱：基於人體生物鐘的睡眠監護儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於改善人體睡眠的保健電子產品，具體涉及一種基於人體生物鐘的睡 眠監護儀。根據人體睡眠過程中生理參數與睡眠質量的相關規律，在控制器的協調下科學地 實施應睡提示、入睡催眠、睡眠監視與適時喚醒。
背景技術：
目前，國內外對於人體睡眠領域的關注和研究主要集中在失眠症和睡眠呼吸暫停綜合症 等疾病的治療方面，具體涉及慢性失眠與睡眠打鼾等問題。對於晚間入睡困難的失眠問題， 醫學界早已進行了多年的理論研究和實踐治療，主要集中在藥物治療和物理治療(例如耳針 等)；對於睡眠打鼾的睡眠呼吸暫停綜合症問題，近年來正日益引起醫學界的重視，常規的治 療對策往往是手術治療。但對於大多數普通人睡眠質量不高的問題卻因其還未發展到醫學上 的患病狀態而基本處於未被問津無人重視的狀態，有些人只能靠服用保健品勉強維持；其中最 為常見的是晚間錯過最佳入睡時機引發的入眠困難和睡眠不足、早晨突然被鬧鐘粗暴叫醒時 的頭暈腦脹，以及稍不留神嗜睡過頭後導致的精神不振等，這些睡眠質量問題常常影響人們 一整天的工作和學習，日積月累便會直接影響人們的身體健康和生活質量。此外，發生在少 數人身上的睡眠意外卒死，因其事後難以追究和無法補救，以致至今未能找到合適有效的規 避措施，這顯然與當今社會的高速發展極不協調。
發明內容
本發明公開了一種基於人體生物鐘的睡眠監護儀，其目的在於針對大多數普通人常因睡 眠質量不高且缺乏有效監護和治療手段，而導致的影響身體健康與工作學習效率的弊端。本 發明以實測的人體睡眠生理參數為依據，參照這些參數與人體睡眠質量的對應關係，由控制 器根據睡者以往睡眠習慣和當前設定的應甦醒時間，科學地實施應睡提示、入睡催眠、睡眠 監視與適時喚醒，由此幫助睡者獲得最佳的睡眠效果、最清醒的甦醒感覺以及規避睡眠卒死 的意外，進而提高身體健康水準和日常工作效率。
基於人體生物鐘的睡眠監護儀，其特徵在於用於採集人體睡眠過程生理參數的睡眠傳 感器與人體適當接觸，將監測的生理參數轉換為數字信息傳遞給控制器，由控制器在軟體的 支持下對各參數進行分析判斷；以便用樂音、振動及通訊報警方式對睡眠者進行"應睡提示、
入睡催眠、睡中監視、睡終喚醒"的睡眠全過程監護。
基於人體生物鐘的睡眠監護儀，包括一個儀器主機和睡眠傳感器與振動器，儀器主機正 面為一控制面板，控制面板上設置有揚聲器、鍵盤和顯示器，其側壁有通訊報警接口；其特 點是儀器主機的側壁還設置有外設接口，分別與睡眠傳感器和振動器連接；睡眠傳感器和 振動器與睡者身體適當接觸。
所述的儀器主機內由信號調理器、模數轉換器、控制器、音樂存儲驅動器、振動驅動器、 電源組成，其特點是信號調理器的輸入端與外部睡眠傳感器連接，信號調理器的輸出端經 模數轉換器與控制器相連接；揚聲器經音樂存儲驅動器和控制器相連接；振動器經振動驅動 器與控制器相連接；鍵盤、顯示器、通訊報警接口分別與控制器相連接。
所述的睡眠傳感器是以床墊的方式平整地鋪設在床上，與睡者身體保持不易察覺的適當 接觸。
本發明的通訊報警接口可以向遠端報警，可設計為有線報警，也可設計為無線報警。 本發明的突出優點和積極效果是基於人體生物鐘的睡眠監護儀，通過直接採集人體睡 眠時的生理參數，結合跟蹤分析睡者日常睡眠所具規律，科學地實時管理人體睡眠的全過程， 有效實施應睡提示、入睡催眠、睡眠監視與適時喚醒，由此幫助睡者獲得最佳的睡眠效果、 最清醒的甦醒感覺以及規避睡眠卒死的意外，進而提高身體健康水準和日常工作效率。
圖1是本發明基於人體生物鐘的睡眠監護儀的外觀示意圖； 圖2是本發明基於人體生物鐘的睡眠監護儀的內部結構圖。
1.睡眠傳感器，2.信號調理器，3.模數轉換器，4.控制器，5.音樂存儲驅動器，6.揚 聲器，7.振動驅動器，8.振動器，9.顯示器，10.鍵盤，11.通訊報警接口， 12.電源， 13.儀器主機，14.控制面板。
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。
基於人體生物鐘的睡眠監護儀，如圖1所示，包括一個儀器主機13和睡眠傳感器1與振 動器8，儀器主機正面為一控制面板14，控制面板上設置有揚聲器6、鍵盤10和顯示器9， 其側壁有通訊報警接口 11;儀器主機的側壁設置有兩個外設接口，分別與睡眠傳感器1和振
動器8連接；睡眠傳感器1和振動器8與睡者身體適當接觸；睡眠傳感器1實時監測睡者睡 眠過程中的生理參數，並轉換為數字信息，由控制器在軟體的支持下對各參數進行分析判斷， 由此以樂音、振動及通訊報警方式對睡眠者進行"應睡提示、入睡催眠、睡中監視、睡終喚 醒"的睡眠全過程監護。
所述的儀器主機如圖2所示，其內部由信號調理器2、模數轉換器3、控制器4、音樂存 儲驅動器5、振動驅動器7、電源12組成，其特點是信號調理器2的輸入端與外部睡眠傳 感器1連接，信號調理器2的輸出端經模數轉換器3與控制器4相連接；揚聲器6經音樂存 儲驅動器5與控制器4相連接；振動器8經振動驅動器7與控制器4相連接；鍵盤IO、顯示 器9、通訊報警接口 11分別與控制器4相連接。
所述的睡眠傳感器1以床墊的方式平整地鋪設在床上，與睡者身體保持不易察覺的適當 接觸。
本發明實施例中睡眠傳感器l:釆用平鋪式氣墊傳感器；信號調理器2:採用濾波器和 電平轉換器構成；模數轉換器3:採用常規的模數轉換晶片；控制器4:採用低功耗微控制器 晶片；音樂存儲驅動器5:採用解碼晶片、存儲晶片或SD卡、功放電路組成；揚聲器6:採 用普通小型揚聲器；振動驅動器採用電晶體或M0S管組成；振動器採用振動電機組成； 顯示器9:採用點陣式液晶屏；鍵盤10:採用多個方形按鍵組成；通訊報警接口ll:採用蜂 鳴器以及RS-232晶片或無線模塊構成；電源12:採用多節乾電池或可充式電池。
系統預備狀態安裝調試完畢，將睡眠傳感器1平鋪於睡者仰臥時的後背部位，睡者仰 臥其上，打開基於人體生物鐘的睡眠監護儀的電源開關，根據顯示器9的提示將催眠樂曲與 按摩方式、喚醒樂曲與振動方式、應醒時間與容許誤差等設定值經鍵盤10輸入控制器4,此
時顯示器9指示設備處於就緒狀態。
系統工作流程控制器4根據日常測得的睡眠生理參數總結的睡眠規律在合適時刻經音
樂存儲驅動器5與揚聲器6發出溫馨的應睡提示。睡眠傳感器1將實時測得的人體睡眠生理 信號經信號調理器2和模數轉換器3處理為相應的數位訊號送給控制器4。若控制器4判得當 前狀態為睡者剛剛睡下，則啟動催眠流程，按照睡者事先選定的樂曲序號和按摩方式經音樂 存儲驅動器5與揚聲器6以及振動驅動器7與振動器8進行相應的播放和按摩，並不斷根據 測得的睡者生理參數調整樂曲音量和按摩幅度， 一旦測得睡者已經睡著則停止音樂的播放和 按摩。在睡眠過程中，控制器4不斷將測得的人體生理參數與機內總結存儲的日常規律進行 比較，若發現嚴重異常則立即經通訊報警接口 ll進行本地報警或以有線或無線方式向遠端發 出求救信息，若僅發現略有異常則在睡者醒來後經顯示器9發出相應的就醫建議提示；反之，
若沒有發現異常，控制器4則根據測得的人體生理參數分析睡者所處何種睡眠階段， 一旦經 控制器4分析獲知睡者的睡眠階段已接近預定應醒時間的容許誤差範圍內，則將根據睡者曰 常睡眠規律和當時實測參數選擇最佳睡眠節點啟動喚醒流程，控制器4將以由弱到強的音量 啟動播放預定樂曲，若睡者仍未醒來，則再啟動振動器以預定的振動節奏對睡者喚醒，直至 控制器從睡眠傳感器測得的信號中獲悉睡者已經起床，則停止所有喚醒操作。
控制器的控制策略具有自適應功能，可跟蹤分析睡者日常睡眠習慣自動調整相應的睡眠 監護參數，既可使監護操作更貼近睡者需求以便獲得最佳睡眠質量，又可根據測得的睡眠生 理參數自動分析捕捉到異常參數以便及時準確地給出報警求救或就醫提示。
權利要求
1.基於人體生物鐘的睡眠監護儀，其特徵在於用於採集人體睡眠過程生理參數的睡眠傳感器與人體適當接觸，將監測到的生理參數轉換為數字信息傳遞給控制器，由控制器在軟體的支持下對各參數進行分析判斷，以便用樂音、振動及通訊報警方式對睡眠者進行「應睡提示、入睡催眠、睡中監視、睡終喚醒」的睡眠全過程監護。
2. 基於人體生物鐘的睡眠監護儀，包括一個儀器主機和睡眠傳感器與振動器，儀器主機正面 為一控制面板，控制面板上設置有揚聲器、鍵盤和顯示器，其側壁有通訊報警接口，其特 徵在於儀器主機的側壁還設置有外設接口，分別與睡眠傳感器和振動器連接；睡眠傳感 器和振動器與睡者身體適當接觸。
3. 根據權利要求2所述的基於人體生物鐘的睡眠監護儀，儀器主機內由信號調理器、模數轉 換器、控制器、音樂存儲驅動器、振動驅動器、電源組成，其特徵在於信號調理器的輸 入端與外部睡眠傳感器連接，信號調理器的輸出端經模數轉換器與控制器相連接；揚聲器 經音樂存儲驅動器和控制器相連接；振動器經振動驅動器與控制器相連接；鍵盤、顯示器、 通訊報警接口分別與控制器相連接。
4. 根據權利要求2所述的基於人體生物鐘的睡眠監護儀，其特徵在於睡眠傳感器以床墊的 方式平整地鋪設在床上，與睡者身體保持不易察覺的適當接觸。
全文摘要
基於人體生物鐘的睡眠監護儀，包括一個儀器主機和兩個外設。儀器主機正面為控制面板，控制面板上設有揚聲器、鍵盤和顯示器，其側壁有通訊報警接口；儀器主機的側壁還設置有外設接口，分別與睡眠傳感器和振動器連接；睡眠傳感器和振動器與睡者身體適當接觸；儀器主機內的信號調理器，其輸入端與外部睡眠傳感器連接，其輸出端經模數轉換器與控制器相連接；揚聲器經音樂存儲驅動器和控制器相連接；振動器經振動驅動器與控制器相連接；鍵盤、顯示器、通訊報警接口分別與控制器相連接。本發明以樂音、振動及通訊報警方式對睡眠者進行「應睡提示、入睡催眠、睡中監視、睡終喚醒」的睡眠全過程監護。
文檔編號G06F19/00GK101181652SQ20071017185
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月6日 優先權日2007年12月6日
發明者楊冠群 申請人:上海第二工業大學