专利名称：有效睡眠测定控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于监测有效睡眠时间的控制器，尤其是可以通过测定不同睡眠阶段人体脉搏所对应的搏动强度和频率的差异，测量出有效睡眠的起始及终止时间，并在睡眠者事先预设好的有效睡眠时间到达时，利用控制器报警而唤醒睡眠者。既保证睡眠效果，又最大限度的节省时间。
背景技术：
目前，市场上心率计、脉搏计种类繁多，主要通过传感器将脉搏信号转化为模拟电信号，并利用滤波技术等信号处理方法准确地测量出人体脉搏搏动信号，实现记录、传送以及通过程序软件处理，获得其平均心率值、当前心率值和脉搏搏动全息参数值。但是还没有产品将心率或脉搏测量用于控制人的睡眠时间，提高人的睡眠效率等方面。
发明内容
人的睡眠周期是有个体差异的，但一般来说，绝大部分成年人每天的的睡眠时间需要8-10小时，其中有效睡眠时间大多是4小时一个周期，也称为深睡眠周期，健康人的浅睡眠周期一般只占1-2小时，它只能算是辅助睡眠时段，人体只有通过有效的深睡眠才能彻底放松身心，使各部分器官的功能得到较好的恢复。而当我们工作或学习很忙时，夜晚能保证一个有效睡眠周期也就基本够了，对于有午休习惯的中国人来说，在一个多小时的午休中，如果有半个小时的有效睡眠也就足够了，那么，怎样才能检测到人的有效睡眠是否开始，而且又能按照自己的需要控制有效睡眠时间，在保证休息好的同时节省睡眠时间，是上学和上班簇梦寐以求的事情。
为了解决这一问题，本发明提供了一种有效睡眠时间测定控制器，根据人体从浅睡眠向深睡眠过渡时，其脉搏搏动频率会减慢20％左右，搏动强度也会有所减弱的现象，该测定控制器通过自动检测睡眠者脉搏搏动频率的变化，捕捉人体进入有效睡眠的起始时间，并及时启动控制器中的定时器开始计时，到达睡眠者事先设定好的有效睡眠时间时发出报警信号，及时唤醒睡眠者，以达到既保证有效睡眠效果又最大限度节省时间的目的。
另外，该测定控制器还具有实时时钟、脉搏测量传感显示、音乐闹钟等功能。其外观设计可做成整体式手表结构或分体的连线式结构，只要将脉搏测量传感元件置于睡眠者手腕动脉的强搏动区域就可以测量了。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是利用HK2000-A集成化数字脉搏传感器，可将采集到的睡眠者脉搏搏动频率信号送入AT89C2051单片机进行数据处理和控制，当睡眠者从浅睡眠状态向深睡眠状态过度而脉搏搏动频率开始变慢时，脉搏测量传感器会及时捕捉到此信号并将其转化为数字信号，随即系统会立即启动控制器中的定时器开始计时，同时和睡眠者提前设定好的按键定时时间进行比较，当二者达到同步时控制器发出报警信号唤醒睡眠者。
本发明的有益效果是可以通过测量睡眠者的脉搏频率变化，判断人体是否进入有效睡眠状态，使睡眠者在保证一定的有效睡眠时间的前提下，最大限度的节省时间，既有利于人们身体健康，又有利于人们挤出更多的时间应对繁忙的工作。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
图1是本发明的系统原理图。
图2是本发明的电路图。
图3是本发明的软件流程图。
表1是本发明的软件源代码。
图1中有1.睡眠者， 2.HK2000-A数字脉搏传感器， 3.报警电路， 4.AT89C2051单片机， 5.按键电路， 6.显示电路。
图2中有1.单片机的外部时钟电路， 2.单片机的复位电路， 3.AT89C2051单片机， 4.LM386音频功率放大器， 5.CD4011与非门， 6.8Ω喇叭， 7.HK2000-A数字脉搏传感器， 8.74LS164移位寄存器， 9.4位LED数码管， 10.按键S1电路， 11.按键S2电路。
具体实施例方式 在图1中，通过HK2000-A数字脉搏传感器(2)将睡眠者(1)的脉搏信号转换成数字信号送入AT89C2051单片机(4)进行数据处理和控制，按键电路(5)连接AT89C2051单片机(4)进行定时时间设定和功能设定，AT89C2051单片机(4)连接显示电路(6)显示时间和脉搏值，AT89C2051单片机(4)连接报警电路(3)发出报警信号。
在图2中，由6Mhz的晶体振荡器和2个20pf的微调电容构成单片机的外部时钟电路(1)连接在AT89C2051单片机(3)的管脚X1和X2端，单片机的复位电路(2)由10uF的电容和1kΩ的电阻构成上电自动复位电路；报警信号由AT89C2051单片机(3)的管脚P3.7产生，串联1kΩ的电阻送入LM386音频功率放大器(4)，LM386音频功率放大器(4)的输出端经220uF的电容串联8Ω喇叭(6)；HK2000-A数字脉搏传感器(7)连接CD4011与非门(5)，经整形后输入AT89C2051单片机(3)的P3.2口；4位LED数码管(9)的位选信号线分别连接AT89C2051单片机(3)的管脚P1.4、P1.5、P1.6和P1.7，段选信号线并连后连接74LS164移位寄存器(8)，采用动态显示方式和软件译码方式，AT89C2051单片机(3)通过串行口P3.0和P3.1连接74LS164移位寄存器(8)；按键S1电路(10)和按键S2电路(11)采用硬件电容消抖，按键每按下一次，电路输出一个负脉冲分别送入AT89C2051单片机(3)的P1.2和P1.3管脚。
在图3中，系统首先初始化AT89C2051单片机中相关特殊功能寄存器，测量脉搏信号判别是否进入有效睡眠状态，在进入有效睡眠状态后启动定时单元，并和睡眠者提前由按键设定的定时时间进行比较，检测设定的有效睡眠时间是否达到，未达到时重复此检测过程，达到时控制器发出报警信号唤醒睡眠者。
有效睡眠测定控制器的主要功能都是由按键操作来完成的，现在将按键功能介绍如下 “调节”功能键S1介绍在进入时间调节时，此键为“+1”功能，每按一次调节位+1；当不在调节状态时，按下此键，即可进入瞬时脉搏显示即测量；在音乐选择状态时，按一次此键，即进入乐曲试听，再按一次，结束试听。
“复合”功能键S2介绍在刚进入系统时，显示器显示时间，每按一次按键，分别进入“调时钟分”、“调时钟时”、“显示定时时间”、“调定时分”、“调定时时”、“显示并测量瞬时脉搏”、“显示平均脉搏”、“显示乐曲编号并进入选择乐曲”。
“结束报警”键S1(或S2)在报警状态时，按下两个键(S1、S2)的任何一个即可结束报警。
表1.有效睡眠测定控制器中的软件源代码 ORG0000HMOV R6，A AJMP MAIN KAI:NOP ORG0003HACALL D200MS AJMP EXX0 DJNZR6，KAI ORG000BHAJMPKAIS AJMP ITT0 WAN:CLR TR1 ORG0013HCLR 0 AJMP EXX1 CLR P3.7 ORG001BHMOV R3，#100 AJMP ITT1 MOV R4，#6 ORG0040HMOV TH0，#3CH MAIN:MOV SP，#70H MOV TL0，#0B0H MOVP1，#0FH MOV TH1，#0 MOVR0，#10H MOV TL1，#0 MOVR2，#50H MOV IE，#8FH LOP1:MOV @R0，#0 SETBIT0 INCR0 SETBIT1 DJNZ R2，LOP1 SETBTR0 MOVR2，#42 MOV 18H，#10 MOVR0，#26H MOV 1CH，#11 MOVDPTR，#TAB1 MOV SCON，#0 LOP2:ACALL READ MOV R2，#0 MOV@R0，A SETB0 INCR0 JUPP:NOP DJNZ R2，LOP2 NOP MOVTMOD，#11H JNB 0，JUDG MOVIE，#88H NOP MOVDPTR，#TAB3 AJMPYINYUE KAIS:ACALLREAD JUDG:NOP MOV56H，A NOP XRLA，0FFH CJNER2，#0，SHOW2 JZ WAN MOV R0，#10H MOVA，56H DY1:NOP ADDA，#26H ACALL DIS1 MOVR1，AAJMPJUPP MOVA，@R1 SHOW2:NOP MOV25H，A NOP MOVTH1，A CJNER2，#1，SHOW3 INCR1 MOV R0，#10H MOVA，@R1 DY2:NOP MOV24H，A ACALL DIS2 MOVTL1，A AJMPJUPP SETB TR1 SHOW3:NOP ACALLREAD NOP CJNE R2，#2，SHOW4 AJMPJUPP MOVR0，#10H SHOW10:NOP DY3:NOP NOP ACALL DIS3 AJMPJUPP AJMP JUPP YINYUE:NOP SHOW4:NOPNOP NOP JNB 18H，YYUE2 CJNE R2，#3，SHOW5 MOV DPTR，#TAB4 MOVR0，#14H AJMPNEXTY AJMP DY1 YYUE2:MOVDPTR，#TAB5 SHOW5:NOP NEXTY:ACALL READ NOP MOV 56H，A CJNE R2，#4，SHOW6 XRL A，#0FFH MOVR0，#14H JZ YINYUE AJMP DY2 MOV A，56H SHOW6:NOPADD A，#26H NOP MOV R1，A CJNE R2，#5，SHOW7 MOV A，@R1 MOVR0，#14H MOV 25H，A CLR1 INC R1 AJMP DY3 MOV A，@R1 SHOW7:NOPMOV 24H，A NOP MOV TH1，25H CJNE R2，#6，SHOW8 MOV TL1，24H MOVR0，#18H SETBTR1 AJMP DY1 ACALL READ SHOW8:NOPMOV R6，A NOP DEL1:JNB 0，JUPP1 CJNE R2，#7，SHOW9 ACALL D200MS CLRTR1 DJNZR6，DEL1 CLR1 NOP MOVR0，#1CH AJMPNEXTY AJMP DY1 JUPP1:NOP SHOW9:NOPNOP NOP CLR TR1 CJNE R2，#8，SHOW10MOV TH1，#0 NOP MOV TL1，#0 JB 18H，SOW AJMPJUPP MOVA，#06H D200MS:PUSH DPH AJMP SOW1 PUSHDPL SOW:MOVA，#5BH MOV 09H，#15 SOW1:MOV SBUF，A DEL2:MOV R0，#10H MOVP1，#0EFH ACALL DIS1 ACALL DELAY DEC 09HMOV A，09HMOV 1BH，BJNZ DEL2 ESPX0:NOPPOP DPL NOPPOP DPH POP ACCRET NOP READ:CLR A RETIMOVCA，@A+DPTRITT0:NOPINC DPTR PUSHACCRET MOVTH0，#3CH EXX0:NOP MOV TL0，#0B0HINC 66H DJNZR3，ESPT0PUSHACC MOV R3，#100MOV A，R2 ACALL JSMBXRL A，#6 ACALL JSMBBJZ ESSX0 JB 6，KK3NOP NOPAJMPESPX0 JB 5，KK1 ESSX0:NOP NOPNOP ACALL JSKSJB 1，XUNSHI NOPMOV TH1，#0 JB 4，KK2MOV TL1，#0 NOPMOV 08H，#0 AJMPKK3SETBTR1 KK2:NOPSETB1 ACALL SHJSAJMPESPX0 KK1:NOP XUNSHI:NOP ACALL JSDDCLR TR1 KK3:DJNZR4，ESPT0CLR 1 MOV R4，#6ACALL JSS2INC 51HACALL DIVDMOV A，51HMOV 08H，#0 XRL A，#60MOV A，0BHJNZ NTT3MOV B，#100 MOV 51H，#0DIV ABMOV 12H，#0JZ XSHI MOV 13H，#0MOV 19H，AINC 50HAJMPXSHI1 MOV A，50H XSHI:MOV 19H，#12 XRL A，#24 XSHI1:NOP JNZ NTT4MOV A，B MOV 50H，#0MOV B，#10MOV 10H，#0DIV ABMOV 11H，#0MOV 1AH，AAJMPESPT0 NTT3:MOVA，51H DIVABMOVB，#10 MOV12H，ADIVAB MOV13H，BMOV12H，A AJMP ESPX1MOV13H，B KDD1:MOV51H，#0AJMP ESPT0 MOV12H，#0 NTT4:MOVA，50H MOV13H，#0MOVB，#10 AJMP ESPX1DIVAB KAD1:NOPMOV10H，A NOPMOV11H，B CJNE R2，#2，KAD3 ESPT0:NOP INC50HNOPMOVA，50HPOPACC XRLA，#24RETI JZ KDD2EXX1:NOP MOVA，50HPUSH ACC MOVB，#10ACALLDELAY DIVABJNB0，KEY MOV10H，ACLR0 MOV11H，BCLRTR1 AJMP ESPX1CLRP3，7 KDD2:MOV50H，#0 ESP1:NOPMOV10H，#0NOPMOV11H，#0AJMP ESPX1 AJMP 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A，0FHINC 6EH MOV 09H，AINC 6EH MOV A，0AHMOV R5，#50 SUBB A，0EH LOP4 :MOV R0，6EH ANL C，/F0MOV 6FH，#0DFH JC DVD3MOV DPTR，#TAB2 MOV 0AH，A CX3: MOV A，@R0 MOV A，09HMOVC A，@A+DPTR MOV 0BH，AMOV SBUF，A INC 0DHMOV A，6FH DVD3:DJNZB，DVD2MOV P1，AMOV A，0CHACALL DELAY MOV 0AH，AMOV A，6FH MOV A，0DHRR AMOV 0BH，AJNB ACC.3，ESP3 RETINC R0 JSS2:MOV A，08HMOV 6FH，A MOV B，#131AJMP CX3 MUL AB ESP3:NOP MOV 0EH，BNOP MOV 0FH，ADJNZ R5，LOP4 MOV A，TH1NOP RRC ARET ADD A，0FH DIVD:MOV 0BH，#0 JNC JSS5 MOV 0CH，#0 INC 0EH MOV 0DH，#0EAH JSS5:MOV 0FH，A MOV 0EH，#60HRET DVD1:MOV B，#10H DELAY:MOV R7，#0 DVD2:CLR C LOP:NOP MOV A，0DH NOP RLC A DJNZ R7，LOP MOV 0DH，A RET MOV A，0CH TAB1:DB 0FCH，49H，0FCH，0B1H，0FDH RLC A DB0DEH，0FDH，37H，0FDH，82H MOV 0CH，A DB0FDH，0C8H，0FEH，09H，0FEH MOV A，0BH DB27H，0FEH，59H，0FEH，86H RLC A DB0FEH，9AH，0FEH，0C2H，0FEH MOV 0BH，A DB0E5H，0FFH，03H，0FFH，11H XCH A，0AH DB0FFH，2EH，0FFH，46H，0FFH RLC A DB50H，0FFH，64H，0FFH，75H XCH A，0AH DB0FFH，85H MOV F0，C TAB2:DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H CLR C 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权利要求
一种有效睡眠测定控制器，以HK2000-A型数字脉搏传感器和AT89C2051单片机为核心设计，其特征是通过数字脉搏传感器采集睡眠者从浅睡眠向有效睡眠过渡时脉搏频率开始变慢的信号，并转化成数字信号送入单片机进行数据处理，利用程序软件启动控制器中的定时器开始计时，同时和睡眠者提前预设的按键定时时间进行比较，当二者达到同步时发出报警信号唤醒睡眠者。
全文摘要
一种有效睡眠时间测定控制器，是根据人体从浅睡眠向深睡眠(有效睡眠)过渡时，脉搏搏动频率会变慢的现象，利用HK2000-A集成化数字脉搏传感器，将采集到的睡眠者脉搏频率变化信号转化成数字信号，送入AT89C2051单片机进行数据处理，系统随即启动控制器中的定时器开始计时，并同时和睡眠者提前设定好的按键定时时间进行比较，当二者达到同步时控制器发出报警信号唤醒睡眠者。使人体在保证一定的有效睡眠时间的前提下，最大限度的节省时间。既有利于人体通过有效睡眠迅速恢复体能，又有利于人们能够挤出更多的时间应对繁忙的工作。
文档编号A61M21/00GK101380498SQ200810074328
公开日2009年3月11日 申请日期2008年2月12日 优先权日2008年2月12日
发明者超 卢, 筠 刘, 潘宏利, 史尔东, 鲍秀樟 申请人:陕西理工学院