本发明属于人工智能领域，具体涉及一种基于睡眠监测信号的智能开关。
背景技术：
随着信息时代的高速发展，人们对生活品质的要求不断提高，有更多的家庭、酒店等需要智能家居设备来满足人们的要求。就住宅开关而言，大都是需要人为主动干预触发的机械式开关，缺点是：第一，需要人为操作，费时费力，当人们躺在床上困意来时还要起床去关灯，影响睡眠质量；第二，在酒店中经常有客人睡着了忘记关灯，浪费能源。为此，从人们的睡眠体验及节能省电的角度出发，让智能生活走进每个人的日常休息生活中，具有重要的意义。
目前市面上的智能家居设备，主要针对语音识别以及手机端app进行操控各种家用电器设备，都属于人为主动干预范围。专利zl.201610129601.1提出一种辅助睡眠的智能家居系统，其中控制器通过若干预设置的计划时间，控制智能照明灯的开关以及智能窗帘的遮盖区域。该专利需要预先设置时间，不能灵活根据实际情况进行调整。专利zl.201620027739.6提出一种压敏传感式人体监测系统控制的播放设备，该设备主要监测人体动作信息，即通过人体对寝具的作用力来判断是否翻身从而推测是否入眠，来控制播放器的开关，这种监测方式还不够精确，在实际使用过程中存在一定误差，而且随着使用时间的推移，压敏传感器的灵敏度也会受影响。因此，需要设计一种更加精确的智能开关，用于控制各种家电设备，提高生活品质以及节能节电。
技术实现要素：
本发明提供了一种基于睡眠监测信号的智能开关，克服了上述现有技术的不足，其能有效解决现有智能开关不够灵活、控制精度不高的问题。
一种基于睡眠监测信号的智能开关，其特征在于：由人机交互模块、数据采集模块、数据存储模块、主控模块和执行元器件组构成，所述人机交互模块制定相应的模式，所述数据采集模块检测人体动脉振动值，并以无线传输方式将人体动脉振动值传入数据存储模块，所述主控模块与数据存储模块连接，读入人体动脉振动值，基于人体动脉变化率实时分析人体的睡眠情况，记录睡眠数据，并将睡眠数据与人机交互模块所制定的相应模式进行对比，根据对比结果产生相应的控制策略，并向执行元器件组发出控制信号，所述执行元器件组收到信号后对家电进行控制。
所述人机交互模块是手机app，由各种模式设定界面组成，手机app分为android和ios两种系统，通过wifi或移动蜂窝数据与主控模块通信。
所述人机交互模块是现场控制界面，由定制平板组成内置android系统嵌入制定的界面程序。
所述数据采集模块包括电源模块、压电薄膜传感器、模/数转换模块和无线传输模块。
所述电源模块将交流电压经整流模块整流转换为直流电压，并经稳压器进行降压、稳压滤波后输出稳定电压，为压电薄膜传感器、数据转换模块及无线传输模块等供电；所述压电薄膜传感器为定制的监测人体动脉振动压力传感器，监测压力传感器的输出电压通过信号放大器进行转化；所述模/数转换模块将信号放大器采集的电压信号转换为数字信号；所述无线传输模块为数据发射装置，将转换的数字信号传输给主控模块。
所述数据存储模块包括无线接收模块、电源模块、硬盘，所述无线接收模块接收数据采集模块的数据，所述电源模块给主控模块和数据存储模块提供电源，所述硬盘实时存储数据采集模块发射的初始数据与主控模块处理后的有效数据。
所述主控模块包括嵌入式操作系统、核心cpu、内存条和代码，所述核心cpu通过周期扫描代码，输出对应的控制信号，所述代码汇总人机交互模块的输入设置和数据采集模块的采集数据，分析出被测客户处于何种状态，统计对应的时长，并将数据存储到数据存储模块，供人机交互模块调用数据查询功能。
所述执行元器件组包括远程继电器模块、串口模块、蓝牙模块和红外模块，所述远程继电器模块根据主控模块发出的控制信号，直接开启或关闭对应被控家电，所述串口模块、蓝牙模块和红外模块根据主控模块的控制信号与被控家电进行通信，实现对家电的控制。
所述模式包括睡前功能模式、睡后功能模式、醒后功能模式。
本发明有益效果：
1)本发明通过采集人体动脉振动变化率来智能控制开关，因为大多数人睡眠时只会穿着内衣，因此能够准确测量出人体动脉的振动变化率，这一生理指标相对于现有技术中的其他指标，能更加精确地反应出人体的睡眠状态，采用这个指标能提高智能开关的控制精度。
2)本发明所设计的智能开关使人们入眠前不必再对家电设备进行操作控制，入眠后也不必担心家电是否真正关闭，从而提高睡眠质量。
3)本发明所设计的智能开关能根据人体睡眠状况及时关闭不需要的家电，无论是对家庭还是酒店宾馆，都能起到节能节电的作用。
附图说明
图1是本发明所设计的智能开关组成示意图；
图2是人机交互模块具体结构示意图；
图3是数据采集模块示意图；
图4是数据存储模块示意图；
图5是主控模块示意图；
图6是智能开关控制流程图；
其中，1是人机交互模块，2是数据采集模块，3是数据存储模块，4是主控模块，5是执行元器件组，6是被控家电，1-a是智能开关，1-b是睡前功能模式，1-c是睡中功能模式，1-d是醒后功能模式，1-e是智能模式，1-f是定制模式，2-a是压电薄膜传感器，2-b是信号放大器，2-c是模/数转换模块，2-d是无线传输模块，3-a是云服务器，3-b是睡眠质量报告查询模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例提供的一种基于睡眠监测信号的智能开关，包括人机交互模块1、数据采集模块2、数据存储模块3、主控模块4、执行元器件组5和被控家电6，人机交互模块1制定相应的模式，数据采集模块2检测人体动脉振动值，并通过无线传输模块发送给数据存储模块3，主控模块4根据动脉振动变化率实时分析人体的睡眠情况，记录睡眠数据，将睡眠数据上传至客户端app，客户端app是数据显示窗口，并将睡眠数据与人机交互模块1所制定的相应模式进行对比，根据对比结果产生相应的控制策略，并向执行元器件组5发出控制信号，执行元器件组5收到信号后对家电6进行控制。
人机交互模块1是手机app，由各种模式设定界面组成，手机app分为android和ios两种系统，通过wifi或移动蜂窝数据与主控模块通信。
人机交互模块1是现场控制界面，由定制平板组成内置android系统嵌入制定的界面程序。
用户可以根据自身需求定制人机交互模块的各种模式，如图2所示，具体可包括是否开启智能开关1-a，定制睡前功能模式1-b、睡中功能模式1-c和醒后功能模式1-d，在这三个功能模式下还可根据客户需要选择智能模式1-e或者定制模式1-f，其中睡前功能模式1-b对应的定制模式1-f下可进行氛围灯的选择，睡中功能模式1-c对应的定制模式1-f下可对电视开关、空调开关、灯光开关进行控制，醒后功能模式1-d对应的定制模式1-f下可对电视开关、空调开关、灯光开关进行控制。
数据采集模2块包括电源模块、压电薄膜传感器2-a、模/数转换模块2-c和无线传输模块2-d，如图3所示。
电源模块将交流电压经整流模块整流转换为直流电压，并经稳压器进行降压、稳压滤波后输出稳定电压，为压电薄膜传感器2-a、模/数转换模块2-c及无线传输模块2-d等供电；压电薄膜传感器2-a为定制的监测人体动脉振动压力传感器，监测压力传感器的输出电压通过信号放大器2-b进行转化；模/数转换模块2-c将信号放大器2-b采集的电压信号转换为数字信号；无线传输模块2-d为数据发射装置，将转换的数字信号传输给主控模块4。
根据床垫的面积敷设定制的压电薄膜传感器2-a(750mm*250mm，量程10kg-100kg，精度0.5％)，以1800*2000*30的普通材质的床垫为例大约需要敷设6片压电薄膜传感器，其具有精度高、响应快等特性。大多数人睡眠时只会穿着内衣，因此能够准确的测量出人体动脉的振动的变化率，通过这一生理指标作为人体的睡眠状态的输入依据。
数据存储模3块包括无线接收模块、电源模块、硬盘，无线接收模块接收数据采集模块2的数据，电源模块给主控模块和数据存储模块提供电源，硬盘实时存储数据采集模块2发射的初始数据与主控模块处理后的有效数据，并实时上传至云服务器3-a，数据存储模块3还能随时为客户提供睡眠质量报告查询功能3-b。
主控模块4包括嵌入式操作系统、核心cpu、内存条和代码，核心cpu通过周期扫描代码，输出对应的控制信号，代码汇总人机交互模块的输入设置和数据采集模块2的采集数据，分析出被测客户处于何种状态，统计对应的时长，并将数据存储到数据存储模块3，供人机交互模块调用数据查询功能。
执行元器件组5包括远程继电器模块、串口模块、蓝牙模块和红外模块，远程继电器模块根据主控模块4发出的控制信号，直接开启或关闭对应被控家电6，串口模块、蓝牙模块和红外模块根据主控模块4的控制信号与被控家电6进行通信，实现对家电的控制。
智能开关的整体控制流程如图6所示。
被控家电在具体实施过程包括灯光、空调、电视、电控窗帘、插座等。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。