一种睡眠保障系统及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种睡眠保障系统及其控制方法。人在欲睡时会因故失眠或在睡着时因故出现呼吸暂停等意外。本发明包括卧具、处理器、助眠机构、数据采集机构以及叫醒机构，所述数据采集机构包括一数据转换器、与所述数据转换器连接的振动感应组件和鼾声感应器，所述处理器通过所述数据转换器接收所述振动感应组件信号并控制所述助眠机构，所述处理器通过所述数据转换器接收所述鼾声感应器信号并控制所述叫醒机构。在卧室中安装睡眠保障系统，通过对使用者的各项体征数据进行实时监控，并辨别使用者的睡眠状态，能在发现异常状况时，及时采取干预或救治措施，确保使用者具有高质量的睡眠，有效防止使用者在睡眠时发生意外，保证使用者睡眠质量。
【专利说明】一种睡眠保障系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种睡眠保障系统，具体涉及一种保障睡眠质量的系统以及控制方 法。
【背景技术】
[0002] 睡眠状态是人体健康的晴雨表，也是人体自身恢复和调节的重要过程。人在睡眠 过程中难免出现失眠、打鼾等状况，其中，失眠是人们对睡眠时间和质量不满足并影响白天 社会功能的一种主观体验，包括入睡困难、时常觉醒以及晨醒过早，可引起人的疲劳感、反 应迟缓、头痛、记忆力不集中等症状，严重时会导致精神分裂。当人长时间处于失眠状态时， 人体机能状态和精神状态都会受到极大影响，极大影响日常生活；而打鼾是由睡姿错误进 而使得呼吸通道变窄引起的，重度打鼾会使呼吸反复暂停，造成大脑、血液严重缺氧，形成 低血氧症，进而诱发高血压、脑心病、心率失常、心肌梗死、心绞痛，当夜间呼吸暂停时间超 过120秒时甚至会发生猝死，对健康影响极大。在日常生活中，一方面，人们往往容易忽视 失眠和打鼾对人体健康的影响，使得人们由于睡眠质量差而长期处于亚健康状态，另一方 面，人们在睡眠过程中处于无意识状态，使得人们无法感知自身健康状况，进而导致人体突 然出现呼吸暂停现象时无法及时采取有效自救措施，容易造成诸多连锁症状，更有甚者付 出生命代价。目前，与睡眠密切相关的卧具着重躺卧时的舒适性及支撑性，尚无有效地防止 失眠、防止严重打鼾时抑制呼吸的解决方案。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术的不足，本发明提供一种睡眠保障系统及其控制方法，实时监 控人体睡眠状态，在出现异常情况时及时采取针对性措施加以解决，保证睡眠质量。
[0004] 本发明通过以下方式实现：一种睡眠保障系统，所述系统包括卧具、处理器、助眠 机构、安装在所属卧具内的数据采集机构以及叫醒机构，所述数据采集机构包括一数据转 换器、与所述数据转换器连接的振动感应组件和鼾声感应器，所述处理器通过所述数据转 换器接收所述振动感应组件信号并控制所述助眠机构，所述处理器通过所述数据转换器接 收所述鼾声感应器信号并控制所述叫醒机构。在卧室中安装睡眠保障系统，当使用者躺在 卧具上处于睡眠状态时，利用数据采集机构采集使用者的各项体征数据，再利用处理器实 现数据实时监测，并根据检测到的数据来辨别使用者是否处于失眠状态或呼吸暂停状态等 异常状况，进而通过驱动对应的助眠机构或叫醒机构进行干预或救治。一方面，使用者能通 过助眠机构快速进入睡眠状态，有效提高睡眠质量，另一方面，系统能在使用者出现意外情 况时通过叫醒机构促使其从睡眠状态中醒来，进而保证使用者睡眠安全。
[0005] 作为优选，所述处理器为一手持移动装置，所述处理器、数据转换器、助眠机构以 及叫醒机构间均通过wifi模块实现通讯连接。手持移动设备可以为手机或平板电脑，也可 以是与所述系统配套的独立功能设备，各机构部件与处理器件均通过wifi模块实现通讯连 接，利用了 wifi数据传输速度快、信号覆盖范围大的特点，确保处理器能及时控制分散在卧 式内的各个机构部件。
[0006] 作为优选，所述卧具包括一床托以及一叠置在所述床托上方的床垫，所述床垫包 括若干圆柱弹簧以及织物外罩，所述数据转换器安置于一内设空腔的罐体中，所述罐体与 所述圆柱弹簧轮廓匹配并相互配合地排列形成一布满床垫的矩阵簧体，所述罐体位于所述 矩阵簧体的一直角端，所述织物外罩整体包裹所述矩阵簧体。原有的床垫是由若干柱状弹 簧规则排列形成的矩阵簧体，而本技术方案中，将安装数据转换器的罐体替换掉一个位于 矩阵簧体一个直角端上的柱状弹簧，既不会对原有的矩阵簧体的舒适度产生影响，还能将 罐体隐藏在床垫内，有效利用卧具中的结构空间；为了防止使用者因挤压床垫而触碰到内 置的罐体，所以将罐体安装在人躺卧时接触较少的所述矩阵簧体直角端上，有效防止使用 者因触碰罐体而感到不适的情况。
[0007] 作为优选，所述振动感应组件呈条状且水平横置在所述矩阵簧体上表面并被所述 织物外罩包裹定位，所述振动感应组件长度与所述床垫宽度匹配，所述数据转换器通过一 导线接收来自所述振动感应组件信号，再通过所述wifi模块发送至所述处理器，所述振动 感应组件包括一心跳频率感应器、一呼吸频率感应器以及一翻身次数感应器，所述心跳频 率感应器和呼吸频率感应器的感应区域均为其上方5-20厘米区间。横穿整个床垫的条状 振动感应组件能应对使用者在床垫上翻滚并靠近床垫边缘的情况，有效扩大振动感应组件 的数据收集范围，振动感应组件的位置与使用者躺卧时心脏位置匹配，有效提高振动感应 组件的数据采集精度；织物外罩起到包裹矩阵簧体的作用，有效防止使用者与矩阵簧体直 接接触，并有效提高使用者的使用舒适度，此外，织物外罩还与矩阵外罩一起夹持固定振动 感应组件，既有利于隐藏、保护振动感应组件，还能确保振动感应组件不会因使用者触碰而 偏离工位；心跳频率感应器、呼吸频率感应器和翻身次数感应器均集成设置在条状的振动 感应组件上，由于使用者在床垫上躺卧或侧卧时，人体心肺位置均位于所述振动感应组件 上方5-20厘米的区间内，所以优选设置此参数，以便于心跳频率感应器、呼吸频率感应器 采集数据。所述心跳频率感应器用于收集使用者心跳频率信号，所述呼吸频率感应器用于 收集使用者呼吸频率信号，所述翻身次数感应器用于收集使用者翻身次数信号。
[0008] 作为优选，所述鼾声感应器安装在所述矩阵簧体首段上表面并被所述织物外罩包 裹定位，所述数据转换器通过一导线接收来自所述鼾声感应器信号，再通过所述wifi模块 发送至所述处理器。使用者躺在床垫上时，其头部位于矩阵簧体首段上方，且鼾声的发生部 位于靠近头部的呼吸气道内，所以鼾声感应器优选设置在离发生部位较近的位置，有利于 其收集鼾声信号；鼾声感应器采用声音感应原理，并被织物外罩和矩阵簧体夹持固定，起到 隐藏、保护鼾声感应器的作用，织物外罩存在较多间隙，对鼾声的传递减弱效果可以忽略不 计。
[0009] 作为优选，所述助眠机构包括助眠气体发散器、发声器、温度调节器、湿度调节器、 二氧化碳监测器、空气净化器中的一种或多种。通过上述设备可以使得助眠机构为卧室提 供适当的助眠气体、催眠音乐、温度、湿度、二氧化碳浓度，使得使用者快速进入睡眠状态。 [0010] 作为优选，所述叫醒机构包括一安装在所述罐体中的控制器、一安装在所述床托 上的分体式床板、一驱动所述分体式床板摆动的驱动组件以及一安装在所述分体式床板上 的刺激件，所述驱动组件和刺激件均受所述控制器控制，所述分体式床板包括若干块活动 板组成，靠近所述床垫首段的第一活动板可作预设角度摆动，所述预设角度为15°至45° 之间。处理器通过wifi模块与所述控制器联通，进而控制驱动组件和刺激件；可局部活动的 分体式床板能在使用者出现呼吸暂停时起到调整使用者睡姿的作用，利用第一活动板来抬 起使用者头部及胸部，使得被挤压变窄的呼吸气道得到复原，通过改变使用者的睡眠姿势， 来保证使用者能在睡眠时保持顺畅的呼吸；所述刺激件用于唤醒处于睡眠状态的使用者， 对可能在睡眠时产生的威胁使用者生命的突发状况及时采取应急措施。
[0011] 本发明的控制方法通过以下方式实现：所述振动感应组件包括用于收集呼吸频率 信号的呼吸频率感应器，上述信号被传输至数据转换器中，所述数据转换器对信号进行过 滤、模数转换处理，并通过wifi模块发送至处理器中，所述处理器对上述信号进行对比、处 理： (1)所述处理器针对助眠的处理 当所述处理器接收呼吸频率信号后，通过Wifi模块激活助眠机构；由于人体在进入睡 眠状态之前，呼吸频率是紊乱的，具有差异性，且随着睡眠的深入而变得平稳、规律，当所述 处理器接收至少连续15次间隔相同的呼吸频率信号后，所述处理器通过wifi模块延迟关闭 所述助眠机构；所述的延迟关闭时间可以由使用者预先在处理器上设定，也可以设置成整 晚开启模式，以助于使用者获得更好的睡眠体验。
[0012] (2)所述处理器针对叫醒的处理 预先设置一呼吸间隔预设值，所述呼吸间隔预设值在15-60秒之间，处理器根据接收 到的呼吸频率信号来计算呼吸间隔实际值： a、 当呼吸间隔实际值小于呼吸间隔预设值时，人体处于正常的呼吸状态，叫醒机构处 于休眠状态； b、 当呼吸间隔实际值大于等于呼吸间隔预设值且呼吸间隔实际值小于60秒时，表明 人体出现了呼吸暂停现象，此时，所述处理器需要对人体进行自动干预，通过wifi模块激活 叫醒机构，并驱动分体式床板抬升，抬升的分体式床板能迫使人体睡姿发生改变，进而缓解 呼吸暂停现象。在此后的1-3分钟内，处理器持续监测信号数据，若呼吸间隔实际值回落 至小于呼吸间隔预设值，表面呼吸暂停现象消失，无需系统继续干预，所述处理器就会通过 控制器驱动分体式床板回落，使得使用者继续睡觉；若呼吸间隔实际值依然大于等于呼吸 间隔预设值，表明呼吸暂停现象没有消失，则通过刺激件进行叫醒动作，防止使用者出现意 夕卜，在叫醒过程中，所述刺激件进行持续叫醒动作，直至使用者醒来并通过人工操作处理器 的方式来停止刺激件的动作； c、 当呼吸间隔实际值大于60秒时，表面使用者随时都有窒息危险，所述处理器通过控 制器驱动所述刺激件持续进行叫醒动作，并向外发送警报信号。此种情况下，分体式床板抬 起和刺激件动作同时进行；所述处理器向外发送警报信号，包括电话短信通知家人或社会 应急机构；所述刺激件通过人工操作处理器来停止叫醒动作。
[0013] 所述振动感应组件包括用于收集心跳频率信号心跳频率感应器，心跳频率信号通 过数据转换器发送至处理器中，所述处理器对接收的心跳频率实际值进行对比、处理，并预 先设置一心跳频率预设范围： a、当心跳频率实际值小于所述心跳频率预设范围下限值时，人体容易出现猝死的情 况，所述处理器驱动所述刺激件持续进行叫醒动作，并向外发送警报信号；所述刺激件通过 人工操作处理器来停止叫醒动作； b、使用者在睡眠状态中作噩梦时，会严重影响睡眠质量，心跳频率也会随着思想波动 而提高，当心跳频率实际值大于所述心跳频率预设范围上限值时，所述处理器驱动所述刺 激件持续进行叫醒动作，使得使用者及时脱离噩梦困扰，直至其苏醒，并通过人工操作处理 器的方式来停止刺激件的叫醒动作，进而通过再次入睡来提高睡眠质量。
[0014] 所述振动感应组件包括一用于收集翻身次数信号的翻身次数感应器，所述鼾声感 应器用于收集鼾声频率信号，所述呼吸频率信号、心跳频率信号、翻身次数信号以及鼾声频 率信号均通过所述处理器外送至一云端服务器进行归档、整理，通过对一段时间内收集的 数据进行分析来为使用者提供睡眠健康报告，并在专业医生的指导下对睡眠中可能出现的 意外情况进行先期预防和治疗，并为使用者提供较好的睡眠体验。
[0015] 本发明的突出有益效果：在卧室中安装睡眠保障系统，通过对使用者的各项体征 数据进行实时监控，并辨别使用者的睡眠状态，能在发现异常状况时，及时采取干预和救治 措施，确保使用者具有高质量的睡眠，还能有效防止使用者在睡眠时发生意外，保证使用者 睡眠安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本发明的模块结构示意图； 图2为控制器和数据转换器共用wifi模块时的模块结构示意图； 图3为床托和床垫主视图； 图4为A-A'剖面结构不意图； 图5为B-B'剖面结构示意图； 图6为第一活动板被抬升时的结构示意图； 图中：1、床垫，2、床托，3、织物外罩，4、数据转换器，5、罐体，6、圆柱弹簧，7、矩阵簧体， 8、控制器，9、第一活动板，10、刺激件，11、驱动组件，12、振动感应组件，13、鼾声感应器，14、 导线。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明的实质性特点作进一步的说明。
[0018] 如图1所示的一种睡眠保障系统，由卧具、处理器、助眠机构、内置于所述卧具的 数据采集机构以及叫醒机构组成，所述数据采集机构包括一数据转换器4、与所述数据转换 器4连接的振动感应组件12和鼾声感应器13,所述处理器通过所述数据转换器4接收所述 振动感应组件12信号并控制所述助眠机构，所述处理器通过所述数据转换器4接收所述鼾 声感应器13信号并控制所述叫醒机构；所述处理器为一手持移动装置，所述处理器、数据 转换器4、助眠机构以及叫醒机构间均通过wifi模块实现通讯连接；所述卧具包括一床托2 以及一叠置在所述床托2上方的床垫1 (如图3所示)，所述床垫1包括若干圆柱弹簧6以 及织物外罩3,所述数据转换器4安置于一内设空腔的罐体5中，所述罐体5与所述圆柱弹 簧6轮廓匹配并相互配合地排列形成一布满床垫1的矩阵簧体7,所述罐体5位于所述矩 阵簧体7的一直角端，所述织物外罩3整体包裹所述矩阵簧体7 ;所述振动感应组件12呈 条状且水平横置在所述矩阵簧体7上表面并被所述织物外罩3包裹定位(如图4所示)，所 述振动感应组件12长度与所述床垫1宽度匹配，所述数据转换器4通过一导线14接收来 自所述振动感应组件12信号，再通过所述Wifi模块发送至所述处理器，所述振动感应组件 12包括一心跳频率感应器、一呼吸频率感应器以及一翻身次数感应器，所述心跳频率感应 器和呼吸频率感应器的感应区域均为其上方5-20厘米区间；所述鼾声感应器13安装在所 述矩阵簧体7首段上表面并被所述织物外罩3包裹定位，所述数据转换器4通过一导线14 接收来自所述鼾声感应器13信号，再通过所述wifi模块发送至所述处理器。
[0019] 在实际操作中，所述处理器优选为使用者的手机或平板电脑等移动设备，因为这 些移动设备自身具备wifi模块，便于使用操作。在使用前，使用者需要预先在这些移动设备 中安装于系统匹配的应用程序，所述应用程序可实现接收人体体征数据、数据对比、助眠参 数预设、叫醒条件预设等功能，使得每个使用者可以根据自身情况来定制系统，提高系统的 适用人群。
[0020] 在实际操作中，所述助眠机构包括助眠气体发散器、发声器、温度调节器、湿度调 节器、二氧化碳监测器、空气净化器中的一种或多种，使用的设备可以根据使用者自身情况 或所处环境而定，例如：a、当使用者所处环境湿度较大时，则需使用湿度调节器，使得卧室 湿度适合人体入眠；b、当使用者喜欢听着有节奏的滴水声入眠时，可以在卧室内安装发声 器，进而诱导使用者尽快入眠。上述的设备可以是与系统匹配的专业设备，通过处理器进行 统一控制，也可以是使用者卧室中的现有设备，并通过对这些设备的控制改造来实现统一 控制。处理器对这些助眠机构的控制包括开关控制以及程度控制，例如处理器可以控制湿 度调节器开启、关闭以及维持室内湿度的一有助于使用者入眠的恒定值上，而所述的恒定 值可以为系统预设值或者是使用者根据自身情况而自己设定的预设值。优选方案为，助眠 机构的各电器均安装在一个助眠盒中，并与床垫1、床托2组成成套产品，即便于搬运使用， 还能确保助眠机构与处理器间的兼容性，保证助眠机构稳定运行。
[0021] 在实际操作中，所述心跳感应器和呼吸感应器的感应区域为均其上方5-20厘米 区间；此区间的设定是以使用者睡觉时心脏、胸肺等器官位置来定的，有利于心跳感应器和 呼吸感应器更好地收集人体体征数据，所以感应区域可以根据使用者自身情况而调节，均 应视为本发明的具体实施例。
[0022] 在实际操作中，所述数据转换器4和叫醒机构的控制器8均安置在所述罐体5中， 并公用一个wifi模块(如图2所示)，有效简化结构，所述罐体5为硬性材质，能起到保护上 述电器的作用，所述罐体5位于所述矩阵簧体7的一直角端(如图5所示)，且优选位于远离 使用者头部的一端，通过增加电器与人体头部间的距离来降低电磁辐射对人脑的损害。在 安装时，有两种方式：方式一，所述罐体5与所述圆柱弹簧6轮廓匹配并相互配合地排列形 成一布满床垫1的矩阵簧体7 ;方式二，所述罐体5插置安装在圆柱弹簧6的中空腔体内， 且罐体5高度小于处于被压缩状态的圆柱弹簧6高度，进而有效避免罐体5对躺卧的人体 产生不适感。上述两种安装方式，均应视为本发明的具体实施例。
[0023] 在实际操作中，所述叫醒机构包括一安装在所述罐体5中的控制器8、一安装在所 述床托2上的分体式床板、一驱动所述分体式床板摆动的驱动组件11以及一安装在所述分 体式床板上的刺激件10,所述驱动组件11和刺激件10均受所述控制器8控制，所述分体式 床板包括若干块活动板组成，与使用者头部对应的第一活动板9可作预设角度摆动(如图6 所示)。所述驱动组件11可以为多种形式的结构，实施例一：驱动组件11包括步进电机、一 端与第一活动板9连接的齿条，第一活动板9的一侧边缘可转动地轴接在第二活动板上，所 述步进电机通过齿轮与齿条配合实现第一活动板9以其一侧轴为中心进行摆动升降动作； 实施例二：驱动组件11包括气泵和气缸，第一活动板9的一侧边缘可转动地轴接在第二活 动板上，所述气缸固定在床托2上，活塞杆的一端与第一活动板9连接，通过伸缩气缸实现 第一活动板9以其一侧轴为中心进行摆动升降动作；实施例三：驱动组件11包括固接在床 托2上的电机、固接在第一活动板9下方的扇形齿盘，所述电机通过齿轮驱动扇形齿盘旋转 并带动第一活动板9摆动升降；只要能在控制器8的控制下实现床板升降，均应视为本发明 的具体实施例。
[0024] 在实际操作中，第一活动板9可以在摆动抬升至15° -45°，使得使用者在发生呼 吸暂停时利用抬升的第一活动板9来改变睡姿，具体的抬升角度可以有使用者预设在处理 器中设置，进而使得睡姿改变效果更佳。
[0025] 在实际操作中，所述刺激件10用于叫醒处于睡眠状态的使用者，刺激件10的形式 可以多样化，并根据使用者叫醒的难易程度而定，例如刺激件10可以为振动器、声光发音 器、加热器、物理拍打器等，可以任意一种或多种组合，以实现叫醒功能。所述刺激件10的 安装位置可以根据个人情况而调整，只要具有叫醒效果，且对人体无害的刺激件10形式， 均应成为本发明的具体实施例。
[0026] 在实际操作中，所述罐体5中设有可充电电池，电池为数据转换器4和控制器8提 供稳定长效的电源，电池通过外联的电源线充电，所述数据转换器4通过导线14为振动感 应组件12和鼾声感应器13供电。为了避免系统因处理器(移动设备)电池耗尽而无法正常 工作的风险，优选方案，在床垫1边预设与处理器匹配的充电座，通过给处理器充电来确保 其整晚正常工作。
[0027] 一种睡眠保障系统的控制方法，所述控制方法包括：所述振动感应组件12包括一 用于收集呼吸频率信号的呼吸频率感应器、一用于收集心跳频率信号的心跳频率感应器以 及一用于收集翻身次数信号的翻身次数感应器，所述鼾声感应器13用于收集鼾声频率信 号，上述信号被传输至数据转换器4中，所述数据转换器4对信号进行过滤、放大、模数转换 处理，并通过wifi模块发送至处理器中，所述处理器对上述信号进行对比、处理： (1)所述处理器针对呼吸频率信号的处理 当所述处理器接收呼吸频率信号后，通过wifi模块激活助眠机构；由于人体在进入睡 眠状态之前，呼吸频率是紊乱的，具有差异性，且随着睡眠的深入而变得平稳、规律，当所述 处理器接收至少连续15次间隔相同的呼吸频率信号后，所述处理器通过wifi模块延迟关闭 所述助眠机构；所述的延迟关闭时间可以由使用者预先在处理器上设定，也可以设置成整 晚开启模式，以助于使用者获得更好的睡眠体验。
[0028] 预先设置一呼吸间隔预设值，所述呼吸间隔预设值在15-60秒之间，处理器根据 接收到的呼吸频率信号来计算呼吸间隔实际值： a、 当呼吸间隔实际值小于呼吸间隔预设值时，人体处于正常的呼吸状态，叫醒机构处 于休眠状态； b、 当呼吸间隔实际值大于等于呼吸间隔预设值且呼吸间隔实际值小于60秒时，表明 人体出现了呼吸暂停现象，此时，所述处理器需要对人体进行自动干预，通过wifi模块激活 叫醒机构，并驱动分体式床板抬升，抬升的分体式床板能迫使人体睡姿发生改变，进而缓解 呼吸暂停现象。在此后的1-3分钟内，处理器持续监测信号数据，若呼吸间隔实际值回落至 小于呼吸间隔预设值，表面呼吸暂停现象消失，无需系统继续干预，所述处理器就会通过控 制器8驱动分体式床板回落，使得使用者继续睡觉；若呼吸间隔实际值依然大于等于呼吸 间隔预设值，表明呼吸暂停现象没有消失，则通过刺激件10进行叫醒动作，防止使用者出 现意外，在叫醒过程中，所述刺激件10进行持续叫醒动作，直至使用者醒来并通过人工操 作处理器的方式来停止刺激件的动作； c、当呼吸间隔实际值大于60秒时，表面使用者随时都有窒息危险，所述处理器通过控 制器8驱动所述刺激件10持续进行叫醒动作，并向外发送警报信号。此种情况下，分体式 床板抬起和刺激件动作同时进行；所述处理器向外发送警报信号，包括电话短信通知家人 或社会应急机构；所述刺激件通过人工操作处理器来停止叫醒动作。
[0029] (2)所述处理器针对心跳频率信号的处理 所述处理器对上述信号进行对比、处理，由于使用者不同，其自身体征情况也不同，使 用者可以根据自身情况预先设置一心跳频率的预设范围： a、 心跳频率实际值小于所述心跳频率预设范围下限值时，表示人体心跳频率过慢，人 体容易出现猝死的风险，为了确保使用者睡眠安全，所述处理器通过控制器8驱动所述刺 激件10持续进行叫醒动作，并向外发送警报信号； b、 使用者在睡眠状态中作噩梦时，会严重影响睡眠质量，心跳频率也会随着思想波动 而提高，当心跳频率实际值大于所述心跳频率预设范围上限值时，所述处理器驱动所述刺 激件10持续进行叫醒动作，使得使用者及时脱离噩梦困扰，直至其苏醒，并通过人工操作 处理器的方式来停止刺激件10的叫醒动作，进而通过再次入睡来提高睡眠质量。
[0030] 在实际操作中，所述刺激件10由于刺激件10需要通过人工操作处理器的方式来 停止叫醒动作，刺激件10被开启后，会对使用者进行持续的叫醒动作，只有使用者被叫醒 或者有其他人员来救助时通过人工操作处理器的方式来关闭刺激件10的叫醒动作，确保 叫醒机构的叫醒效率。优选方案，所述刺激件10的叫醒动作的幅度、频率、程度可以随着叫 醒动作持续时间的延长而增加，进一步提高叫醒效率。
[0031] 在实际操作中，遇到需要向外发送警报信号的情形时，向外发送的对象可以为多 种，优选为能及时对使用者采取救助措施的人，例如家人、急救机构等，优选采用电话、短信 方式，并在刺激件10没有被人为关闭前持续外送警报信号。
[0032] 在实际操作中，所述呼吸频率信号、心跳频率信号、翻身次数信号以及鼾声频率信 号均通过所述处理器外送至一云端服务器进行归档、整理、分析，并根据积累的数据回馈睡 眠状态诊断。所述处理器外送的途径优选为网络，云端服务器会为每个使用者建立具有独 立数据档案的睡眠日记，并针对每位使用者的数据来分析得出睡眠健康报告，针对疑似睡 眠障碍的案例送检至专业医疗机构进行诊断，并给出具体的治疗建议和方案。所述睡眠健 康报告、治疗建议和方案均通过网络回发至处理器中，方便使用者及时了解自身睡眠状态。
【权利要求】
1. 一种睡眠保障系统，其特征在于所述系统包括卧具、处理器、助眠机构、安装在所述 卧具内的数据采集机构以及叫醒机构，所述数据采集机构包括一数据转换器（4)、与所述数 据转换器（4)连接的振动感应组件（12)和鼾声感应器（13)，所述处理器通过所述数据转换 器（4)接收所述振动感应组件（12)信号并控制所述助眠机构，所述处理器通过所述数据转 换器（4)接收所述鼾声感应器（13)信号并控制所述叫醒机构。
2. 根据权利要求1所述的一种睡眠保障系统，其特征在于所述处理器为一手持移动装 置，所述处理器、数据转换器（4)、助眠机构以及叫醒机构间均通过wifi模块实现通讯连接。
3. 根据权利要求2所述的一种睡眠保障系统，其特征在于所述卧具包括一床托（2)以 及一叠置在所述床托（2 )上方的床垫（1 )，所述床垫（1)包括若干圆柱弹簧（6 )以及织物外 罩（3)，所述数据转换器（4)安置于一内设空腔的罐体（5)中，所述罐体（5)与所述圆柱弹簧 (6)轮廓匹配并相互配合地排列形成一布满床垫（1)的矩阵簧体（7)，所述罐体（5)位于所 述矩阵簧体（7)的一直角端，所述织物外罩（3)整体包裹所述矩阵簧体（7)。
4. 根据权利要求3所述的一种睡眠保障系统，其特征在于所述振动感应组件（12)呈 条状且水平横置在所述矩阵簧体（7)上表面并被所述织物外罩（3)包裹定位，所述振动感 应组件（12)长度与所述床垫（1)宽度匹配，所述数据转换器（4)通过一导线（14)接收来自 所述振动感应组件（12)信号，再通过所述wifi模块发送至所述处理器，所述振动感应组件 (12)包括一心跳频率感应器、一呼吸频率感应器以及一翻身次数感应器，所述心跳频率感 应器和呼吸频率感应器的感应区域均为其上方5-20厘米区间。
5. 根据权利要求4所述的一种睡眠保障系统，其特征在于所述鼾声感应器（13)安装在 所述矩阵簧体（7 )首段上表面并被所述织物外罩（3 )包裹定位，所述数据转换器（4 )通过一 导线（14)接收来自所述鼾声感应器（13)信号，再通过所述wifi模块发送至所述处理器。
6. 根据权利要求5所述的一种睡眠保障系统，其特征在于所述助眠机构包括助眠气体 发散器、发声器、温度调节器、湿度调节器、二氧化碳监测器、空气净化器中的一种或多种。
7. 根据权利要求5所述的一种睡眠保障系统，其特征在于所述叫醒机构包括一安装在 所述罐体（5)中的控制器（8)、一安装在所述床托（2)上的分体式床板、一驱动所述分体式 床板摆动的驱动组件（11)以及一安装在所述分体式床板上的刺激件（10)，所述驱动组件 (11) 和刺激件（10)均受所述控制器（8)控制，所述分体式床板包括若干块活动板组成，靠 近所述床垫（1)首段的第一活动板（9)可作预设角度摆动，所述预设角度为15°至45°之 间。
8. -种睡眠保障系统的控制方法，其特征在于所述控制方法包括：所述振动感应组件 (12) 包括用于收集呼吸频率信号的呼吸频率感应器，上述信号被传输至数据转换器（4)中， 所述数据转换器（4)对信号进行过滤、模数转换处理，并通过wifi模块发送至处理器中，所 述处理器对上述信号进行对比、处理： (1) 所述处理器针对助眠的处理 当所述处理器接收呼吸频率信号后，通过wifi模块激活助眠机构；之后，当所述处理器 接收至少连续15次间隔相同的呼吸频率信号后，所述处理器通过wifi模块延迟关闭所述助 眠机构； (2) 所述处理器针对叫醒的处理 预先设置一呼吸间隔预设值，所述呼吸间隔预设值在15-60秒之间，所述处理器根据 接收到的呼吸频率信号来计算呼吸间隔实际值： a、 当呼吸间隔实际值小于呼吸间隔预设值时，叫醒机构处于休眠状态； b、 当呼吸间隔实际值大于等于呼吸间隔预设值且呼吸间隔实际值小于60秒时，所述 处理器通过wifi模块激活叫醒机构，并驱动分体式床板抬升，并在1-3分钟内持续监测信 号数据：若呼吸间隔实际值回落至小于呼吸间隔预设值，则所述处理器通过控制器（8)驱 动分体式床板回落；若呼吸间隔实际值依然大于等于呼吸间隔预设值，则通过刺激件（10) 进行叫醒动作，所述刺激件（10)进行持续叫醒动作，并通过人工操作处理器来停止叫醒动 作； c、 当呼吸间隔实际值大于60秒时，所述处理器通过控制器（8)驱动所述刺激件（10)持 续进行叫醒动作，并向外发送警报信号；所述刺激件（10)通过人工操作处理器来停止叫醒 动作。
9. 根据权利要求8所述的一种睡眠保障系统的控制方法，其特征在于所述振动感应组 件（12)包括一用于收集心跳频率信号的心跳频率感应器，所述心跳频率信号通过数据转换 器（4)发送至处理器中，所述处理器对接收的心跳频率实际值进行对比、处理，并预先设置 一心跳频率预设范围： a、 当心跳频率实际值小于所述心跳频率预设范围下限值时，所述处理器驱动所述刺激 件（10)持续进行叫醒动作，并向外发送警报信号；所述刺激件（10)通过人工操作处理器来 停止叫醒动作； b、 当心跳频率实际值大于所述心跳频率预设范围上限值时，所述处理器驱动所述刺激 件（10)持续进行叫醒动作，并通过人工操作处理器来停止叫醒动作。
10. 根据权利要求9所述的一种睡眠保障系统的控制方法，其特征在于所述振动感应 组件（12)包括用于收集翻身次数信号的翻身次数感应器，所述鼾声感应器（13)用于收集 鼾声频率信号，所述呼吸频率信号、心跳频率信号、翻身次数信号以及鼾声频率信号均通过 所述处理器外送至一云端服务器进行归档、整理、分析，并根据积累的数据回馈睡眠状态诊 断。
【文档编号】A61B5/0205GK104188638SQ201410456131
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】陈阿裕 申请人:喜临门家具股份有限公司