一种促进骨骼发育的智能助眠床垫的控制系统的制作方法

本发明涉及智能助眠床垫，更具体地说，本发明涉及一种促进骨骼发育的智能助眠床垫的控制系统。

背景技术：

1、床垫是为了保证消费者获得健康和舒适睡眠而使用的一种介于人体和床之间的物品，床垫材质繁多，不同材料制作的床垫能给人带来不同的睡眠效果，大致可分为弹簧床垫、海绵床垫、乳胶床垫以及棕榈床垫，近几年随着科技发展，还出现了具有智能助眠功能的智能床垫，智能床垫是一种能够针对人体睡眠习惯，整合多种优质和健康的睡眠原材料，经过科学的组合设计出不同软硬度的床垫，通常具有多种功能，如支撑、按摩以及空气流通，以提供更加舒适和健康的睡眠环境。

2、但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如智能床垫通常具有许多先进的功能，如睡眠监测、空气质量检测、按摩等，这些功能需要大量的智能构件和传感器，因此制造成本较高且容易出现故障，一些智能床垫可能会出现感应不灵敏、控制不精确等问题，影响了使用效果，由于智能床垫是一种新兴产品，许多消费者对其使用方法和注意事项并不了解，这可能导致一些不必要的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种促进骨骼发育的智能助眠床垫的控制系统，通过以下方案，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种促进骨骼发育的智能助眠床垫的控制系统，包括：

3、时间区域划分模块：通过等时间划分的方式将用户使用智能助眠床垫的睡眠时间划分为各监测时间，并将各监测时间依次标记为1、2……n。

4、睡眠数据采集模块：用于采集各监测时间用户的睡眠状态数据，通过安装在智能助眠床垫上的智能传感器对各监测时间用户的睡眠状态数据进行采集并记录，并将采集到的数据传输到睡眠数据分析模块。

5、睡眠数据分析模块：包括睡眠质量监测单元、睡眠体温监测单元、睡眠体动情况监测单元以及睡眠压力分布监测单元，用于接收睡眠数据采集模块传输的各监测时间用户的睡眠状态数据，并通过监测单元对应的数学模型进行分析，将分析结果传输到控制模块。

6、控制模块：包括床垫温度控制单元、床垫硬度控制单元以及床垫支撑力控制单元，用于接收睡眠数据分析模块传输的数据，将睡眠数据分析模块传输的数据与现有数据进行对比，并根据对比结果对智能助眠床垫发出控制指令。

7、控制优化指数计算模块：通过控制优化指数计算单元对智能助眠床垫发出的控制指令进行分析，计算得出控制优化指数，并将控制优化指数传输到反馈模块。

8、反馈模块：用于接收控制优化指数接收模块传输的控制优化指数，通过对控制优化指数进行分析，并根据分析结果进行反馈并记录，用户可以通过手机应用程序或床垫上的显示屏获取用户的睡眠状态数据和反馈结果。

9、优选的，所述睡眠数据采集模块用于采集各监测时间用户的总睡眠时间、深度睡眠时间、浅睡眠时间、体温、睡眠保暖系数、体动次数、体动幅度、体动持续时间、肩颈压力分布面积、腰部压力分布面积以及总压力分布面积，分别标记为si、di、bi、ci、ai、mi、fi、ti、ni、yi以及zi，其中i＝1、2……n，i表示第i个监测时间。

10、优选的，所述睡眠质量监测单元使用的数学模型为：ki表示第i个监测时间用户的睡眠质量监测值，si表示第i个监测时间用户的总睡眠时间，di表示第i个监测时间用户的深度睡眠时间，bi表示第i个监测时间用户的浅睡眠时间，δt表示第i个监测时间和表示第i-1个监测时间的时间差，μ1表示睡眠质量监测值的其他影响因子。

11、优选的，所述睡眠体温监测单元使用的数学模型为：wi表示第i个监测时间用户的睡眠体温监测值，ci表示第i个监测时间用户的体温，ai表示第i个监测时间用户的睡眠保暖系数，δt表示第i个监测时间和表示第i-1个监测时间的时间差，μ2表示睡眠体温监测值的其他影响因子。

12、优选的，所述睡眠体动情况监测单元使用的数学模型为：vi表示第i个监测时间用户的睡眠体动监测值，si表示第i个监测时间用户的总睡眠时间，mi表示第i个监测时间用户的体动次数，fi表示第i个监测时间用户的体动幅度，ti表示第i个监测时间用户的体动持续时间，μ3表示睡眠体动监测值的其他影响因子。

13、优选的，所述睡眠压力分布监测单元使用的数学模型为：pi表示第i个监测时间用户的睡眠压力分布值，ni表示第i个监测时间用户的肩颈压力分布面积，yi表示第i个监测时间用户的腰部压力分布面积，zi表示第i个监测时间用户的总压力分布面积，σ1表示用户的身体曲线系数，σ2表示用户的睡眠姿势影响系数，δt表示第i个监测时间和表示第i-1个监测时间的时间差，μ4表示睡眠压力分布值的其他影响因子。

14、优选的，所述床垫温度控制单元根据用户的睡眠质量和睡眠体温对床垫进行温度控制，当ki＞kmax且wi＜wmin时，对智能助眠床垫发出升温指令，当ki＜kmax且wi＞wmin时，对智能助眠床垫发出降温指令，并通过驱动冷热风循环运作，进行对床垫温度的控制；

15、所述床垫硬度控制单元根据用户的睡眠质量和睡眠体动情况对床垫进行硬度控制，当ki＞kmax且vi＜vmin时，对智能助眠床垫发出增加硬度指令，当ki＜kmax且vi＞vmin时，对智能助眠床垫发出减小硬度指令，并通过改变床垫底部弹簧应力，进行对床垫硬度的控制；

16、所述床垫支撑力控制单元根据用户的睡眠质量和睡眠压力分布情况对床垫进行支撑力控制，当ki＞kmax且pi＜pmin时，对智能助眠床垫发出增加支撑力指令，当ki＜kmax且pi＞pmin时，对智能助眠床垫发出减小支撑力指令，并通过改变放置在床垫表面的气囊压力来调节承托力的大小，进行对床垫支撑力的控制。

17、优选的，所述控制优化指数计算单元使用的数学模型为：ηi表示第i个监测时间的床垫控制优化指数，xwi表示第i个监测时间控制模块对床垫发出的温度控制值，xvi表示第i个监测时间控制模块对床垫发出的硬度控制值，xpi表示第i个监测时间控制模块对床垫发出的支撑力控制值，xwmax表示温度控制预设最大安全值，xvmax表示硬度控制预设最大安全值，xpmax表示硬度控制预设最大安全值，λ表示控制优化指数的其他影响因子。

18、优选的，所述反馈模块通过控制优化指数预设值对控制优化指数进行分析，当ηi＞η0时，说明控制优化指数大于控制优化指数预设值，则继续对用户睡眠状态和控制指令进行监测，当ηi＜η0时，说明控制优化指数小于控制优化指数预设值，则将用户睡眠状态和控制指令反馈给用户进行智能助眠床垫的控制指令调整。

19、本发明的技术效果和优点：

20、本发明通过监测用户的睡眠状态数据，控制系统能够根据使用者的睡眠状态调节床垫的软硬度、温度以及支撑力，提供最适宜的睡眠环境，从而提高使用者的睡眠质量，通过智能控制系统的调节，床垫能够适应不同年龄段和不同体型的使用者，提供最佳的睡眠支撑，从而有助于骨骼的健康发育，控制系统能够记录用户的睡眠数据，方便用户或医生进行数据分析和处理，为健康管理提供有力支持，控制系统采用智能化控制技术，能够根据使用者的睡眠状态进行自动调节，提供个性化的睡眠体验，同时能够节省能源，降低能耗。