专利名称：一种基于使用者睡眠状态的智能电扇的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种家电控制领域，尤其涉及到一种通过采集使用者睡眠时的 生理信息来分析判断使用者的睡眠状态并依据这些状态来调节电扇的转速以达到调节风 量的智能电扇。
背景技术：
夏天，电扇是人们常用的家用电器，但人们在睡眠使用时，时常发生因吹电扇而感 冒的事情，其中原因是人们睡着后电扇风量过大，人因受凉而感冒，因此，人们在睡前往往 将风量设置在低速档或定时关掉电扇，但是低速档在人睡着前风量不够，而在睡着后风量 往往还太大，定时关掉电扇，又往往会把人热醒，这些问题都会影响到人们的睡眠，使人们 的睡眠质量大打折扣，为了解决此问题，中国专利号为CN88215^2. 3的名称为电扇睡眠风 控制装置的实用新型专利公开了一种电扇睡眠风控制装置，它包括一个定时器和一个睡眠 风预定装置，两者并联或串联后再连接电扇中的调速系统，所述睡眠风预定装置可采用与 调整系统类似或相同的装置，可使电扇在运转一定时间后自动转入风量较低的睡眠风状 态，虽然睡眠风较小，但提供的睡眠风也仅仅是周期性地对风量大小进行调节，不能科学地 根据睡眠时人体的生理变化需求来调整送风量，使风量仍不能满足人们睡眠过程对风量和 风速要求。目前已有研究表明人们的睡眠分为慢动眼睡眠和快动眼睡眠，两种睡眠交替进 行，在慢动眼睡眠期间人的呼吸变浅、变慢而均勻，心率变慢、血压下降，体表温度下降，全 身肌肉松弛，在这个阶段中，还可以分为打盹浅睡眠、中度睡眠、中度至深度睡眠和深度睡 眠四个阶段；正常人平均20分钟有一次大的姿势调节，有的人甚至每5分钟有一次姿势调 节活动，在此期间人体体温下降。进入睡眠约90分钟后，人体进入快动眼，其特征是眼球快 速转动。在这个阶段，人体的感觉功能进一步减退，肌肉也更加松弛，肌腱反射消失。这时 的血压较慢动眼睡眠时升高，呼吸稍快且不规则，体温、心率也有所升高。
实用新型内容本实用新型主要解决使用者在睡眠状态下无法根据自身生理需要对电扇进行精 确控制的技术问题；提供一种基于使用者睡眠状态来调节电扇风量的智能电扇。为了解决上述存在的技术问题，本实用新型主要是采用下述技术方案本实用新型的电扇智能控制装置所述智能电扇包括生理信息监测器和智能电扇 控制器，所述生理信息监测器与智能电扇控制器通过无线通讯联系或有线连接，所述生理 信息监测器包括中央处理器分析模块、多传感器检测模块、A/D转换模块、预置参数模块和 无线/有线通讯模块，所述的多传感器检测模块上设有生理信息传感器的接口，所述的智 能电扇控制器包括中央处理器模块、无线/有线收发模块、A/D转换模块、D/A转换模块、 预置调速输入模块、运行模式切换模块和无级调速控制模块，所述的无级调速控制模块与 电扇连接，通过相应传感器采集使用者的生理信息并传送到生理信息监测器中加以分析处理，分析处理得到的睡眠状态和某些参数变化率通过无线或有线通讯的方式传递到智能电 扇控制器，电扇控制器根据这些状态的变化对电扇进行无级调速智能控制，生理信息监测 器平时处于待机状态，只有收到智能电扇控制器发来的“开始睡眠监测”指令时才开始工作。作为优选，所述的多传感器检测模块的接口上外接有多个生理信息传感器，所述 生理作息传感器包括脉搏传感器、呼吸音传感器、震动传感器、眼球转动传感器和脑电传感 器，通过不同的传感器将使用者睡眠时的不同生理信息数据采集并进行分析。作为优选，所述的脉搏传感器为桡动脉搏动传感器或指尖动脉监测传感器，所述 脉搏传感器为手腕配带式或手指配带式，通过脉搏信号可分析电扇使用者的心率、血压等 生 里^[曰息ο作为优选，所述的呼吸音传感器为高灵敏度麦克风，所述震动传感器为微动式传 感器，呼吸音传感器和震动传感器设置在床垫或枕头内，通过呼吸音传感器可获取电扇使 用者的呼吸频率和轻重信号，通过震动传感器可获取电扇使用者的体动信号、心跳频率和 轻重信号，不接触式传感器不给使用者带来负担，方便使用者。作为优选，所述的眼球转动传感器为微动眼罩传感器，所述的脑电传感器为多导 电极传感器，眼球转动传感器和脑电传感器均为头部配戴式，通过眼动传感器可获取使用 者进入睡眠的眼动频率和速度信号，通过脑电传感器可获取使用者进入睡眠时产生的θ 脑波信号和δ脑波信号。作为优选，所述智能电扇控制器的各模块通过总线连接，所述预置调速输入模块 外接调速输入板，所述运行模式转换模块外接转换开关，智能电扇控制器通过手工调速和 预置睡前电扇转速，使电扇能在使用者睡眠时按预先设定的风量和风速工作；模式转换开 关使电扇能工作在普通模式或睡眠模式，通过运行模式转换模块判断电扇是否处于睡眠监 测档位；无级调速控制模块与电扇电机连接，根据睡眠状态的变化平滑调整电扇风速，风力 柔和。作为优选，所述调速输入板上设有电阻式调速旋纽，通过预置调速输入模块、A/D 转换模块与电扇控制器中央处理模块连接，可方便地将调速参数手工输入到智能电扇控制 器中。作为优选，所述模式转换开关的档位为二档，包括普通工作模式、睡眠监测模式， 通过运行模式转换模块可方便地将运行状态输入到智能电扇控制器中。本实用新型的有益效果是通过生理信息传感器采集和监测使用者睡眠时的生理 信息参数，通过信息挖掘，判断使用者是进入睡眠还是醒来，睡眠是处于慢动眼睡眠(或称 慢波睡眠)阶段还是处于和快动眼睡眠(或称异相睡眠)阶段，从而精确地根据使用者的生 理需要控制电扇的转速以达到控制风速的目的，改善使用者的睡眠环境，提高睡眠质量，合 理利用电扇，节能环保。
图1是本实用新型的一种智能电扇结构示意图。图中1.生理信息监测器，11.多传感器监测模块，111.脉搏传感器，112.呼吸音传 感器，113.脑电传感器，114.震动传感器，115.眼球转动传感器，12.中央处理器分析模块，13.无线/有线通讯模块，14.预置参数模块，15. A/D转换模块，2.智能电扇控制器，21.无 线/有线收发模块，22.中央处理器模块，23.预置调速输入模块，231.调速输入板，24.运 行模式切换模块，241.转换开关，25.无级调速输出模块，26. A/D转换模块，27. D/A转换 模块，28.电扇电机。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的一种基于使用者睡眠状态的智能电扇，如图1所示，包括生理 信息监测器1和智能电扇控制器2，生理信息监测器与智能电扇控制器通过无线/有线通 讯方式联系，智能电扇控制器与电扇电机观连接，生理信息监测器包括中央处理器分析模 块12、多传感器检测模块11、预置参数模块14、A/D转换模块15和无线/有线通讯模块13， 多传感器检测模块上设计有脉搏、呼吸音、震动、眼动和脑电传感器的接口，多传感器检测 模块通过接口外接有脉搏传感器111、呼吸音传感器112、震动传感器114、眼球转动传感器 115和脑电传感器113，生理信息经过A/D转换后输入到中央处理器分析模块，脉搏传感器 为配带式指尖动脉监测传感器，呼吸音传感器为高灵敏度麦克风，震动传感器为微动式传 感器，呼吸音传感器和震动传感器均设置在枕头内，眼球转动传感器为头部配带式微动眼 罩传感器，脑电传感器为头部配带式多导电极传感器；智能电扇控制器包括中央处理器模 块22、预置调速输入模块23、运行模式切换模块M、无级调速输出模块25、无线/有线收发 模块21、A/D转换模块(26)、D/A转换模块(27)，无级调速输出模块与电扇电机连接，预置 调速输入模块外接调速输入板231，运行模式切换模块外接转换开关Ml ；当智能电扇工作 时，使用人先通过调速输入板手工将睡眠时所需的电扇参数输入到智能电扇控制器中，当 将转换开关调到睡眠监测位时，智能电扇控制器通过无线/有线通讯向生理信息监测器发 出“启动睡眠监测”命令，生理信息监测器开始运行，各相关的传感器实时监测使用者的生 理信息并通过多传感器检测模块、A/D转换模块和中央处理器分析模块对生理信息参数进 行读取、转换、分析和对比，判断使用者的睡眠状态，并根据预先设定的程序将睡眠状态和 生理变化信息通过无线/有线通讯方式发给智能电扇控制器，智能电扇控制器根据预先制 定的控制策略通过D/A转换模块和无级调速输出模块控制电扇的运行，在电扇使用者刚进 入睡眠时，电扇转速在睡前预置转速前提下稍稍降低一些；当进入慢眼动睡眠时，电扇转速 再降低一些；当进入慢眼动睡眠时，使用者的诸如脉搏、心率等参数还在下降，电扇转速随 之下降；当进入快眼动睡眠，电扇转速上升；当进入快眼动睡眠，使用者的诸如脉搏、心率 某些参数在增加，电扇转速随之上升，使用者的呼吸和眼动体动等在加剧时，电扇转速可突 破睡前预置转速；当使用人睡眠清醒时，电扇转速回复至睡前预置转速。以上说明并非对本实用新型作了限制，本实用新型也不仅限于上述说明的举例， 本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所作出的变化、改型、增添或替换， 都应视为本实用新型的保护范围。权利要求1.一种基于使用者睡眠状态的智能电扇，其特征在于所述智能电扇包括生理信息 监测器(1)和智能电扇控制器(2)，所述生理信息监测器与智能电扇控制器通过无线通讯 联系或有线连接，所述生理信息监测器包括中央处理器分析模块(12)、多传感器检测模块 (11)、A/D转换模块(15)、预置参数模块(14)和无线/有线通讯模块(13)，所述的多传感 器检测模块上设有生理信息传感器的接口，所述的智能电扇控制器包括中央处理器模块(22)、无线/有线收发模块(21)、A/D转换模块(26)、D/A转换模块(27)、预置调速输入模块(23)、运行模式切换模块(24)和无级调速输出模块(25)，所述的无级调速输出模块与电扇 电机(28)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于使用者睡眠状态的智能电扇，其特征在于所述多 传感器检测模块(11)的接口上外接有生理信息传感器，所述生理信息传感器包括脉搏传 感器(111)、呼吸音传感器(112)、震动传感器(114)、眼球转动传感器(115)和脑电传感器 (113)。
3.根据权利要求2所述的一种基于使用者睡眠状态的智能电扇，其特征在于所述的 脉搏传感器(111)为桡动脉搏动传感器或指尖动脉监测传感器，所述脉搏传感器为手腕配 带式或手指配带式。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于使用者睡眠状态的智能电扇，其特征在于所 述的呼吸音传感器(112)为高灵敏度麦克风，所述震动传感器(114)为微动式传感器，呼吸 音传感器和震动传感器设置在床垫或枕头内。
5.根据权利要求2或3所述的一种基于使用者睡眠状态的智能电扇，其特征在于所 述的眼球转动传感器(115)为微动眼罩传感器，所述的脑电传感器(113)为多导电极传感 器，眼球转动传感器和脑电传感器为头部配戴式。
6.根据权利要求1所述的一种基于使用者睡眠状态的智能电扇，其特征在于所述的 智能电扇控制器(2)的各模块通过总线连接，所述预置调速输入模块(23)外接调速输入板 (231)，所述运行模式转换模块(24)外接转换开关(241)。
7.根据权利要求6所述的一种基于使用者睡眠状态的智能电扇，其特征在于所述调 速输入板(231)上设有电阻式调速旋纽。
8.根据权利要求6或7所述的一种基于使用者睡眠状态的智能电扇，其特征在于所 述转换开关(241)的档位为二档，包括普通工作模式、睡眠监测模式。
专利摘要本实用新型公开了一种基于使用者睡眠状态的智能电扇，包括生理信息监测器和智能电扇控制器，生理信息监测器与智能电扇控制器无线或有线连接，生理信息监测器外接有监测使用者睡眠状态的生理信息传感器，智能电扇控制器控制电扇的转速，本实用新型通过生理信息传感器采集和监测使用者睡眠时的各项生理信息参数，通过信息挖掘，判断使用者是进入睡眠还是醒来，睡眠是处于慢动眼睡眠(或称慢波睡眠)阶段还是处于和快动眼睡眠(或称异相睡眠)阶段，从而通过智能电扇控制器精确控制电扇的转速，实现家电智能化，提高电扇使用者的睡眠质量，达到节能环保的目的。
文档编号F04D27/00GK201827101SQ201020552659
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者孟濬, 张国宏, 陈啸 申请人:浙江大学