一种具有浅睡眠叫醒功能的闹铃装置的制作方法

本实用新型属于监测技术领域，具体涉及一种具有浅睡眠叫醒功能的闹铃装置。

背景技术：

目前，市场上的闹铃只具有定时叫醒的基本功能，在计时器达到预定时间时，闹铃通过振动或铃声，将使用者叫醒。但是，如果使用者此时处于深度睡眠中，特别不容易叫醒，而且，自然醒来与被闹钟叫醒的感觉是完全不同的。我们的身体从睡眠状态过渡到清醒状态时，心跳、血压、体温、呼吸频率、脑电波都会发生变化：呼吸会从每分钟16次提高到每分钟24次，心跳每分钟加快10次，脑电波从每秒8次提高到每秒30次，体温也会升高0.5℃。在深度睡眠中被闹铃突然叫醒，将可能使人产生心慌、情绪低落、感觉没睡醒、强烈悬空感等异常不适。如果在深度睡眠中被突然唤醒，那么思考问题及解决问题的能力将严重受损。因此需要一种具有浅睡眠叫醒功能的闹铃装置，根据使用者的心跳频率和体温的变化，找寻使用者的浅睡眠时段，在使用者的浅睡眠时段内叫醒使用者，使用效果好。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有浅睡眠叫醒功能的闹铃装置，其结构简单、设计合理，根据使用者的心跳频率和体温的变化，找寻使用者的浅睡眠时段，在浅睡眠时段内叫醒使用者，避免使用者在深度睡眠中被闹铃突然叫醒产生的不适，并可根据使用者个人喜好录入叫醒语音，使用效果好，使用操作方便，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种具有浅睡眠叫醒功能的闹铃装置，其特征在于：包括控制器、用于录入叫醒语音的麦克风以及用于采集使用者心跳的心电传感器，所述控制器的输入端接有电源模块、阈值设置电路、用于放大所述心电传感器采集值的放大器、用于采集使用者体温的体温传感器和用于连接麦克风与控制器的录音控制模块，所述控制器的输出端接有显示屏以及用于提醒使用者起床的灯光提醒电路和语音提醒电路，所述控制器接有存储器。

上述的一种具有浅睡眠叫醒功能的闹铃装置，其特征在于：所述录音控制模块包括芯片ATJ3315，所述芯片ATJ3315的GPIOE1引脚、GPIOC3引脚、GPIOE3引脚和GPIOC2引脚分别与控制器相接，所述芯片ATJ3315的MICIN引脚与麦克风相接。

上述的一种具有浅睡眠叫醒功能的闹铃装置，其特征在于：所述心电传感器包括Pulse Sensor传感器，所述Pulse Sensor传感器的S引脚与放大器相接。

上述的一种具有浅睡眠叫醒功能的闹铃装置，其特征在于：所述麦克风为麦克风MIC，所述麦克风MIC的一端引脚分三路，一路与电阻R2的一端相接，另一路经电容C5与芯片ATJ3315的MICIN引脚相接，第三路接地，所述麦克风MIC的另一端引脚分两路，一路与电容C2的一端相接，另一路接地，所述电容C2的另一端分两路，一路与电阻R1的另一端相接，另一端与+5V电源端相接。

上述的一种具有浅睡眠叫醒功能的闹铃装置，其特征在于：所述体温传感器采用热敏电阻。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的结构简单、设计合理，实现及使用操作方便。

2、本实用新型根据心电传感器检测使用者的心跳变化，通过体温传感器检测使用者的体温变化，通过阈值设置电路设置浅睡眠状态的心跳阈值和体温阈值，从而找寻使用者的浅睡眠时段，在浅睡眠时段内叫醒使用者，避免使用者在深度睡眠中被闹铃突然叫醒产生的不适，使用效果好。

3、本实用新型设置有麦克风和录音控制模块，使用者可根据个人喜好录入不同的音频，并将音频存储在存储器中，用作语音提醒电路的叫醒语音，使得闹铃的叫醒语音更加人性化，并能减小被叫醒的不适感。

4、本实用新型设置有灯光提醒电路和语音提醒电路，灯光提醒电路可帮助使用者在黑暗环境中找寻闹铃装置，而且灯光提醒电路的光亮可帮助使用者在昏暗环境中提前适应天亮，从而使使用者的身体各部分逐渐从浅睡状态过渡醒来。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，根据使用者的心跳频率和体温的变化，找寻使用者的浅睡眠时段，在浅睡眠时段内叫醒使用者，避免使用者在深度睡眠中被闹铃突然叫醒产生的不适，并可根据使用者个人喜好录入叫醒语音，使用效果好，使用操作方便，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型控制器与心电传感器的电路连接图。

图3为本实用新型录音控制模块与麦克风的电路连接图。

图4为本实用新型显示屏的电路原理图。

附图标记说明:

1—控制器； 2—放大器； 3—体温传感器；

4—阈值设置电路； 5—录音控制模块； 6—灯光提醒电路；

7—语音提醒电路； 8—显示屏； 9—存储器；

10—电源模块； 11—心电传感器； 12—麦克风。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括控制器、用于录入叫醒语音的麦克风12以及用于采集使用者心跳频率的心电传感器11，所述控制器1的输入端接有电源模块10、阈值设置电路4、用于放大所述心电传感器11采集值的放大器2、用于采集使用者体温的体温传感器3和用于连接麦克风12与控制器1的录音控制模块5，所述控制器1的输出端接有显示屏8以及用于提醒使用者起床的灯光提醒电路6和语音提醒电路7，所述控制器1接有存储器9。

实际使用时，闹铃装置可设计成可穿戴式的手环。

实际使用时，控制器1为芯片MSP430F5310。

本实施例中，所述体温传感器3采用热敏电阻。

实际使用时，灯光提醒电路6包括多个LED灯。灯光提醒电路6可帮助使用者在黑暗环境中找寻闹铃装置，而且灯光提醒电路6的光亮可帮助使用者在昏暗环境中提前适应天亮，帮助使用者体内的褪黑素分泌减少，血清素分泌增加，新陈代谢加快，从而帮助使用者的身体各部分逐渐从浅睡状态过渡醒来。

如图2所示，本实施例中，所述心电传感器11包括Pulse Sensor传感器，所述Pulse Sensor传感器的S引脚与放大器2相接。

实际使用时，放大器2采用芯片MCP6001，芯片MCP6001的Vin引脚与Pulse Sensor传感器的S引脚相接，芯片MCP6001的VOUT引脚与芯片MSP430F5310的P6.0引脚相接。

如图3所示，本实施例中，所述录音控制模块5包括芯片ATJ3315，所述芯片ATJ3315的GPIOE1引脚与芯片MSP430F5310的P6.4引脚相接，芯片ATJ3315的GPIOC3引脚与芯片MSP430F5310的P6.3引脚相接，芯片ATJ3315的GPIOE3引脚与芯片MSP430F5310的P6.2引脚相接，芯片ATJ3315的GPIOC2引脚与芯片MSP430F5310的P6.1引脚相接。芯片ATJ3315的UVCC引脚、PAVCC引脚、AVCC引脚、VDD引脚和VCC引脚均接+2.8V电源端，芯片ATJ3315的USBGND引脚、PAGND引脚、AGND引脚、BAT引脚、GND引脚和NGND引脚均接地，芯片ATJ3315的DC5V引脚接+5V电源端。芯片ATJ3315的HOSCO引脚分两路，一路与晶振Y1的一端相接，另一路与电容C4的一端相接，芯片ATJ3315的HOSCI引脚分两路，一路与晶振Y1的另一路相接，另一路与电容C3的一端相接，电容C3的另一端与电容C4的另一端的连接端接地。

如图3所示，本实施例中，所述麦克风12为麦克风MIC，所述麦克风MIC的一个引脚分三路，一路与电阻R2的一端相接，另一路经电容C5与芯片ATJ3315的MICIN引脚相接，第三路接地，所述麦克风MIC的另一个引脚分两路，一路与电容C2的一端相接，另一路接地，所述电容C2的另一端分两路，一路与电阻R2的另一端相接，另一端与+5V电源端相接。

如图4所示，实际使用时，显示屏8包括芯片595-SMG，所述芯片595-SMG的VCC引脚与+5V电源端相接，所述595-SMG的GND引脚接地，所述芯片595-SMG的SCLK引脚、RLCK引脚和DIO引脚分别与芯片MSP430F5310的P6.6引脚、P6.7引脚和P6.5引脚相接。显示屏8还包括数码管，芯片595-SMG驱动数码管以显示当前时间。

具体实施时，首先通过麦克风12和录音控制模块5进行叫醒语音采集，可根据使用者个人喜好录入叫醒语音，叫醒语音存储在存储器9中，可以实现人性化的录音和放音。通过阈值设置电路4设置定时叫醒时间和浅睡眠阈值，定时叫醒时间包括叫醒时间点和叫醒区间值，叫醒区间值包括叫醒上限值和叫醒下限值，比如设置9点为叫醒时间点，设置8点半到9点为叫醒区间，8点半即为叫醒下限值，9点为叫醒上限值，定时叫醒时间存储在存储器9中。浅睡眠阈值包括心跳频率和体温，根据实验测试得到，当使用者平均心跳测量值小于六十次时，即心跳频率小于1Hz时，且使用者体温处于36.0-36.5℃时，即认为使用者进入浅睡眠状态。针对不用体质的使用者，浅睡眠状态下的体温范围稍有不同，使用者可根据使用状态重新设定浅睡眠阈值，具体方法为通过阈值设置电路4增加或减小浅睡眠阈值。

闹铃工作过程中，控制器1内部的计时器开始工作，当计时达到叫醒下限值时，心电传感器11开始采集使用者的心跳频率，体温传感器3采集使用者的体温信息，当心跳频率和体温信息满足浅睡眠阈值时，即认为使用者此时处于浅睡眠状态，控制器1发出控制信号给灯光提醒电路6和语音提醒电路7，灯光提醒电路6中的LED灯点亮，延迟一段时间后，语音提醒电路7开始播放存储器9中存储的叫醒语音，由于人的睡眠深度与大脑内松果体分泌的褪黑色素浓度密切相关。褪黑色素浓度高，人就属于深度睡眠状态；褪黑色素浓度不高，人就属于浅睡眠状态；褪黑色素浓度很低，人就处于半清醒甚至清醒状态，因此通过灯光叫醒可帮助使用者从浅睡眠状态回到半清醒甚至清醒状态，然后通过语音提醒电路7再提醒使用者起床，可以避免使用者在深度睡眠中被闹铃突然叫醒产生的不适，显示屏8用于当前时间。

如果在叫醒区间内，使用者的心跳频率和体温信息均不满足浅睡眠阈值时，控制器1在叫醒上限值的前一段时间内发出控制信号给灯光提醒电路6和语音提醒电路7，灯光提醒电路6中的LED灯点亮，帮助使用者从沉睡状态回到浅睡眠状态，当控制器1内的计时器达到叫醒时间点时，语音提醒电路7开始播放存储器9中存储的叫醒语音，可以避免当使用者处于深度睡眠时被闹铃突然叫醒产生的不适，实用效果好。

以上所述，仅是本实用新型的实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。