本實用新型涉及一種睡姿調(diào)整裝置及睡姿調(diào)整系統(tǒng)，特別是涉及一種具有密碼解鎖功能的、利用壓電傳感器感測鼾聲進而調(diào)整睡姿，以用于止鼾的睡姿調(diào)整裝置及睡姿調(diào)整系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代社會生活節(jié)奏加快、社會環(huán)境復雜，人們的生活壓力也越來越大，使得人們睡眠質(zhì)量普遍不高，人的呼吸系統(tǒng)機能出現(xiàn)問題，加之外界條件的干擾，從而引起睡覺打鼾。由于打鼾使睡眠呼吸反復暫停，進而有可能造成大腦、血液嚴重缺氧，形成低血氧癥，易誘發(fā)高血壓、腦心病、心率失常、心肌梗死、心絞痛等疾病。醫(yī)學上指出，夜間呼吸暫停時間超過120秒容易在凌晨發(fā)生猝死。

打鼾的原因眾多，主要與人所接觸的外界環(huán)境、睡覺習慣、呼吸系統(tǒng)功能有關(guān)。另外，艾瑞咨詢發(fā)布的《2015中國睡眠健康報告》顯示，一二線城市中，超1/3的人會打鼾，超3/4的人想要改善睡眠，其中女性對睡眠質(zhì)量的滿意度低于男性，經(jīng)過市場調(diào)查人們愿意投入超過2000元的成本來改善睡眠質(zhì)量，愿意使用智能設(shè)備的比例甚至超過了更新床上用品的比例。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，有必要提供一種靈敏、有效、且無侵犯感的睡姿調(diào)整裝置及睡姿調(diào)整系統(tǒng)。

一種睡姿調(diào)整系統(tǒng)，包括一感測模塊、一控制模塊及一輸出模塊，所述感測模塊用于感測使用者睡眠時的音波信息并輸出對應的感測信息，所述控制模塊連接所述感測模塊用于接收所述感測模塊的感測信息，當所述控制模塊捕捉到所述感測模塊感測信息中的鼾聲音波信息時，所述控制模塊根據(jù)所捕捉的鼾聲音波信息輸出對應的調(diào)整信號，所述輸出模塊接收所述調(diào)整信號并調(diào)整使用者的睡姿。

較佳的，所述控制模塊連接所述感測模塊以接收感測信息中使用者的心率信息從而分辨使用者并解鎖所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)，進而所述控制模塊開始捕捉所述感測模塊感測信息中的鼾聲音波信息。

較佳的，所述感測模塊包括一壓電傳感器，所述壓電傳感器為被動式壓電傳感器，所述壓電傳感器為壓電陶瓷，壓電薄膜或壓電電纜傳感器，所述壓電傳感器包括一層壓電薄膜及設(shè)于所述一層壓電薄膜兩側(cè)的兩導電層，所述壓電薄膜由聚偏氟乙烯或者有機鐵電材料高分子薄膜制成；所述感測模塊還包括一屏蔽單元，用于屏蔽所述壓電傳感器感測的噪音信號；所述壓電傳感器內(nèi)集成有一溫度補償單元，所述溫度補償單元用于對所述壓電傳感器進行溫度補償。

較佳的，所述控制模塊為一微控制器，所述微控制器包括一存儲單元，所述存儲單元內(nèi)存儲有一打鼾頭皮振動算法，所述微控制器利用所述存儲單元內(nèi)存儲的打鼾頭皮振動算法對所述感測模塊的感測信息進行打鼾捕捉，當所述微控制器捕捉到打鼾時頭皮的振動波形時，所述控制模塊輸出所述調(diào)整信號。

較佳的，所述微控制器還包括一比較單元，所述存儲單元內(nèi)還存儲有至少一預設(shè)的心率信息，所述微控制器接收到來自所述感測模塊的心率信息后，所述比較單元將所述微控制器接收的心率信息與所述存儲單元內(nèi)存儲的預設(shè)的心率信息進行比較，當所述微控制器接收的心率信息與所述預設(shè)的心率信息匹配時，所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)開始對所述感測模塊的感測信息進行打鼾捕捉。

較佳的，所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)還包括一攝像模塊，所述存儲模塊內(nèi)存儲有至少一面部圖像，所述攝像模塊連接所述控制模塊用于對使用者的面部進行面部識別，當所述攝像模塊獲取的面部圖像與所述存儲單元內(nèi)存儲的面部圖像匹配，且所述微控制器接收的心率信息與所述預設(shè)的心率信息匹配時，所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)解鎖。

較佳的，所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)還包括一攝像模塊，當所述微控制器接收的心率信息與所述預設(shè)的心率信息不匹配時，所述攝像模塊對所述使用者進行拍攝，并將拍攝到的影像信息傳輸給所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)真正的使用者。

較佳的，所述輸出模塊包括一通信單元，所述通信單元用于與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸。

一種睡姿調(diào)整裝置，包括一睡姿調(diào)整系統(tǒng)及一本體，所述本體為一枕頭，所述感測模塊及控制模塊設(shè)置于所述枕頭內(nèi)，所述輸出模塊包括一調(diào)整單元及一通信單元，所述調(diào)整單元設(shè)置于所述感測模塊的下方，所述通信單元設(shè)置于所述枕頭的周側(cè)，所述感測模塊用于感測使用者睡眠時的頭皮振動信息。

較佳的，所述感測模塊的壓電傳感器設(shè)置為螺旋狀環(huán)繞設(shè)置，所述調(diào)整單元為與氣泵連接的至少兩個氣囊，所述氣囊設(shè)置于所述感測模塊下方并與所述感測模塊一并設(shè)置于所述枕頭的頭枕處，當所述調(diào)整單元接收到所述調(diào)整信號時，所述調(diào)整單元的氣泵根據(jù)接收的調(diào)整信號向其中一氣囊進行充氣并對另一氣囊進行放氣。

本實用新型睡姿調(diào)整裝置及睡姿調(diào)整系統(tǒng)采用壓電傳感器采集使用者的音波信息進而輸出感測信息，從而調(diào)節(jié)氣囊電機，以對使用者的睡姿進行調(diào)整，可以在不驚醒使用者的前提下起到止鼾的作用。

附圖說明

圖1是本實用新型睡姿調(diào)整系統(tǒng)的較佳實施方式的方框示意圖；

圖2是圖1中睡姿調(diào)整系統(tǒng)中感測模塊的感測信息的波形圖；

圖3是本實用新型睡姿調(diào)整裝置的較佳實施方式的示意圖；

圖4是圖3中睡姿調(diào)整裝置的剖面圖；

圖5是本實用新型睡姿調(diào)整裝置的應用環(huán)境示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

請參考圖1，本實用新型睡姿調(diào)整系統(tǒng)100的較佳實施方式包括一感測模塊10、一控制模塊30及一輸出模塊50。所述感測模塊10用于感測使用者睡眠時的睡眠時鼾聲和心跳等生命體動信息，透過骨頭、皮膚、血管等身體介質(zhì)，傳導至所述感測模塊10上所產(chǎn)生的音波波形并輸出對應的感測信息。所述控制模塊30連接所述感測模塊10以接收感測信息中使用者的心率信息進而分辨使用者并解鎖所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100，所述控制模塊30開始捕捉所述感測模塊10的感測信息中的鼾聲音波信息。當所述控制模塊30捕捉到所述感測模塊10的感測信息中的鼾聲音波信息時，所述控制模塊30根據(jù)所捕捉的鼾聲音波信息輸出對應的調(diào)整信號，所述輸出模塊50接收所述調(diào)整信號并進行調(diào)整使得使用者停止打鼾。

本實施方式中，所述感測模塊10包括一壓電傳感器12，所述壓電傳電纜感器12采用逆壓電效應的原理，用于采集音波信息。具體的，壓電傳感器12包括一層壓電薄膜及設(shè)于所述壓電薄膜兩側(cè)的兩導電層，所述壓電薄膜由聚偏氟乙烯(PVDF)或者有機鐵電材料P(VDF-TrFE)等高分子薄膜制成。其他實施方式中，所述壓電傳感器12可以為壓電陶瓷，壓電薄膜或壓電電纜傳感器。當所述壓電傳感器12受到外界的壓力發(fā)生變化時，會在所述壓電傳感器12的兩層壓電薄膜上產(chǎn)生相應的電荷，從而在所述壓電傳感器12的兩極形成電壓。此時，所述壓電傳感器12作為一個有源的電容器，外界輸入阻抗的變化會產(chǎn)生信號變化。由于所述壓電傳感器12的感應膜很薄，所述壓電傳感器12所提供的電容可以滿足寬頻響應，也就是說，從極低頻到高頻信號都可以進行感測，靈敏度高。本實施方式中，所述壓電傳感器12與放大電路、濾波電路等配合進行感測，以輸出可被所述控制模塊30接收并處理的信號。另外，所述壓電傳感器12內(nèi)還集成有一溫度補償單元121，所述溫度補償單元121用于對所述壓電傳感器12進行溫度補償，以提高所述壓電傳感器12的感測信號的準確性。

本實施方式中，所述壓電傳感器12為一型號為YCZL213R微型壓電傳感器，其厚度為3毫米。

其他實施方式中，所述感測模塊10還可以包括一屏蔽單元14，所述屏蔽單元14用于屏蔽所述壓電傳感器12感測的噪音信號。從而當所述壓電傳感器12對使用者睡眠時頭皮產(chǎn)生的振動信號進行感測時，使得感測信號更為準確、靈敏。

需要說明的是，本實施方式中，所述感測模塊10的感測方式為被動式感測，其被動接收使用者睡眠時鼾聲和心跳等生命體動信息，并透過骨頭、皮膚、血管等身體介質(zhì)，傳導到所述感測模塊10上的音波波形，進而生成對應的感測信息。具體的，當所述感測模塊10受到外界的壓力發(fā)生變化時，也就是說，當使用者對所述感測模塊10用力時，所述感測模塊10開始工作，當使用者對所述感測模塊10停止用力時，所述感測模塊10停止工作。因此，本實施方式中，所述感測模塊10功耗低，可以節(jié)省電能。其他實施方式中，也可以采用主動式的壓電傳感器12進行感測。需要說明的是，由于本實施方式中所述壓電傳感器12為高靈敏度的傳感器，因此當使用者接觸到所述感測模塊10時，由于使用者的心跳等變化，所述感測模塊10即可感測到壓力的變化。

本實施方式中，所述感測模塊10還能用于感測使用者的心跳進而輸出心率信息，心率信息通常由于年齡、性別或其他生理因素具有個體差異，因此，所述感測模塊10利用所述心率信息分辨使用者并解鎖所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100，使得所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100的控制模塊30開始捕捉所述感測模塊10的感測信息中的鼾聲音波信息。

本實施方式中，所述控制模塊30為一微控制器32，所述微控制器32包括一存儲單元321及一比較單元323，所述微控制器32連接所述感測模塊10以接收來自所述感測模塊10的感測信息。所述存儲單元321存儲有至少一個預設(shè)的心率信息及一打鼾頭皮振動算法，所述微控制器32接收到來自所述感測模塊10的心率信息后，所述比較單元323將所述微控制器32接收的心率信息與所述存儲單元321內(nèi)存儲的預設(shè)的心率信息進行比較，當所述微控制器32接收的心率信息與所述預設(shè)的心率信息匹配時，所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100解鎖進而所述微控制器32利用所述存儲單元321內(nèi)存儲的打鼾頭皮振動算法對所述感測模塊10的感測信息進行打鼾捕捉。當所述微控制器32接收的心率信息與所述預設(shè)的心率信息不匹配時，所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100不工作。

請一并參考圖2，圖2為所述感測模塊10感測信息的波形圖，可以理解的是，當使用者打鼾時，其打鼾頭皮振動而壓迫所述壓電傳感器12所產(chǎn)生的波形變化幅度較大，如圖2中箭頭所指波形為打鼾時頭皮的振動波形。當所述微控制器32捕捉到打鼾頭皮的振動波形時，所述控制模塊30輸出一調(diào)整信號給所述輸出模塊50。

所述輸出模塊50連接所述控制模塊30以接收所述調(diào)整信號，所述輸出模塊50包括一調(diào)整單元52。所述調(diào)整單元52用于調(diào)整使用者的睡姿進而使得使用者停止打鼾。

本實施方式中，所述輸出模塊50還包括一通信單元54。所述通信單元54用于進行數(shù)據(jù)傳輸。如當所述輸出模塊50接收所述調(diào)整信號后，所述通信單元54與外部設(shè)備，如音樂播放器等，進行數(shù)據(jù)傳輸，音樂播放器進而播放音樂播放使得使用者持續(xù)安眠。

本實施方式中，所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100還包括一攝像模塊70。所述攝像模塊70連接所述控制模塊30以輔助所述控制模塊30對使用者進行身份解讀。所述攝像模塊70用于對使用者的面部進行面部識別，對應的，所述存儲單元321內(nèi)存儲有至少一個面部圖像，本實施方式中，當所述攝像模塊70獲取的面部圖像與所述存儲單元321內(nèi)存儲的面部圖像匹配，且所述微控制器32接收的心率信息與所述預設(shè)的心率信息匹配時，所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100解鎖進而所述微控制器32利用所述存儲單元321內(nèi)存儲的打鼾頭皮振動算法對所述感測模塊10的感測信息進行打鼾捕捉。其他實施方式中，當所述微控制器32接收的心率信息與所述預設(shè)的心率信息不匹配時，所述攝像模塊70開啟并對使用者的面部進行面部識別，當所述攝像模塊70獲取的面部圖像與所述存儲單元321內(nèi)存儲的面部圖像匹配時，所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100解鎖；當所述攝像模塊70獲取的面部圖像與所述存儲單元321內(nèi)存儲的面部圖像仍然不匹配，所述攝像模塊70開啟并對使用者進行拍攝，并通過所述通信單元54將拍攝到的影像傳輸給所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100真正的使用者。在另一實施方式中，當所述微控制器32接收的心率信息與所預設(shè)的心率信息不匹配時，所述攝像模塊70開啟并對使用者進行拍攝，并通過所述通信單元54將拍攝到的影像傳輸給所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100真正的使用者，以進行實時監(jiān)控。可以理解的是，所述攝像模塊70可以為一微型攝像機。

請一并參考圖3及圖4，本實用新型睡姿調(diào)整裝置200包括一本體210及所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100。本實施方式中，所述睡姿調(diào)整裝置200為一止鼾枕，所述本體210為一枕頭。對應的，所述枕頭的枕芯內(nèi)設(shè)置有所述感測模塊10，用于感測使用者睡眠時鼾聲和心跳等生命體動信息，透過骨頭、皮膚、血管等身體介質(zhì)，傳導到感測模塊上所產(chǎn)生的音波波形，并輸出對應的感測信息。具體的，所述感測模塊10感測使用者的心率信息及捕捉使用者打鼾時頭皮的振動信息。所述控制模塊30設(shè)置于所述枕芯內(nèi)。所述輸出模塊50中的調(diào)整單元52為與氣泵連接的多個氣囊，所述氣囊設(shè)置于所述感測模塊10下方并與感測模塊10一并設(shè)置于所述枕芯的頭枕處。所述攝像模塊70可以設(shè)置于所述止鼾枕的側(cè)邊或設(shè)置于安放有所述睡姿調(diào)整裝置200的床頭(圖未示)。所述通信單元54可以設(shè)置于所述止鼾枕的周側(cè)(圖未示)以與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸。另外，為提高抗干擾能力，所述感測模塊10的壓電傳感器12設(shè)置為螺旋形狀一圈一圈的環(huán)繞設(shè)置。當所述微控制器32接收的心率信息與所述預設(shè)的心率信息不匹配時，所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100同時也開啟所述攝像模塊70對使用者進行拍攝，并將拍攝到的影像通過通信單元54傳輸給所述睡姿調(diào)整裝置200真正的使用者。

當使用者使用該睡姿調(diào)整裝置200時，使用者的頭部放置于所述止鼾枕的頭枕處。由于本實用新型感測模塊10為被動式的感測方式，所述感測模塊10不斷感測使用者的心率信息，所述微控制器32接收到來自所述感測模塊10的心率信息后，所述比較單元323將所述微控制器32接收的心率信息與所述存儲單元321內(nèi)存儲的預設(shè)的心率信息進行比較，當所述微控制器32接收的心率信息與所述預設(shè)的心率信息匹配，且所述攝像模塊70獲取的面部圖像與所述存儲單元321內(nèi)存儲的面部圖像匹配時，所述睡姿調(diào)整系統(tǒng)100解鎖進而所述微控制器32利用所述存儲單元321內(nèi)存儲的打鼾頭皮振動算法對所述感測模塊10的感測信息進行打鼾捕捉。

可以理解的是，所述存儲單元321內(nèi)存儲的預設(shè)的心率信息及面部圖像可以為多組，以便不同的使用者使用。

所述微控制器32不斷接受來自所述感測模塊10的感測信息，當所述微控制器32捕捉到打鼾頭皮的振動波形時，所述控制模塊30根據(jù)所接收的感測信息中振動波形的不同輸出對應的調(diào)整信號給所述調(diào)整單元52。所述調(diào)整單元52的氣泵根據(jù)接收的調(diào)整信號向其中某一氣囊進行充氣或放氣。本實施方式中，通過設(shè)定氣泵對氣囊充氣、放氣的時間和速度，使得多個氣囊依次充氣、放氣，在整體上緩慢、輕柔的晃動止鼾枕，從而改變使用者的睡姿，起到止鼾的作用。

本實用新型睡姿調(diào)整裝置200采用壓電傳感器被動采集使用者的頭皮的振動信息作為鼾聲音波信息進而輸出感測信息，從而調(diào)節(jié)氣囊電機，進而不需要供電也不需要額外的電纜，節(jié)省能源、使用持久且美觀，無安全隱患。另外，本實用新型睡姿調(diào)整裝置200采用壓電傳感器被動采集使用者的音波信息，靈敏度高、反應及時且準確。更進一步的，由于本實用新型睡姿調(diào)整裝置200采用氣囊對使用者的睡姿進行調(diào)整，柔和緩慢，可以在不驚醒使用者的前提下起到止鼾的作用。本實用新型睡姿調(diào)整裝置200還可以根據(jù)使用者的心率信息及/或面部圖像進行密碼解鎖，具有使用者獨一性且同時可以記錄不同使用者的睡眠信息。

可以理解的，所述睡姿調(diào)整裝置200還包括通信單元54，所述通信單元54可以設(shè)置于所述止鼾枕的周側(cè)，用于與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸。如，所述通信單元54通過所述控制模塊30接收所述鼾聲音波信息并無線傳輸給一終端、如手機，使用者可以通過所述手機中的應用程序查看。當使用者打鼾無法停止并使睡眠呼吸反復暫停且有可能引發(fā)危險時，所述通信單元54也可以通過所述手機進行警示，如響鈴、撥打電話等?？梢岳斫獾氖?，所述通信單元54也可以通過所述控制模塊30傳輸所述感測模塊10感測的心率信息，所述終端進行警示時，也可以結(jié)合心率信息一并進行判斷。所述終端還可以通過接收使用者的心率信息進而顯示使用者的深睡時間、淺睡時間等信息。使用者可以通過所述終端獲取睡眠質(zhì)量。所述終端還可以根據(jù)接收的心率信息使得在使用者處于瞌睡狀態(tài)時播放睡眠音樂，在進入睡眠狀態(tài)時關(guān)閉睡眠音樂。對應的，所述睡姿調(diào)整裝置200還包括一供電模塊(圖未示)以為所述通信單元54供電。所述通信單元50可以采用無線傳輸方式，例如采用藍牙模組，也可以采用有線傳輸方式，例如采用USB接口連線連接以傳輸信號。較佳的，本實施方式中，所述通信單元54采用藍牙模組進行通信。

請一并參考圖5，圖5是本實用新型睡姿調(diào)整裝置200的應用環(huán)境示意圖，本實用新型睡姿調(diào)整裝置200除了可以在使用者300打鼾時微調(diào)氣囊使得使用者停止打鼾外，其還可以通過所述通信單元54，按約定的協(xié)議，將手機230、臥室空調(diào)240、臥室水暖250、臥室燈光260、及音樂播放設(shè)備270等與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，共同進行信息交換和通訊，形成一物聯(lián)網(wǎng)，以實現(xiàn)智能化感測、監(jiān)控和管理等，從而方便使用者收集資訊、進行信息管理及控制。具體舉例說明，當所述睡姿調(diào)整裝置200的通信單元54根據(jù)所述感測模塊感測的心率判斷使用者300處于入睡狀態(tài)時，所述通信單元54控制所述臥室燈光260關(guān)閉，所述音樂播放設(shè)備270播放睡眠音樂以促進使用者300入睡，使用者300入睡后關(guān)閉所述音樂比方設(shè)備。同時，所述睡姿調(diào)整裝置200根據(jù)使用者300的心率信息進行解鎖。當所述睡姿調(diào)整裝置200捕捉到使用者300的打鼾振動波形時，所述調(diào)整單元52調(diào)整使用者300的睡姿，使得使用者300停止打鼾。當所述睡姿調(diào)整裝置200根據(jù)使用者300的心率信息發(fā)現(xiàn)臥室內(nèi)室溫不適宜時，所述通信單元54控制所述臥室空調(diào)240及臥室水暖250工作或停止。與此同時，所述通信單元54不斷傳輸使用者300的感測信息并記錄在所述手機230，使用者300或者醫(yī)療工作者可以隨時進行查看，從而使得使用者300可以利用所述睡姿調(diào)整裝置200構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)收集資訊并進行管理及控制。

可以理解的是，上述睡姿調(diào)整裝置200的應用環(huán)境中連接的外部設(shè)備不限于此，所述外部設(shè)備可選的與所述睡姿調(diào)整裝置200連接。

另外，由于本實用新型睡姿調(diào)整裝置200不斷記錄使用者的睡眠時鼾聲和心跳等生命參數(shù)信息，如5年內(nèi)的睡眠質(zhì)量、心跳波形等信息，從而可以獲得使用者的睡眠質(zhì)量及健康狀況等的大數(shù)據(jù)，進而可以根據(jù)大數(shù)據(jù)信息得出使用者的身體變化狀態(tài)。可以理解的是，本實用新型睡姿調(diào)整裝置200可以設(shè)置為在開啟時選擇不同的用戶，對應的，所述存儲單元321也可以存儲不同使用者睡眠時鼾聲和心跳等生命體動參數(shù)信息。

本實用新型睡姿調(diào)整裝置200采用壓電傳感器被動采集使用者的鼾聲音波信息進而輸出感測信息，從而調(diào)節(jié)氣囊電機，以對使用者的睡姿進行調(diào)整，可以在不驚醒使用者的前提下起到止鼾的作用。