[发明专利]一种呼吸状态跟踪睡眠辅助装置和方法

说明书

本发明公开了一种呼吸状态跟踪睡眠辅助装置和方法。本发明的装置包括由加速度计、温度传感器、第一蓝牙模块、第一单片机构成的信号检测装置，所述信号检测装置具有呼吸、体动、体温检测和无线通讯功能；还包括由第二单片机、LED及驱动电路、第二蓝牙模块构成的主控制装置。本发明的方法通过采集使用者的呼吸信号控制灯亮度实时地跟踪使用者的呼吸状态从而实现灯亮度强弱变化的过程与使用者呼吸过程完全同步的睡眠引导。本发明还通过分析使用者的呼吸信号特征、体动特征和体温特征判断使用者是否已经入睡从而决定是否终止睡眠辅助引导。

技术领域

本发明涉及电子、自动控制、睡眠辅助和光学工程等技术领域，尤其涉及一种呼吸状态跟踪睡眠辅助装置和方法。

背景技术

近年来关于助眠的产品大量涌现，如药物安眠、灯光助眠、按摩助眠和音乐助眠等。人在准备进入睡眠状态前最明显的可感知动作便是有节奏的呼吸；诸如声音助眠、光电助眠等直接施加物理干预的助眠方法其干预强度和干预节奏是随机的，相对于使用者的呼吸节奏来讲是杂乱的，这种杂乱的物理干预在一定程度上会扰乱使用者的呼吸节奏甚至会导致部分使用者心绪烦躁，这也就限制了施加物理干预的助眠方法的效果。

公开号为CN102553054A的专利记载了一种呼吸睡眠辅助装置及方法。通过安放在使用者头部附近的温度传感探头检测呼吸引起的与环境相异的温度变化来检测使用者的呼吸频率，然后控制声音和灯光按照呼吸频率亮暗变化从而实现睡眠引导。该方法的不足在于其只具备识别使用者呼吸频率的能力而不具备呼吸状态（吸气、呼气、停顿和气流速度）分析的和跟踪的功能，这也就导致其灯光亮度变化与呼吸过程只有频率的契合而缺乏强度和速度的契合，即灯光亮度上升和下降的时序和速度不能与呼、吸和停顿三个呼吸阶段相对应，而是凭经验进行设定。相比于简单的施加灯光和声音睡眠引导，这种方法实现了与呼吸频率的同步，一定程度上提高了灯光和声音助眠的效果，但是人在准备进入睡眠的阶段注意力很容易集中于外界施加的助眠干预，这种灯光亮度变化与呼吸状态的不一致性同样无法避免相对于呼吸节奏杂乱的问题。

发明内容

发明目的。

为了克服上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种通过实时监测使用者的呼吸信号、分析提取呼吸信号特征、跟踪使用者的呼吸状态（吸气、呼气、停顿和气流速度）从而控制助眠灯光的变化完全契合使用者的呼吸节律并能够判断使用者是否进入睡眠状态从而及时停止睡眠引导的睡眠辅助方法和装置。

本发明所采用的技术方案。

一种呼吸状态跟踪睡眠辅助装置，包括信号检测装置和主控制装置；所述的信号检测装置包括加速度计、温度传感器、第一蓝牙模块、第一单片机，加速度计、温度传感器及蓝牙模块与第一单片机的I/O口连接；所述的主控制装置包括第二单片机、LED及驱动电路、第二蓝牙模块，LED驱动电路的电流控制端口及蓝牙模块与第二单片机的I/O口连接；所述的信号检测装置通过蓝牙模块以无线通信的方式与主控制装置连接。

进一步地，所述的信号检测装置监测使用者的体温、体动和呼吸信号并通过第一蓝牙模块发送出去；所述的主控制装置通过第二蓝牙模块接收来自于信号检测装置的数据然后分析该数据得出使用者实时的睡眠状态、呼吸状态并根据这些结果控制LED灯光亮度做出改变。

更进一步地，所述信号检测装置利用加速度计监测受体动信号和呼吸信号调制的胸腹部起伏运动并转化为数字信号，然后第一单片机通过第一蓝牙模块将胸腹部起伏运动信号发送出去。

更进一步地，所述温度传感器将温度信息转换为电压信号，利用放大电路将电压信号放大，再由模拟-数字转换器将电压信号转换为数字信号从而把体温信号转换为数字信号；然后第一单片机通过第一蓝牙模块将体温的数字信号发送出去。

更进一步地，所述的温度传感器可以将温度信息转换为电压信号，利用放大电路将电压信号放大，再由模拟-数字转换器将电压信号转换为数字信号从而把体温信号转换为数字信号。