本發(fā)明涉及一種基于呼吸頻率調(diào)節(jié)的智能助眠方法。涉及專利分類號(hào)A61醫(yī)學(xué)或獸醫(yī)學(xué)；衛(wèi)生學(xué)A61M將介質(zhì)輸入人體內(nèi)或輸?shù)饺梭w上的器械A(chǔ)61M21/00引起知覺狀態(tài)改變的其他裝置或方法；用機(jī)械、光學(xué)或聲學(xué)方法產(chǎn)生或終止睡眠的裝置，如用于催眠的A61M21/02導(dǎo)致睡眠或放松的，例如直接神經(jīng)刺激、催眠、痛覺喪失。

背景技術(shù)：

公開號(hào)為CN102553054A的專利申請(qǐng)記載了一種利用呼吸調(diào)節(jié)聲光的睡眠輔助裝置。該發(fā)明通過(guò)檢測(cè)使用者的呼吸頻率，并根據(jù)該呼吸頻率調(diào)用聲光控制模塊以控制燈光信號(hào)按使用者的呼吸頻率有節(jié)奏的亮滅，并播放相應(yīng)周期的聲音片段，并通過(guò)逐漸降低的聲光強(qiáng)度與頻率自然引導(dǎo)使用者入睡。

公開號(hào)為CN101940812A的專利申請(qǐng)記載了一種含帶適合人體結(jié)構(gòu)的眼罩、封閉式耳機(jī)、MP3播放器的音樂(lè)睡眠儀。通過(guò)眼罩隔離光線刺激，利用特制的封閉式大耳機(jī)，罩住耳朵，減少外部聲音的刺激，高品質(zhì)音樂(lè)播放器播放輕柔的音樂(lè)，引導(dǎo)人放松。

聲光睡眠輔助裝置的使用者無(wú)法直觀的獲取、記錄睡眠數(shù)據(jù)，并根據(jù)自身使用狀況調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行。此外由于光照以及聲放均為公開形式，有礙于他人入睡。睡眠輔助儀器，缺乏因人而異的個(gè)性化設(shè)計(jì)，無(wú)法因使用者的個(gè)人的身體需求產(chǎn)生適合的入睡策略。另外由于使用者需進(jìn)行穿戴，會(huì)產(chǎn)生異物感，反而對(duì)睡眠造成影響。上述兩種睡眠輔助設(shè)備均無(wú)法實(shí)現(xiàn)用戶APP控制、顯示的功能，缺乏人機(jī)的交互界面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題的提出，而研制的一種基于呼吸頻率調(diào)節(jié)的智能助眠方法，包括如下步驟：

—采集對(duì)象N次呼吸的呼吸數(shù)據(jù)，計(jì)算呼吸頻率fn并記錄所述次數(shù)呼吸的時(shí)長(zhǎng)tn；

—比較所述的呼吸頻率fn與所述對(duì)象之前N次呼吸對(duì)應(yīng)的呼吸頻率f(n-1)；若呼吸頻率fn＞呼吸頻率f(n-1)，播放與所述呼吸頻率f(n-1)對(duì)應(yīng)的音頻文件；

若所述呼吸頻率fn≤呼吸頻率f(n-1)，播放與所述呼吸頻率fn對(duì)應(yīng)的音頻文件，直至判定對(duì)象入睡。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的所述判定對(duì)象入睡的方法如下：

計(jì)算所述對(duì)象多個(gè)N次呼吸時(shí)間長(zhǎng)tn與t(n+9)的均方差σ，若均方差σ至少連續(xù)6次出現(xiàn)遞減，判定當(dāng)前對(duì)象入睡，停止所述音頻文件的播放。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述N為10；音頻文件的播放頻率為單位時(shí)間1分鐘內(nèi)重復(fù)n-1次的自然音頻片段，n為當(dāng)前對(duì)象的N次呼吸對(duì)應(yīng)的呼吸頻率。

一種基于呼吸頻率調(diào)節(jié)的智能助眠方法，包括如下步驟：

—采集對(duì)象N1次呼吸的呼吸數(shù)據(jù)，計(jì)算每N1次呼吸的頻率f，若選定重復(fù)次數(shù)N1呼吸頻率f均不等于對(duì)象的自選呼吸頻率F；

則播放頻率為F的音頻；否則播放頻率為f的音頻，并進(jìn)入一般判定模式；

—比較對(duì)象N次呼吸的呼吸頻率fn與所述對(duì)象之前N次呼吸對(duì)應(yīng)的呼吸頻率f(n-1)；若呼吸頻率fn＞呼吸頻率f(n-1)，播放與所述呼吸頻率f(n-1)對(duì)應(yīng)的音頻文件；

若所述呼吸頻率fn≤呼吸頻率f(n-1)，播放與所述呼吸頻率fn對(duì)應(yīng)的音頻文件，直至判定對(duì)象入睡。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述判定對(duì)象入睡的方法如下：

計(jì)算所述對(duì)象多個(gè)N次呼吸時(shí)間長(zhǎng)tn與t(n+9)的均方差σ，若均方差σ至少連續(xù)6次出現(xiàn)遞減，判定當(dāng)前對(duì)象入睡，停止所述音頻文件的播放。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述N1為20。

一種智能助眠系統(tǒng)，包括：

呼吸采集單元，采集分析對(duì)象的呼吸數(shù)據(jù)；

存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)不同頻率的音頻文件；

處理單元，根據(jù)所述呼吸采集單元傳輸?shù)膶?duì)象的呼吸數(shù)據(jù)，分析對(duì)象N次呼吸的呼吸數(shù)據(jù)，計(jì)算呼吸頻率fn并記錄所述次數(shù)呼吸的時(shí)長(zhǎng)tn；

一般模式，比較所述的呼吸頻率fn與所述對(duì)象之前N次呼吸對(duì)應(yīng)的呼吸頻率f(n-1)；若呼吸頻率fn＞呼吸頻率f(n-1)，播放與所述呼吸頻率f(n-1)對(duì)應(yīng)的音頻文件；

若所述呼吸頻率fn≤呼吸頻率f(n-1)，控制播放單元播放與所述呼吸頻率fn對(duì)應(yīng)的音頻文件，直至判定對(duì)象入睡。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的播放單元為骨傳導(dǎo)播放器；所述的呼吸采集單元包括內(nèi)部帶有壓力傳感器的軟墊；所述的處理單元為與呼吸采集單元無(wú)線通信的智能移動(dòng)終端。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述處理單元判定對(duì)象入睡的方法如下：計(jì)算所述對(duì)象多個(gè)N次呼吸時(shí)間長(zhǎng)tn與t(n+9)的均方差σ，若均方差σ至少連續(xù)6次出現(xiàn)遞減，判定當(dāng)前對(duì)象入睡，停止所述音頻文件的播放。

更進(jìn)一步的，還具有快速助眠模式，該模式下，所述處理單元計(jì)算得出N1次呼吸的呼吸數(shù)據(jù)，計(jì)算每N1次呼吸的頻率f，若一定次數(shù)N1呼吸頻率f均不等于自選呼吸頻率F；

則播放頻率為F的音頻；否則播放頻率為f的音頻，并進(jìn)入如下的一般判定模式；

比較所述的呼吸頻率fn與所述對(duì)象之前N次呼吸對(duì)應(yīng)的呼吸頻率f(n-1)；若呼吸頻率fn＞呼吸頻率f(n-1)，播放與所述呼吸頻率f(n-1)對(duì)應(yīng)的音頻文件；

若所述呼吸頻率fn≤呼吸頻率f(n-1)，播放與所述呼吸頻率fn對(duì)應(yīng)的音頻文件，直至判定對(duì)象入睡。

附圖說(shuō)明

為了更清楚的說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的流程圖

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的流程圖

圖3為本發(fā)明的模塊圖

圖4為本發(fā)明的設(shè)備示意圖

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的描述：

實(shí)施例1

如圖1所示：一種基于呼吸頻率調(diào)節(jié)的智能助眠方法，典型的工作流程如下：

首先通過(guò)采集設(shè)備，不間斷的采集對(duì)象的呼吸數(shù)據(jù)，以對(duì)象每10次呼吸作為分析計(jì)量單位，計(jì)算第一個(gè)10次呼吸過(guò)程中的呼吸頻率f(n-1)并記錄所述10次呼吸的所用的時(shí)長(zhǎng)t(n-1)。

然后，同樣的計(jì)算之后的10次的呼吸頻率fn和完成10次呼吸的時(shí)長(zhǎng)tn，比較f(n-1)和fn。

若呼吸頻率fn＞呼吸頻率f(n-1)，則播放與所述呼吸頻率fn(n-1)頻率一致的音頻文件。若所述呼吸頻率fn≤呼吸頻率f(n-1)，播放與所述呼吸頻率fn對(duì)應(yīng)的音頻文件，直至判定對(duì)象入睡。

同時(shí)，根據(jù)對(duì)象的完成10次呼吸的時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行比較，計(jì)算所述對(duì)象多個(gè)N次呼吸時(shí)間長(zhǎng)tn與t(n+9)的均方差σ，若均方差σ至少連續(xù)6次出現(xiàn)遞減，判定當(dāng)前對(duì)象入睡，停止所述音頻文件的播放。

實(shí)施例2

如圖2所示：一種基于呼吸頻率調(diào)節(jié)的智能助眠方法，該方法適用于使用者根據(jù)習(xí)慣、經(jīng)驗(yàn)或者積累數(shù)據(jù)，優(yōu)先選擇與自身入睡時(shí)的呼吸頻率一致的呼吸頻率，即前述的自選呼吸頻率F，對(duì)自身進(jìn)行快速的助眠。

通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，判定用戶是否能跟住自己選擇的呼吸頻率的音樂(lè)的時(shí)長(zhǎng)大概在4.5到5分鐘，呼吸次數(shù)大約在60次左右。為了保證判定結(jié)果的精確性，系統(tǒng)需要做3次比較，即將60次呼吸劃分為三組，因此每次比較的時(shí)間段大概在90s。20次呼吸的時(shí)長(zhǎng)約為90s。

即首先采集對(duì)象20次呼吸的呼吸數(shù)據(jù)，計(jì)算每20次呼吸的頻率f，若一定時(shí)間段內(nèi)對(duì)象的呼吸次數(shù)20次呼吸的呼吸頻率f是否等于所述的自選呼吸頻率F。

若經(jīng)過(guò)3次統(tǒng)計(jì)，即記錄對(duì)象的總共60次呼吸的呼吸頻率f均不等于自選呼吸頻率F，則判定當(dāng)前對(duì)象沒(méi)有進(jìn)入睡眠前的呼吸平穩(wěn)狀態(tài)，繼續(xù)播放頻率為F的音頻；當(dāng)頻率相等時(shí)(由于一般的呼吸時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)，呼吸頻率的比較需要嚴(yán)格的相等)，判定當(dāng)前對(duì)象進(jìn)入呼吸平穩(wěn)狀態(tài)，則播放頻率為f的音頻，并進(jìn)入實(shí)施例1的判定模式。

首先通過(guò)采集設(shè)備，不間斷的采集對(duì)象的呼吸數(shù)據(jù)，以對(duì)象每20次呼吸作為分析計(jì)量單位，計(jì)算第一個(gè)20次呼吸過(guò)程中的呼吸頻率f(n-1)并記錄所述20次呼吸的所用的時(shí)長(zhǎng)t(n-1)。

然后，同樣的，計(jì)算之后的20次的呼吸頻率f(n)和完成20次呼吸的時(shí)長(zhǎng)t(n)，比較f(n-1)和fn，若呼吸頻率fn＞呼吸頻率f(n-1)，則播放與所述呼吸頻率fn(n-1)頻率一致的音頻文件。若所述呼吸頻率fn≤呼吸頻率f(n-1)，播放與所述呼吸頻率fn對(duì)應(yīng)的音頻文件，直至判定對(duì)象入睡。判定對(duì)象入眠的方式與實(shí)施例1中記載的方法類似。計(jì)算所述對(duì)象多個(gè)N次呼吸時(shí)間長(zhǎng)tn與t(n+9)的均方差σ，若均方差σ至少連續(xù)6次出現(xiàn)遞減，判定當(dāng)前對(duì)象入睡，停止所述音頻文件的播放。

在本發(fā)明(實(shí)施例1和2)中所述的音頻片段，均為模擬自然音頻，比如海浪聲、風(fēng)聲、樹林中鳥鳴聲等，符合白噪聲助眠的原理。所述的音頻文件與呼吸頻率對(duì)應(yīng)，即每種的每個(gè)片段的播放次數(shù)為該時(shí)段(分鐘)內(nèi)呼吸次數(shù)-1。若單個(gè)音頻文件的時(shí)長(zhǎng)超過(guò)播放的平均時(shí)長(zhǎng)，系統(tǒng)自動(dòng)截取音頻文件的長(zhǎng)度，已達(dá)到播放時(shí)間要求。

如圖3和4所示：一種基于呼吸頻率調(diào)節(jié)的智能助眠系統(tǒng)，采用實(shí)施例1和實(shí)施例2的判定方法，為了實(shí)現(xiàn)上述方法，主要包括

呼吸采集單元，采集分析對(duì)象的呼吸數(shù)據(jù)，主要包括傳感器1和主控盒2，傳感器1嵌在一5mm厚的膠材質(zhì)軟墊中，實(shí)時(shí)感知使用者呼吸導(dǎo)致的軀干變化產(chǎn)生的對(duì)軟墊的壓力變化。

存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)不同頻率的音頻文件。處理單元，根據(jù)所述呼吸采集單元傳輸?shù)膶?duì)象的呼吸數(shù)據(jù)，調(diào)取存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的不同頻率的音頻文件。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，主控盒主要包括：電壓電流轉(zhuǎn)換模塊21，該模塊對(duì)采集來(lái)的呼吸信號(hào)進(jìn)行處理，將原始信號(hào)通過(guò)211U/I轉(zhuǎn)化后成電流信號(hào)后放大，經(jīng)過(guò)放大器212放大后的信號(hào)，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元213完成A/D轉(zhuǎn)換傳輸給下一級(jí)做處理。其中音樂(lè)播放單元22主要為播放器的集成控制。經(jīng)藍(lán)牙回傳的控制信號(hào)調(diào)取音頻庫(kù)221中的音樂(lè)，經(jīng)音頻播放芯片222編碼、譯碼器的處理后，通過(guò)功放模塊223以及調(diào)音模塊224等部分的作用，最后由骨傳導(dǎo)設(shè)備225骨傳導(dǎo)放音。

處理單元在本實(shí)施例中選擇移動(dòng)終端4，比如手機(jī)或者PAD設(shè)備等，通過(guò)藍(lán)牙模塊與所述的控制盒2進(jìn)行雙向通信和控制。呼吸頻率通過(guò)42的處理生成控制信號(hào)，傳輸給藍(lán)牙模塊3，再由藍(lán)牙模塊3傳給221，以達(dá)到控制播放音頻的作用。界面顯示43供用戶直觀了解呼吸狀況以及睡眠狀況。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明可以是智能終端使用的APP，APP會(huì)根據(jù)從開始使用到用戶起床的一系列數(shù)值生成報(bào)表，供用戶直觀了解一晚的睡眠狀況。比如，之前所述的自選呼吸頻率F，就可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)生成，供使用者自選。在生成過(guò)程中，隨著數(shù)據(jù)的積累，自選呼吸頻率F也會(huì)隨時(shí)間調(diào)整，以便更為精確的適配使用者真實(shí)的睡眠時(shí)的呼吸頻率。

APP報(bào)表主要分為日、周、月、全部，主要反映了用戶的入睡時(shí)長(zhǎng)、睡眠質(zhì)量、睡眠時(shí)長(zhǎng)、深度與淺度睡眠比例，以及入睡呼吸頻率等數(shù)值。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。