專利名稱：一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種家用電器領(lǐng)域，尤其涉及到一種通過采集家電使用者睡眠時(shí)的 生理信息來控制家電工作的家電控制裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
大多數(shù)人一生中的睡眠時(shí)間超過生命的1/3。在人生的不同時(shí)期，人在睡眠或即將 睡眠時(shí)人會(huì)使用許多不同電器，如電扇、空調(diào)、電熱毯、臥室燈、電視機(jī)、嬰幼兒床等，由于睡 眠前后人的生理變化或生理需求不同，使用者希望在睡眠后或睡眠過程能智能調(diào)整或改變 家電的工作狀態(tài)，以便改善睡眠環(huán)境。目前已有研究表明人們的睡眠分為慢動(dòng)眼睡眠和快動(dòng)眼睡眠，兩種睡眠交替進(jìn) 行，在慢動(dòng)眼睡眠期間人的呼吸變淺、變慢而均勻，心率變慢，血壓下降，體表溫度下降，全 身肌肉松弛。在這個(gè)階段中，還可以分為打盹淺睡眠、中度睡眠、中度至深度睡眠和深度睡 眠四個(gè)階段。正常人平均20分鐘有一次大的姿勢(shì)調(diào)節(jié)，有的人甚至每5分鐘有一次姿勢(shì)調(diào) 節(jié)活動(dòng)，在此期間人體體溫下降。進(jìn)入睡眠約90分鐘后，人體進(jìn)入快動(dòng)眼，其特征是眼球快 速轉(zhuǎn)動(dòng)。在這個(gè)階段，人體的感覺功能進(jìn)一步減退，肌肉也更加松弛，肌腱反射消失。這時(shí) 的血壓較慢動(dòng)眼睡眠時(shí)升高，呼吸稍快且不規(guī)則，體溫、心率也有所升高。所以，根據(jù)以上對(duì)睡眠的研究本專利將監(jiān)測(cè)睡眠人的生理信息，如睡眠人的脈搏、 呼吸聲、心博、目艮動(dòng)、體動(dòng)、血壓、甚至腦電等信息，通過合適的信號(hào)處理方法，觀察到睡眠處 于進(jìn)入睡眠、慢眼動(dòng)睡眠、快眼動(dòng)睡眠、睡眠清醒等某階段，結(jié)合人們對(duì)睡眠時(shí)周圍不同家 電的需求特點(diǎn)采用不同的控制策略進(jìn)行智能控制。中國專利號(hào)為CN200810150343. 0的，名稱為基于人行為特征的家用空調(diào)智能溫 度控制系統(tǒng)的發(fā)明專利，公開了一種通過人的行為特征來調(diào)節(jié)家用空調(diào)的溫度的方法，包 括帶有送風(fēng)口的壓縮機(jī)以及與壓縮機(jī)相連的溫度控制器和變頻控制器，溫度控制器及變頻 控制器還分別與行為特征智能傳感器相連，特征智能傳感器包括運(yùn)動(dòng)探測(cè)器，信號(hào)放大器 和微控制單元，微控制單元的輸出端與溫度控制器和變頻控制器相連，且信號(hào)放大器的輸 入端還連接有溫度檢測(cè)器，該發(fā)明從人機(jī)工程學(xué)方面提出基于行為控制的控制系統(tǒng)，從人 的舒適度方面出發(fā)，利用空調(diào)的定向送風(fēng)，使人擺脫現(xiàn)在空調(diào)這種固定送風(fēng)的弊端，提高空 調(diào)的節(jié)能效率，通過行為智能傳感器檢測(cè)人的行為特征，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)機(jī)，而通過檢測(cè)人的 行為特征來進(jìn)行制冷(熱)量大小的控制，實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)的按需制冷或制熱，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，但由于 只能檢測(cè)人的行為特征，控制較粗糙，無法滿足睡眠狀態(tài)下的家電控制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決在睡眠狀態(tài)下無法對(duì)家電進(jìn)行精確控制的技術(shù)問題；提供一 種基于睡眠狀態(tài)的的家電控制裝置及其控制方法。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明主要是采用下述技術(shù)方案本發(fā)明的家電控制裝置包括生理信息監(jiān)測(cè)器和若干家電終端控制器，所述生理信息 監(jiān)測(cè)器與家電終端控制器通過無線通訊聯(lián)系或有線連接，家電終端控制器與相應(yīng)的家電連 接，所述生理信息監(jiān)測(cè)器包括中央處理器分析模塊、多傳感器檢測(cè)模塊、預(yù)置參數(shù)模塊和無 線/有線通訊模塊，各模塊通過總線連接，所述的多傳感器檢測(cè)模塊上設(shè)有生理信息傳感 器的接口，所述的家電終端控制器包括中央處理器模塊、無線/有線通訊模塊、預(yù)置運(yùn)行參 數(shù)模塊、運(yùn)行模式切換模塊和輸出控制模塊，所述的預(yù)置運(yùn)行參數(shù)模塊外接輸入板，所述運(yùn) 行模式切換模塊外接轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述的輸出控制模塊與相應(yīng)的家電連接，通過將使用者的 生理信息通過相應(yīng)傳感器采集并傳送到生理信息監(jiān)測(cè)器中加以分析處理，分析處理后形成 的控制信號(hào)通過無線或有線通訊的方式傳遞到家電終端控制器并進(jìn)而控制相應(yīng)的家電工 作，生理信息監(jiān)測(cè)器平時(shí)處于待機(jī)狀態(tài)，只有收到家電終端控制器發(fā)來的“開始睡眠監(jiān)測(cè)” 指令時(shí)才開始工作，在實(shí)際應(yīng)用中，一臺(tái)生理信息監(jiān)測(cè)器可結(jié)合一臺(tái)家電終端控制器使用， 控制一臺(tái)家電，也可以結(jié)合若干臺(tái)不同家電的終端控制器使用，進(jìn)而控制若干不同的家電。作為優(yōu)選，所述的多傳感器檢測(cè)模塊的接口上外接有生理信息傳感器，所述生理 信息傳感器包括脈搏傳感器、呼吸音傳感器、震動(dòng)傳感器、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器和腦電傳感器， 通過不同的傳感器將使用者的不同生理信息數(shù)據(jù)采集進(jìn)行分析。作為優(yōu)選，所述的脈搏傳感器為橈動(dòng)脈搏動(dòng)傳感器或指尖動(dòng)脈監(jiān)測(cè)傳感器，所述 脈搏傳感器為手腕配帶式或手指配帶式，通過脈搏信號(hào)可分析獲得家電使用者的心率、血壓等生理信息。作為優(yōu)選，所述的呼吸音傳感器為高靈敏度麥克風(fēng)，所述震動(dòng)傳感器為微動(dòng)式傳 感器，呼吸音傳感器和震動(dòng)傳感器設(shè)置在床墊或枕頭內(nèi)，通過呼吸音傳感器可獲取家電使 用者的呼吸頻率和輕重信號(hào)，通過震動(dòng)傳感器可獲取家電使用者的體動(dòng)信號(hào)、心跳頻率和 輕重信號(hào)，不接觸式傳感器能擴(kuò)大家電控制裝置的使用范圍，方便使用者。作為優(yōu)選，所述的眼球轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器為微動(dòng)眼罩傳感器，所述的腦電傳感器為多導(dǎo) 電極傳感器，眼球轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器和腦電傳感器均為頭部配戴式，通過眼動(dòng)傳感器可獲取使用 者進(jìn)入睡眠的眼動(dòng)頻率和速度信號(hào)，通過腦電傳感器可獲取使用者進(jìn)入睡眠時(shí)產(chǎn)生的θ 腦波信號(hào)和S腦波信號(hào)。作為優(yōu)選，所述的家電終端控制器為風(fēng)扇智能睡眠控制器或空調(diào)睡眠控制器或電 熱毯睡眠控制器或臥室燈睡眠控制器或電視機(jī)睡眠控制器或嬰幼兒床控制器。作為優(yōu)選，所述的風(fēng)扇智能睡眠控制器包括中央處理器模塊、預(yù)置調(diào)速輸入模塊、 運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊、無級(jí)調(diào)速輸出模塊、無線/有線收發(fā)模塊，各模塊通過總線連接，所述 的無級(jí)調(diào)速輸出模塊與風(fēng)扇電機(jī)連接，所述預(yù)置調(diào)速輸入模塊外接調(diào)速輸入板，所述運(yùn)行 模式轉(zhuǎn)換模塊外接轉(zhuǎn)換開關(guān)，風(fēng)扇智能睡眠控制器通過手工將風(fēng)扇參數(shù)輸入到控制器中， 使風(fēng)扇能在使用者睡眠時(shí)按預(yù)先設(shè)定的風(fēng)量和風(fēng)速工作，轉(zhuǎn)換開關(guān)使風(fēng)扇能工作在普通工 作模式或睡眠監(jiān)測(cè)模式，通過運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊判斷風(fēng)扇是否處于睡眠監(jiān)測(cè)檔位，無級(jí)調(diào) 速輸出模塊能使風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速平滑調(diào)整，風(fēng)力柔和，在睡眠監(jiān)測(cè)過程中風(fēng)扇智能睡眠控制器根據(jù)使用者的睡眠狀態(tài)和某些生理信息的變化在進(jìn)入睡眠和慢眼動(dòng)睡眠時(shí)降低風(fēng)速和風(fēng) 量、在快眼動(dòng)睡眠和睡眠清醒時(shí)提高風(fēng)速和風(fēng)量。作為優(yōu)選，所述的空調(diào)睡眠控制器包括中央處理模塊、預(yù)置運(yùn)行參數(shù)模塊、運(yùn)行模 式轉(zhuǎn)換模塊、輸出控制模塊和無線/有線收發(fā)模塊，所述輸出控制模塊與空調(diào)遙控器無線 連接，當(dāng)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換到睡眠監(jiān)測(cè)模式時(shí)，空調(diào)睡眠控制器通過無線/有線收發(fā) 模塊喚醒生理信息監(jiān)測(cè)器，并時(shí)刻等待生理信息監(jiān)測(cè)器發(fā)來的睡眠狀態(tài)信息，空調(diào)睡眠控 制器根據(jù)這些睡眠狀態(tài)信息調(diào)整設(shè)置的溫度，制冷時(shí)，將睡著后的設(shè)置溫度提高，制熱時(shí)， 將睡著后的溫度降低。作為優(yōu)選，所述的電熱毯睡眠控制器包括中央處理器模塊、手動(dòng)調(diào)溫輸入模塊、分 區(qū)溫度控制模塊、運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊、無級(jí)調(diào)溫輸出模塊和無線/有線收發(fā)模塊，所述無級(jí) 調(diào)溫輸出模塊與電熱毯連接，所述手動(dòng)調(diào)溫輸入模塊外接調(diào)溫輸入板，所述分區(qū)溫度控制 模塊外接分區(qū)控制開關(guān)，所述運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊外接轉(zhuǎn)換開關(guān)，分區(qū)分時(shí)控制能分別控制 使用者的身體和腳部溫度，滿足使用者睡眠過程的不同要求，有利于使用者的健康。作為優(yōu)選，所述的臥室燈睡眠控制器包括中央處理器模塊、手動(dòng)調(diào)光輸入模塊、無 級(jí)調(diào)光輸出模塊、運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊和無線/有線收發(fā)模塊，所述手動(dòng)調(diào)光輸入模塊外接 調(diào)光開關(guān)，所述無級(jí)調(diào)光輸出模塊與臥室燈連接，運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊外接轉(zhuǎn)換開關(guān)，在睡眠 監(jiān)測(cè)模式下臥室燈根據(jù)使用者的睡眠狀態(tài)自動(dòng)開關(guān)切換，當(dāng)使用者進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，臥室 燈亮度變暗直至關(guān)閉；當(dāng)使用者在夜間醒來時(shí)，臥室燈自動(dòng)打開，亮度由暗變亮。作為優(yōu)選，所述的電視機(jī)睡眠控制器包括中央處理模塊、預(yù)置運(yùn)行參數(shù)模塊、運(yùn)行 模式轉(zhuǎn)換模塊、輸出控制模塊和無線/有線收發(fā)模塊，所述輸出控制模塊與電視機(jī)遙控器 無線連接，當(dāng)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換到睡眠監(jiān)測(cè)模式時(shí)，電視機(jī)睡眠控制器通過無線/有 線收發(fā)模塊喚醒生理信息監(jiān)測(cè)器，并時(shí)刻等待生理信息監(jiān)測(cè)器發(fā)來的睡眠狀態(tài)信息，當(dāng)判 斷使用者進(jìn)入睡眠時(shí)關(guān)掉電視機(jī)。作為優(yōu)選，所述的嬰幼兒床控制器包括中央處理器模塊、無線/有線收發(fā)模塊、報(bào) 警模塊、床體驅(qū)動(dòng)模塊、床燈無級(jí)調(diào)光模塊和錄音播放模塊，所述報(bào)警模塊與照看人提醒器 連接，所述床體驅(qū)動(dòng)模塊與床體驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述床燈無級(jí)調(diào)光模塊與床燈連接，所述錄 音播放模塊與床體音響電連接，當(dāng)嬰幼兒睡眠時(shí)，嬰幼兒床控制器控制床體輕輕搖晃，催眠 曲響起，床燈變暗，使嬰幼兒慢慢入睡；如嬰幼兒完全入睡，則停止床體搖晃，床燈和聲音均 關(guān)閉；若嬰幼兒醒來床體輕輕搖晃，照看人的聲音或催眠曲響起，床燈漸亮，催嬰幼兒再次 入眠；若醒來開始持續(xù)吵鬧或哭泣，則報(bào)警模塊無線發(fā)送信號(hào)給照看人提醒器提醒照看人眉、ο本發(fā)明的家電控制方法包括如下生理信息監(jiān)測(cè)器控制方法和家電終端控制器控 制方法，步驟如下1)生理信息監(jiān)控器工作步驟A.將預(yù)先設(shè)計(jì)好的生理信息采集和分析程序固化芯片置于中央處理器模塊內(nèi)，家電 使用者打開生理信息監(jiān)測(cè)器，生理信息監(jiān)測(cè)器處于待機(jī)狀態(tài)；B.當(dāng)家電終端控制器發(fā)來“開始睡眠監(jiān)測(cè)”指令，生理信息監(jiān)測(cè)器開始運(yùn)行，時(shí)刻監(jiān) 測(cè)、記錄家電使用者的各項(xiàng)生理參數(shù)(脈搏、呼吸聲、心博、眼動(dòng)、翻身和腦電)并通過相應(yīng)的 傳感器進(jìn)入多傳感器檢測(cè)模塊；C.中央處理器分析模塊對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出脈搏、呼吸聲、心率、眼動(dòng)、翻身 和腦電等生理信息的變化和變化速率，并根據(jù)這些變化和變化速率判斷該家電使用者的睡 眠狀態(tài)；如開始入睡時(shí)，人的呼吸變淺、變慢而均勻，心率變慢，血壓下降，體表溫度下降，肌 肉偶爾抽搐；當(dāng)進(jìn)入熟睡階段時(shí)，大腦開始產(chǎn)生θ腦波信號(hào)和δ腦波信號(hào)，在快動(dòng)眼睡眠 時(shí)呼吸稍快且不規(guī)則，心率也有所升高，體動(dòng)頻繁，眼動(dòng)加快；D.將該家電使用者的睡眠狀態(tài)和生理變化信息通過無線/有線收發(fā)模塊傳輸?shù)郊译?終端控制器中，并進(jìn)而控制相應(yīng)的家電運(yùn)行。2)家電終端控制器的工作步驟Α.打開家電終端控制器，通過手工輸入的方法將預(yù)先設(shè)定的家電運(yùn)行參數(shù)輸入到預(yù)置 運(yùn)行參數(shù)模塊；B.通過運(yùn)行模式切換模塊判斷家電是否處于睡眠監(jiān)測(cè)檔位，如處于睡眠監(jiān)測(cè)檔位，則 通過無線/有線收發(fā)模塊向生理監(jiān)測(cè)控制器發(fā)出啟動(dòng)睡眠監(jiān)測(cè)指令，喚醒生理監(jiān)測(cè)控器運(yùn) 行，同時(shí)家電終端控制器準(zhǔn)備接收生理監(jiān)測(cè)控器的信息；C.當(dāng)家電終端控制器接收到生理監(jiān)測(cè)控制器發(fā)來的家電使用者的睡眠狀態(tài)信息和生 理變化信息，根據(jù)不同的家電智能控制策略并依照當(dāng)前家電動(dòng)行狀態(tài)向輸出控制模塊發(fā)出 控制命令；D.輸出控制模塊根據(jù)各種家電需要調(diào)整或改變家電運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果是通過生理信息傳感器采集和監(jiān)測(cè)使用者睡眠過程的生理信息參 數(shù)，通過信息挖掘，判斷使用者是進(jìn)入睡眠還是醒來，睡眠是處于慢動(dòng)眼睡眠(或稱慢波睡 眠)階段還是處于和快動(dòng)眼睡眠(或稱異相睡眠)階段，根據(jù)睡眠前后使用者對(duì)周圍家電不 同需求制定不同的智能控制策略，精確地控制家電工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)家電智能化，以改善使用 者的睡眠環(huán)境，提高睡眠質(zhì)量，合理利用家電，實(shí)現(xiàn)智能節(jié)能。


圖1是本發(fā)明的家電控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的一種風(fēng)扇智能睡眠控制器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的一種空調(diào)睡眠控制器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的一種電熱毯睡眠控制器結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的一種臥室燈睡眠控制器結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明的一種電視機(jī)睡眠控制器結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明的一種嬰幼兒床控制器結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明的一種家電控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.生理信息監(jiān)測(cè)器，11.多傳感器監(jiān)測(cè)模塊，111.脈搏傳感器，112.呼吸音 傳感器，113.腦電傳感器，114.震動(dòng)傳感器，115.眼球轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器，12.中央處理器分析模 塊，13.無線/有線通訊模塊，14.預(yù)置參數(shù)模塊，2.家電終端控制器，21.無線/有線收發(fā)模 塊，22.中央處理器模塊，23.預(yù)置運(yùn)行參數(shù)模塊，231.輸入板，24.運(yùn)行模式切換模塊，241. 轉(zhuǎn)換開關(guān)，25.輸出控制模塊，26.家電，3.風(fēng)扇智能睡眠控制器，31.無級(jí)調(diào)速輸出模塊， 32.風(fēng)扇電機(jī)，33.預(yù)置調(diào)速輸入模塊，331.調(diào)速輸入板，4.空調(diào)睡眠控制器，41.空調(diào)遙控器，5.電熱毯睡眠控制器，51.無級(jí)調(diào)溫輸出模塊，52.電熱毯，53.手動(dòng)調(diào)溫輸入模塊，531. 調(diào)溫輸入板，54.分區(qū)溫度控制模塊，541.分區(qū)控制開關(guān)，6.臥室燈睡眠控制器，61.無級(jí) 調(diào)光輸出模塊，62.臥室燈，63.手動(dòng)調(diào)光輸入模塊，631.調(diào)光開關(guān)，7.電視機(jī)睡眠控制器， 71.電視機(jī)遙控器，8.嬰幼兒床控制器，81.報(bào)警模塊，811.照看人提醒器，82.床體驅(qū)動(dòng)模 塊，821.床體驅(qū)動(dòng)電機(jī)，83.床燈無級(jí)調(diào)光模塊，831.床燈，84.錄音播放模塊，841.床體音 響。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例1 本實(shí)施例1的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，如圖1、圖2 所示，包括生理信息監(jiān)測(cè)器1和風(fēng)扇智能睡眠控制器3，生理信息監(jiān)測(cè)器與風(fēng)扇智能睡眠控 制器通過無線通訊方式聯(lián)系，風(fēng)扇睡眠控制器與風(fēng)扇電機(jī)32連接，生理信息監(jiān)測(cè)器包括中 央處理器分析模塊12、多傳感器檢測(cè)模塊11、預(yù)置參數(shù)模塊14和無線/有線通訊模塊13， 多傳感器檢測(cè)模塊上設(shè)計(jì)有脈搏、呼吸音、震動(dòng)、眼動(dòng)和腦電傳感器的接口，通過接口，多傳 感器檢測(cè)模塊外接有脈搏傳感器111、呼吸音傳感器112、震動(dòng)傳感器114、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器 115和腦電傳感器113，脈搏傳感器為配帶式指尖動(dòng)脈監(jiān)測(cè)傳感器，呼吸音傳感器為高靈敏 度麥克風(fēng)，震動(dòng)傳感器為微動(dòng)式傳感器，呼吸音傳感器和震動(dòng)傳感器均設(shè)置在枕頭內(nèi)，眼球 轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器為頭部配帶式微動(dòng)眼罩傳感器，腦電傳感器為頭部配帶式多導(dǎo)電極傳感器；風(fēng) 扇智能睡眠控制器包括中央處理器模塊22、預(yù)置調(diào)速輸入模塊33、運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊24、 無級(jí)調(diào)速輸出模塊31、無線/有線收發(fā)模塊21，無級(jí)調(diào)速輸出模塊與風(fēng)扇電機(jī)32電連接， 預(yù)置調(diào)速輸入模塊外接調(diào)速輸入板331，運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊外接轉(zhuǎn)換開關(guān)241 ；風(fēng)扇智能 睡眠控制器工作時(shí)，使用者先通過調(diào)速輸入板手工將睡眠時(shí)所需的風(fēng)扇參數(shù)輸入到風(fēng)扇智 能睡眠控制器中，當(dāng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)到睡眠監(jiān)測(cè)檔位時(shí)，風(fēng)扇智能睡眠控制器通過無線通訊 聯(lián)系向生理信息監(jiān)測(cè)器發(fā)出工作信號(hào)，生理信息監(jiān)測(cè)器開始運(yùn)行，各相關(guān)的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)使用者睡眠狀態(tài)生理信息并通過多傳感器檢測(cè)模塊和中央處理器分析模塊對(duì)生理信息 參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比判斷使用者的睡眠狀況，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序?qū)L(fēng)扇使用者的睡眠狀 態(tài)和生理變化信息通過無線/有線通訊方式發(fā)給風(fēng)扇智能睡眠控制器，進(jìn)而控制風(fēng)扇的運(yùn) 行。實(shí)施例2 本實(shí)施例2的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，如圖1、圖3所 示，包括生理信息監(jiān)測(cè)器1和空調(diào)睡眠控制器4，空調(diào)睡眠控制器包括中央處理模塊22、預(yù) 置運(yùn)行參數(shù)模塊23、運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊M、輸出控制模塊25和無線/有線收發(fā)模塊21，所 述輸出控制模塊與空調(diào)遙控器41無線連接，當(dāng)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換到睡眠監(jiān)測(cè)檔位時(shí)， 空調(diào)睡眠控制器通過無線/有線收發(fā)模塊喚醒生理信息監(jiān)測(cè)器，并時(shí)刻等待生理信息監(jiān)測(cè) 器發(fā)來的睡眠狀態(tài)信息，空調(diào)睡眠控制器根據(jù)這些睡眠狀態(tài)信息調(diào)整設(shè)置的溫度，本實(shí)施 例的其它部分均與實(shí)施例1的相應(yīng)部分類同，本文不再贅述。實(shí)施例3 本實(shí)施例3的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，如圖1、圖4所 示，包括生理信息監(jiān)測(cè)器1和電熱毯睡眠控制器5，生理信息監(jiān)測(cè)器與電熱毯睡眠控制器通 過無線通訊方式聯(lián)系，電熱毯睡眠控制器包括中央處理器模塊22、手動(dòng)調(diào)溫輸入模塊53、分區(qū)溫度控制模塊M、無級(jí)調(diào)溫輸出模塊51和無線/有線收發(fā)模塊21，無級(jí)調(diào)溫輸出模塊 與電熱毯52電連接，手動(dòng)調(diào)溫輸入模塊外接調(diào)溫輸入板531，分區(qū)溫度控制模塊外接分區(qū) 控制開關(guān)討1，電熱毯睡眠控制器工作時(shí)，使用者先通過調(diào)溫輸入板手工將睡眠時(shí)所需的電 熱毯參數(shù)輸入到電熱毯睡眠控制器中，當(dāng)將運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)到睡眠監(jiān)測(cè)檔位時(shí)，電熱 毯睡眠控制器通過無線通訊向生理信息監(jiān)測(cè)器發(fā)出工作信號(hào)，生理信息監(jiān)測(cè)器開始運(yùn)行， 各相關(guān)的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用者的生理信息并通過多傳感器檢測(cè)模塊和中央處理器分析 模塊對(duì)生理信息參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比判斷使用者的睡眠狀況，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序?qū)㈦姛?毯使用者的睡眠狀態(tài)和生理變化信息通過無線或有線通訊方式發(fā)給電熱毯睡眠控制器，電 熱毯睡眠控制器根據(jù)睡眠需要控制電熱毯的分區(qū)分時(shí)運(yùn)行，本實(shí)施例的其它部分均與實(shí)施 例1的相應(yīng)部分類同，本文不再贅述。實(shí)施例4 本實(shí)施例4的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，如圖1、圖5 所示，包括生理信息監(jiān)測(cè)器1和臥室燈睡眠控制器6，生理信息監(jiān)測(cè)器與臥室燈睡眠控制 器通過無線通訊方式聯(lián)系，臥室燈睡眠控制器包括中央處理器模塊22、手動(dòng)調(diào)光輸入模塊 63、無級(jí)調(diào)光輸出模塊61、運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊M和無線/有線收發(fā)模塊21，手動(dòng)調(diào)光輸入 模塊外接調(diào)光開關(guān)631，無級(jí)調(diào)光輸出模塊與臥室燈62電連接，運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊外接轉(zhuǎn) 換開關(guān)M1，臥室燈睡眠控制器工作時(shí)，使用人先通過調(diào)光開關(guān)手工將睡眠時(shí)所需的臥室燈 控制參數(shù)輸入到臥室燈睡眠控制器中，當(dāng)將運(yùn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)到睡眠監(jiān)測(cè)檔位時(shí)，臥室燈睡 眠控制器通過無線通訊聯(lián)系向生理信息監(jiān)測(cè)器發(fā)出工作信號(hào)，生理信息監(jiān)測(cè)器開始運(yùn)行， 各相關(guān)的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用者的生理信息并通過多傳感器檢測(cè)模塊和中央處理器分析 模塊對(duì)生理信息參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比判斷使用者的睡眠狀況，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序?qū)⑴P室 燈使用者的睡眠狀態(tài)和生理變化信息通過無線或有線通訊方式發(fā)給臥室燈睡眠控制器，當(dāng) 開始進(jìn)入睡眠時(shí)，無級(jí)調(diào)光輸出模塊逐步調(diào)低燈光亮度，進(jìn)入深度睡眠時(shí)關(guān)閉燈光，在天亮 前，當(dāng)監(jiān)測(cè)到睡醒時(shí)開燈并逐步調(diào)高亮度，本實(shí)施例的其它部分均與實(shí)施例1的相應(yīng)部分 類同，本文不再贅述。實(shí)施例5 本實(shí)施例5的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，如圖1、圖6 所示，包括生理信息監(jiān)測(cè)器1和電視機(jī)睡眠控制器7，電視機(jī)睡眠控制器包括中央處理模塊 22、預(yù)置運(yùn)行參數(shù)模塊23、運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊M、輸出控制模塊25和無線/有線收發(fā)模塊 21，輸出控制模塊與電視機(jī)遙控器71無線連接，當(dāng)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換到睡眠監(jiān)測(cè)模式 時(shí)，電視機(jī)睡眠控制器將信息通過無線/有線收發(fā)模塊發(fā)送到生理信息監(jiān)測(cè)器，使生理信 息監(jiān)測(cè)器工作并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用者的睡眠生理信息，當(dāng)判斷使用者進(jìn)入睡眠時(shí)，生理信息監(jiān) 測(cè)器向電視機(jī)睡眠控制器發(fā)送使用者睡眠狀態(tài)參數(shù)，電視機(jī)睡眠控制器通過電視機(jī)遙控器 關(guān)掉電視機(jī)，本實(shí)施例的其它部分均與實(shí)施例1的相應(yīng)部分類同，本文不再贅述。實(shí)施例6 本實(shí)施例6的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，如圖1、圖7所 示，包括生理信息監(jiān)測(cè)器1和嬰幼兒床控制器8，生理信息監(jiān)測(cè)器與嬰幼兒床控制器通過有 線通訊方式聯(lián)系，嬰幼兒床控制器包括中央處理器模塊22、無線/有線收發(fā)模塊21、報(bào)警模 塊81、床體驅(qū)動(dòng)模塊82、床燈無級(jí)調(diào)光模塊83和錄音播放模塊84，床體驅(qū)動(dòng)模塊與床體驅(qū) 動(dòng)電機(jī)821電連接，床燈無級(jí)調(diào)光模塊與床燈831電連接，錄音播放模塊與床體音響841電 連接，當(dāng)嬰幼兒睡眠時(shí)，嬰幼兒床控制器向生理信息監(jiān)測(cè)器發(fā)出信號(hào)，生理信息監(jiān)測(cè)器工作 并把使用者的睡眠狀態(tài)和生理變化信息通過無線或有線通訊方式發(fā)給控制嬰幼兒床控制器，當(dāng)嬰幼兒睡眠時(shí)，嬰幼兒床控制器控制床體輕輕搖晃，催眠曲響起，床燈變暗，使嬰幼兒 慢慢入睡；如嬰幼兒完全入睡，則停止床體搖晃，床燈和聲音均關(guān)閉；若嬰幼兒醒來床體輕 輕搖晃，照看人的聲音或催眠曲響起，床燈漸亮，催嬰幼兒再次入眠；若醒來開始持續(xù)吵鬧 或哭泣，則報(bào)警模塊無線發(fā)送信號(hào)給照看人提醒器提醒照看人注意。本實(shí)施例的其它部分 均與實(shí)施例1的相應(yīng)部分類同，本文不再贅述。實(shí)施例7 本實(shí)施例7的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，如圖1、圖8所 示，包括生理信息監(jiān)測(cè)器1和風(fēng)扇智能睡眠控制器3、臥室燈睡眠控制器6、電視機(jī)睡眠控 制器7，生理信息監(jiān)測(cè)器分別與風(fēng)扇、電視機(jī)、臥室燈睡眠控制器通過無線通訊方式聯(lián)系，無 論哪個(gè)控制器發(fā)出睡眠信號(hào)，生理信息監(jiān)測(cè)器均開始工作并監(jiān)測(cè)使用者的睡眠狀態(tài)生理信 息，不同家電睡眠控制器使用者的睡眠狀態(tài)和生理變化信息后，根據(jù)不同家電控制策略控 制相應(yīng)的家電，本實(shí)施例的其它部分與實(shí)施例1、實(shí)施例4和實(shí)施例5的相應(yīng)部分類同，本文 不再贅述。以上說明并非對(duì)本發(fā)明作了限制，本發(fā)明也不僅限于上述說明的舉例，本技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所作出的變化、改型、增添或替換，都應(yīng)視為本發(fā) 明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特征在于所述家電控制裝置包括生 理信息監(jiān)測(cè)器(1)和一臺(tái)或若干臺(tái)家電終端控制器(2)，所述生理信息監(jiān)測(cè)器與家電終端 控制器通過無線通訊聯(lián)系或有線連接，家電終端控制器與相應(yīng)的家電連接，生理信息監(jiān)測(cè) 器包括中央處理器分析模塊(12)、多傳感器檢測(cè)模塊(11)、預(yù)置參數(shù)模塊(14)和無線/有 線通訊模塊(13)，所述的多傳感器檢測(cè)模塊上設(shè)有生理信息傳感器的接口，所述的家電終 端控制器包括中央處理器模塊(22)、無線/有線收發(fā)模塊(21)、預(yù)置運(yùn)行參數(shù)模塊(23)、運(yùn) 行模式切換模塊(24)和輸出控制模塊(25)，所述的預(yù)置運(yùn)行參數(shù)模塊外接輸入板(231)， 所述運(yùn)行模式切換模塊外接轉(zhuǎn)換開關(guān)(241)，所述的輸出控制模塊與相應(yīng)的家電(26)連 接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特征在于所 述的多傳感器檢測(cè)模塊(11)的接口上外接有生理信息傳感器，所述生理信息傳感器包括脈 搏傳感器(111)、呼吸音傳感器(112)、腦電傳感器(113)、震動(dòng)傳感器(114)和眼球轉(zhuǎn)動(dòng)傳 感器(115)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特征在于所 述的脈搏傳感器(111)為橈動(dòng)脈搏動(dòng)傳感器或指尖動(dòng)脈監(jiān)測(cè)傳感器，所述脈搏傳感器為手 腕配帶式或手指配帶式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特征在于所 述的呼吸音傳感器(112)為高靈敏度麥克風(fēng)，所述震動(dòng)傳感器(114)為微動(dòng)式傳感器，呼吸 音傳感器和震動(dòng)傳感器設(shè)置在床墊或枕頭內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特征 在于所述的眼球轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器(115)為微動(dòng)眼罩傳感器，所述的腦電傳感器(113)為多導(dǎo)電 極傳感器，眼球轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器和腦電傳感器為頭部配戴式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特征在于所 述的家電終端控制器(2)為風(fēng)扇智能睡眠控制器(3)或空調(diào)睡眠控制器(4)或電熱毯睡眠 控制器(5)或臥室燈睡眠控制器(6)或電視機(jī)睡眠控制器(7)或嬰幼兒床控制器(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特征在于所 述的風(fēng)扇智能睡眠控制器(3)包括中央處理器模塊(22)、預(yù)置調(diào)速輸入模塊(33)、運(yùn)行模 式轉(zhuǎn)換模塊(24)、無級(jí)調(diào)速輸出模塊(31)、無線/有線收發(fā)模塊(21)，各模塊通過總線連 接，所述的無級(jí)調(diào)速輸出模塊與風(fēng)扇電機(jī)(32)連接，所述預(yù)置調(diào)速輸入模塊外接調(diào)速輸入 板(331)，所述運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊外接轉(zhuǎn)換開關(guān)(241)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特征在于 所述的空調(diào)睡眠控制器(4)包括中央處理模塊(22)、預(yù)置運(yùn)行參數(shù)模塊(23)、運(yùn)行模式轉(zhuǎn) 換模塊(24)、輸出控制模塊(25)和無線/有線收發(fā)模塊(21)，所述的預(yù)置運(yùn)行參數(shù)模塊外 接輸入板(231)，所述運(yùn)行模式切換模塊外接轉(zhuǎn)換開關(guān)(241)，所述輸出控制模塊與空調(diào)遙 控器(41)無線連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特征在于 所述的電熱毯睡眠控制器(5)包括中央處理器模塊(22)、手動(dòng)調(diào)溫輸入模塊(53)、分區(qū)溫 度控制模塊(54)、運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊(24)、無級(jí)調(diào)溫輸出模塊(51)和無線/有線收發(fā)模塊 (21)，所述無級(jí)調(diào)溫輸出模塊與電熱毯(52)連接，所述手動(dòng)調(diào)溫輸入模塊外接調(diào)溫輸入板(531)，所述分區(qū)溫度控制模塊外接分區(qū)控制開關(guān)(541)，所述運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊外接轉(zhuǎn)換 開關(guān)(Ml)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特征在于所 述的臥室燈睡眠控制器(6)包括中央處理器模塊(22)、手動(dòng)調(diào)光輸入模塊(63)、無級(jí)調(diào)光 輸出模塊(61)、運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊(24)和無線/有線收發(fā)模塊(21)，所述手動(dòng)調(diào)光輸入模 塊外接調(diào)光開關(guān)(631)，所述無級(jí)調(diào)光輸出模塊與臥室燈(62)連接，運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換模塊外 接轉(zhuǎn)換開關(guān)(241)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特征在于所 述的電視機(jī)睡眠控制器(7)包括中央處理模塊(22)、預(yù)置運(yùn)行參數(shù)模塊(23)、運(yùn)行模式轉(zhuǎn) 換模塊(24)、輸出控制模塊(25)和無線/有線收發(fā)模塊(21)，所述的預(yù)置運(yùn)行參數(shù)模塊外 接輸入板(231)，所述運(yùn)行模式切換模塊外接轉(zhuǎn)換開關(guān)(241)，所述輸出控制模塊與電視機(jī) 遙控器(71)無線連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求6或10或11所述的一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置，其特 征在于所述的嬰幼兒床控制器(8)包括中央處理器模塊(22)、無線/有線收發(fā)模塊(21)、 報(bào)警模塊(81)、床體驅(qū)動(dòng)模塊(82)、床燈無級(jí)調(diào)光模塊(83)和錄音播放模塊(84)，所述報(bào) 警模塊與照看人提醒器(811)連接，所述床體驅(qū)動(dòng)模塊與床體驅(qū)動(dòng)電機(jī)(821)連接，所述床 燈無級(jí)調(diào)光模塊與床燈(831)連接，所述錄音播放模塊與床體音響(841)連接。
13.一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制方法，其特征在于所述的家電控制方法包 括如下生理信息監(jiān)測(cè)器控制方法和家電終端控制器控制方法，步驟如下1)生理信息監(jiān)測(cè)器工作步驟將預(yù)先設(shè)計(jì)好的生理信息采集和分析程序固化芯片置于中央處理器分析模塊內(nèi)，家電 使用者打開生理信息監(jiān)測(cè)器，生理信息監(jiān)測(cè)器處于待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)家電終端控制器發(fā)來“開始睡眠監(jiān)測(cè)”指令，生理信息監(jiān)測(cè)器開始運(yùn)行，時(shí)刻監(jiān)測(cè)記 錄家電使用者的各項(xiàng)生理參數(shù)(脈搏、呼吸聲、心博、眼動(dòng)、翻身和腦電)并通過相應(yīng)的傳感 器進(jìn)入多傳感器檢測(cè)模塊；中央處理器分析模塊對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出脈搏、呼吸聲、心率、眼動(dòng)翻身和 腦電等生理信息的變化和變化速率，并根據(jù)這些變化和變化速率判斷該家電使用者的睡眠 狀態(tài)；將該家電使用者的睡眠狀態(tài)和生理信息變化情況通過無線/有線收發(fā)模塊傳輸?shù)郊?電終端控制器中，并進(jìn)而控制相應(yīng)的家電運(yùn)行； 2)家電終端控制器的工作步驟打開家電終端控制器，通過手工輸入的方法將預(yù)先設(shè)定的家電運(yùn)行參數(shù)輸入到預(yù)置運(yùn) 行參數(shù)模塊；通過運(yùn)行模式切換模塊判斷家電是否處于睡眠監(jiān)測(cè)檔位，如處于睡眠監(jiān)測(cè)檔位，則通 過無線/有線收發(fā)模塊向生理信息監(jiān)測(cè)器發(fā)出啟動(dòng)睡眠監(jiān)測(cè)指令，喚醒生理信息監(jiān)測(cè)器運(yùn) 行；當(dāng)家電終端控制器接收到生理信息監(jiān)測(cè)器發(fā)回的家電使用者的睡眠狀態(tài)信息，根據(jù)不 同的家電智能控制策略并依照當(dāng)前家電動(dòng)行狀態(tài)向輸出控制模塊發(fā)出控制命令；輸出控制模塊根據(jù)各種家電需要調(diào)整或改變家電運(yùn)行狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于使用者睡眠狀態(tài)的家電控制裝置及其控制方法，包括生理信息監(jiān)測(cè)器和若干臺(tái)家電終端控制器，生理信息監(jiān)測(cè)器與家電終端控制器無線或有線連接，生理信息監(jiān)測(cè)器外接有監(jiān)測(cè)使用者睡眠狀態(tài)的生理信息傳感器，家電終端控制器控制相應(yīng)的家電工作，本發(fā)明通過生理信息傳感器采集和監(jiān)測(cè)使用者睡眠時(shí)的各項(xiàng)生理信息參數(shù)，通過信息挖掘，判斷使用者是進(jìn)入睡眠還是醒來，睡眠是處于慢動(dòng)眼睡眠(或稱慢波睡眠)階段還是處于和快動(dòng)眼睡眠(或稱異相睡眠)階段，從而通過家電終端控制器精確控制家電的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)家電智能化，提高家電使用者的睡眠質(zhì)量，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
文檔編號(hào)G05B19/04GK102043385SQ201010299948
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者劉妹琴, 孟濬, 張國宏 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)