一种新型智能助眠和自然唤醒的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及助眠和唤醒技术领域，更具体而言，涉及一种新型智能助眠和自然唤醒的装置，具体是一种基于虚拟摇摆节拍和脑电信号生物反馈的智能助眠和自然唤醒系统；首包括DSP处理器、睡眠时相测量设备、人机交互设备、电源控制设备、音频发生设备和数据存储和通讯设备，睡眠时相测量设备由多个传感器构成，人机交互设备包括人机按键接口和实时时钟模块，电源控制设备包括开关和供电模块，音频发生设备包括音频数据存储器、音频播放器和左右声道立体声耳机，数据存储和通讯设备包括睡眠数据存储器、USB和蓝牙，利用双耳音频节拍原理，逐步激发较低频率或较高频率的脑波用于助眠或自然唤醒；本实用新型专利技术主要应用在睡眠方面。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及助眠和唤醒
，更具体而言，涉及一种新型智能助眠和自然唤醒的装置，具体是一种基于虚拟摇摆节拍和脑电信号生物反馈的智能助眠和自然唤醒系统。
技术介绍
睡眠主要有五个阶段，睡眠1期、2期、3期、4期和快速眼动期。这五个阶段周而复始的循环，从1期开始，然后进入快速眼动期，再经过2、3、4期，再回到睡眠1期，进行下一轮循环。睡眠1期是入睡期，大脑神经θ波在这个阶段出现，α波减少。人体处于睡眠和欲睡的过渡期，这个阶段眼球运动很慢，肌肉松驰下来，时而清醒，时而睡着，这个时期很容易完全清醒过来；在睡眠2期，眼球停止运动，脑电波频率降低，这个时期脑电波会出现阵发性的纺锤梭型波和K复合波，纺锤梭型波实际上是α波变异出来的δ波；在睡眠3期，这个时期是中度睡眠期，脑波频率进一步降低，δ波出现；在睡眠4期，大脑主要产生δ波，人体进入深睡。睡眠的1、2、3、4期合起来被称做慢波睡眠，快速眼动期被称为快波睡眠，在慢波睡眠中，脑电波呈现慢波状态，视、嗅、听、触等感觉功能减退，肌肉活动减弱，呼吸和心跳缓慢。快波睡眠期，心跳和呼吸加快，血压增高，眼球会快速运动，这个期间人体可能做奇怪的梦。睡眠中人大约50％的时间是在睡眠2期，20％时间在快速眼动期，剩下的30％在其他的三个时期。睡眠的每一个阶段都与某类大脑活动相关，当人脑处于清醒的意识，精神处于紧张状态，这时呈现的脑电波是β波，脑波在该波段主要频率范围在14-30HZ之间，低频段β波与人体的失眠密切相关，激发适度的β波有助于改善情绪、体能和注意力；清醒并且放松的状态主要与α波相关，大约在8HZ-14HZ，在α波为优势脑波时，人的意识清醒，但身体却是放松的，身心能量耗费最少，相对地脑部所获得的能量较高，运作就会更加快速、顺畅、灵感及直觉敏锐，脑的活动十分活跃，现代科学积极倡导α波是为人们学习与思考的最佳脑波状态；θ波的震荡频率范围3HZ-8HZ，脑波处于该频率时人的精神处于深度松弛状态，注意力高度集中，灵感涌现，创造力空前高涨，对于触发深层记忆、强化长期记忆等帮助极大，所以，在科学界称θ波为通往记忆与学习之门，但是未经训练者一旦脑电波降到这么低的频率，会很快进入睡眠状态；δ波在人的睡眠过程中出现时频率一般在1HZ-3HZ之间，在睡眠3期时开始出现，在睡眠4期成为主要脑波，人只有在睡眠中出现δ脑电波，第二天才能精神饱满，否则，即使睡上10个小时，在第二天也是精神倦怠。一般定义睡眠3期脑波中δ波出现低于50％，而睡眠4期δ波出现高于50％。缺少睡眠或者失眠会削弱我们的大脑思维活动，限制我们的想象力，让我们的身体得不到休息，总是在疲倦之中。在测试中，整夜不睡觉而开车所造成的危险性相当于酒后驾车，而且，经常缺少睡眠的人群，免疫功能降低，同时对胰岛素等药物的药性敏感性也会降低，这样生病时会大大削弱药物的治疗作用。与不够睡眠会损害人体的健康相反，足够的睡眠会更好的促进人体的健康。同样，如果人体从深度睡眠中突然被惊醒，也会产生疲倦、睡眠不足的感觉，因此睡熟中的个体也需要避免突然醒来，而是自然的从深度睡眠回到浅层睡眠，然后再逐渐醒来。安眠类药物是最常见的用来帮助失眠，但是安眠药物只是在最初的几个星期有效，长期使用，相反会影响睡眠质量，轻度失眠可以良好的睡觉习惯来治疗，例如睡觉前放松自己的心情，洗个热水澡，读一会儿书等。对于程度较高的失眠患者，研究人员和科学家们尝试采用光和声音调制来改变睡眠习惯的方法来改变患者的昼夜生理节奏，但是其仅仅是把人体带入睡眠，人体在睡眠时会在睡眠1、2、3、4期和快速眼动器循环，大部分时间并不是处于深睡眠状态，休息不好，且容易在睡眠过程中醒来。现有技术中也没有人体唤醒的系统，当人体从睡眠醒来时并不完全是从第1期睡眠状态醒来，有可能会从第二或第三期睡眠状态直接醒来，人体就会觉得很疲倦，没有休息好。因此，有必要对现有技术进行改进。
技术实现思路
为了克服现有技术中所存在的不足，本技术提供一种基于虚拟摇摆节拍和脑电信号生物反馈的智能助眠和自然唤醒系统，该系统采用双耳音频节拍，利用脑电波夹带原理，逐步激发较低频率的脑电波用于助眠，反之，则逐步激发较高频率的脑电波用于自然唤醒。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种新型智能助眠和自然唤醒的装置，包括DSP处理器、睡眠时相测量设备、人机交互设备、电源控制设备、音频发生设备和数据存储和通讯设备，所述睡眠时相测量设备包括脑电波测量传感器、眼动信号测量传感器、心率检测传感器和头部微动传感器，所述脑电波测量传感器、眼动信号测量传感器、心率检测传感器和头部微动传感器通过多传感器融合和模式识别模块与DSP处理器连接，所述人机交互设备包括人机按键接口和实时时钟模块，所述人机按键接口和实时时钟模块分别与DSP处理器连接，所述电源控制设备包括开关和供电模块，所述开关通过供电模块与DSP处理器连接，所述音频发生设备包括音频数据存储器、音频播放器和左右声道立体声耳机，所述音频数据存储器与DSP处理器连接，所述左右声道立体声耳机通过音频播放器与DSP处理器连接，所述数据存储和通讯设备包括睡眠数据存储器、USB和蓝牙，所述睡眠数据存储器、USB和蓝牙分别与DSP处理器连接。所述脑电波测量传感器和眼动信号测量传感器均采用纤维导电布作为电极和接地极，所述电极置于头部的前额上，接地极置于耳垂上。所述心率检测传感器置于前额的动脉位置或者眶间动脉位置，采用红外发射和红外接收光敏传感器或采用红光LED和红外接收光敏传感器来测量心率。所述心率检测传感器也可以采用脉搏传感器来替代。所述头部微动传感器可以为速度传感器、加速度传感器、三维运动传感器、三维空间传感器或摄像照相传感器，来测量头部的移动和方向。所述多传感器融合和模式识别模块将脑电波测量传感器、眼动信号测量传感器、心率检测传感器和头部微动传感器采集的数据进行信号预处理和信号特征提取，通过模糊数学决策传输到DSP处理器中。还包括智能手持设备，所述智能手持设备通过蓝牙、无线或射频信号与DSP处理器连接。所述智能手持设备包括Android系统和苹果系统的应用APP。所述应用APP包括如下功能：a、接受睡眠系统上传的睡眠数据和系统设置数；b、可设置系统的测量和分析参数；c、可显示某段用户选定时段的睡眠数据和睡眠分析；d、显示睡眠趋势；e、保存过去一周、过去一个月以及更长时间的睡眠数据和睡眠分析；f、具有进一步分析睡眠质量的功能，根据过去某段时间的睡眠数据，给出用户睡眠建议；g、具备把用户数据保存在手机本地或者上传到云端的功能；h、可以管理本地或者云端的睡眠数据，添加或者删除睡眠数据；i、具备用户交互界面，以便用户控制睡眠系统或者管理自己的睡眠质量数据；j、具有用户睡眠质量分析算法，用户可以根据自己的个人需要修改睡眠分析参数；k、可以控制睡眠系统的音量，打开或者关闭LED指示灯；l、与云服务器连接，在远程保存用户的历史数据和睡眠分析数据；m、实现系统的远程操作和控制，如音量控制、音量平衡、开关机、通讯的启动和关闭、数据采集的启动和关闭、音频节拍的启动和关闭、睡眠追踪的启动和关闭。所述DSP处理器还可以用微处理器或计算机替代，所述计算机为PC或服务器，所述DSP处理器、微处理器或计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型智能助眠和自然唤醒的装置，其特征在于：包括DSP处理器(1)、睡眠时相测量设备(2)、人机交互设备(3)、电源控制设备(4)、音频发生设备(5)和数据存储和通讯设备(6)，所述睡眠时相测量设备(2)包括脑电波测量传感器(21)、眼动信号测量传感器(22)、心率检测传感器(23)和头部微动传感器(24)，所述脑电波测量传感器(21)、眼动信号测量传感器(22)、心率检测传感器(23)和头部微动传感器(24)通过多传感器融合和模式识别模块(25)与DSP处理器(1)连接，所述人机交互设备(3)包括人机按键接口(31)和实时时钟模块(32)，所述人机按键接口(31)和实时时钟模块(32)分别与DSP处理器(1)连接，所述电源控制设备(4)包括开关(41)和供电模块(42)，所述开关(41)通过供电模块(42)与DSP处理器(1)连接，所述音频发生设备(5)包括音频数据存储器(51)、音频播放器(52)和左右声道立体声耳机(53)，所述音频数据存储器(51)与DSP处理器(1)连接，所述左右声道立体声耳机(53)通过音频播放器(52)与DSP处理器(1)连接，所述数据存储和通讯设备(6)包括睡眠数据存储器(61)、USB(62)和蓝牙(63)，所述睡眠数据存储器(61)、USB(62)和蓝牙(63)分别与DSP处理器(1)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种新型智能助眠和自然唤醒的装置，其特征在于：包括DSP处理器(1)、睡眠时相测量设备(2)、人机交互设备(3)、电源控制设备(4)、音频发生设备(5)和数据存储和通讯设备(6)，所述睡眠时相测量设备(2)包括脑电波测量传感器(21)、眼动信号测量传感器(22)、心率检测传感器(23)和头部微动传感器(24)，所述脑电波测量传感器(21)、眼动信号测量传感器(22)、心率检测传感器(23)和头部微动传感器(24)通过多传感器融合和模式识别模块(25)与DSP处理器(1)连接，所述人机交互设备(3)包括人机按键接口(31)和实时时钟模块(32)，所述人机按键接口(31)和实时时钟模块(32)分别与DSP处理器(1)连接，所述电源控制设备(4)包括开关(41)和供电模块(42)，所述开关(41)通过供电模块(42)与DSP处理器(1)连接，所述音频发生设备(5)包括音频数据存储器(51)、音频播放器(52)和左右声道立体声耳机(53)，所述音频数据存储器(51)与DSP处理器(1)连接，所述左右声道立体声耳机(53)通过音频播放器(52)与DSP处理器(1)连接，所述数据存储和通讯设备(6)包括睡眠数据存储器(61)、USB(62)和蓝牙(63)，所述睡眠数据存储器(61)、USB(62)和蓝牙(63)分别与DSP处理器(1)连接。2.根据权利要求1所述的一种新型智能助眠和自然唤醒的装置，其特征在于：所述脑电波测量传感器(21)和眼动信号测量传感器(22)均采用纤维导电布作为电极和接地极，所述电极置于头部...

【专利技术属性】
技术研发人员：李武庚，
申请(专利权)人：太原特玛茹电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14