一种智能闹钟自适应控制唤醒方法及睡眠监测系统技术方案

技术编号:15390730 阅读:99 留言:0更新日期:2017-05-19 04:18
本发明专利技术涉及一种智能闹钟自适应控制唤醒方法及睡眠监测系统。现有闹铃的音量不能根据使用者睡眠状态进行实时调节,存在唤醒模式单一的问题。本发明专利技术通过自适应控制唤醒方法来根据使用者实时睡眠状态控制闹钟唤醒模块进行柔性唤醒功能,闹钟音量根据使用睡眠状态进行跟踪调整,确保使用者在预设的唤醒时刻舒缓地转入清醒状态,有效提升使用体验。

Intelligent alarm clock self-adapting control waking method and sleep monitoring system

The invention relates to an intelligent alarm clock self-adapting control waking method and a sleep monitoring system. The volume of the existing alarm can not be adjusted in real time according to the sleeping state of the user, and the single problem of the wake-up mode is existed. The invention method according to the real-time sleep wake state control module of the alarm clock to wake up wake by flexible adaptive control, alarm volume tracking adjustment according to the sleep state, to ensure that users in the preset time to relieve wake awake, effectively enhance the user experience.

【技术实现步骤摘要】
一种智能闹钟自适应控制唤醒方法及睡眠监测系统
本专利技术涉及智能家居领域,具体涉及一种智能闹钟自适应控制唤醒方法及睡眠监测系统。
技术介绍
随着人们生活节奏的加快,越来越多城市青年就寝时间晚,不足的睡眠时间导致次日被“不温柔”的闹钟强制性唤醒,给大多数人带来不愉悦的产品体验。传统的闹钟唤醒方式笨拙,只能在固定时间通过固定音乐以固定音量唤醒用户,无法带给用户更灵活更舒适的唤醒体验,尤其是在深睡状态下被闹钟唤醒,闹钟铃声对于用户只是噪声。而且,不同年龄段的人对声音的敏感度不同,固定的闹钟铃声音量可能对不同年龄的用户有不同的反应,且唤醒效果也有不同。另一方面,睡眠是人不可缺少的生命活动,良好的睡眠对人的健康至关重要。睡眠紊乱以及睡眠疾病等睡眠问题会影响人的工作和生活,且会成为很多疾病的诱因。因此,有一定必要监测人的睡眠质量。而传统床垫的舒适方便程度主要由使用者的主观评价,无法给出可评价的睡眠质量参数及结果。现有的睡眠质量监测系统集成度低,且操作复杂。专业睡眠质量评价仪器需要使用者身体上安装多个电极,并只能在医院或专业实验室由专业人员操作才能够进行,这使得睡眠质量监测的实现具有较高难度。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本专利技术的目的在于一种智能闹钟自适应控制唤醒方法及睡眠监测系统,闹钟采用智能自适应控制唤醒方法,根据用户当前和历史的睡眠状态以及对声音的敏感程度,更温柔更舒适地将用户唤醒,改善使用体验。本专利技术通过以下技术方案实现:一种智能闹钟自适应控制唤醒方法,通过在预设时刻根据使用者睡眠状态来控制闹铃的音量,且闹铃的音量会随着使用者睡眠状态变化而改变,确保使用者,智能闹钟的自适应控制唤醒方法包括如下方法步骤:1)根据公式(1)获得即时音量参数Vcur:其中,Tstop为闹钟关闭时刻,Tturn为睡眠状态转变时刻,kcur值为即时睡眠系数,Vmax为闹钟最大输出音量,σ为唤醒系数变量,σ的初始值为1;设定闹钟启动时刻为Tstart,当即时时刻Tcur=Tstart时,利用生理信息监测组件获取即时睡眠状态Scur,通过公式(1)获得即时音量参数Vcur,当即时时间Tcur<Tstart时,闹钟处于待机状态;在使用时,使用者通过预先设置Tstart来制定闹钟启动时刻,并通过增加预设工作时长获得关闭时刻Tstop,利用生理信息监测组件来获取使用者即时的睡眠状态,并通过代入公式(1)获得闹铃的即时音量Vcur。在初始状态时,Tturn=Tstart,也就是闹钟的预设工作时长。当Scur=S0时,为清醒状态,kcur=k0=-1;当Scur=S1时,为浅睡状态,kcur=k1=0;当Scur=S2时,为深睡状态,kcur=k2=1;2)生理信息监测组件持续获取Scur值,并通过数据缓存器以间隔时间h1(单位秒)存储Vcur以及Scur,并形成前次历史音量值Vh、与Vh对应的前次历史睡眠状态Sh,当Scur≠Sh时,跳转至步骤3),当Scur=Sh时,跳转至步骤7);生理信息监测组件会以较短间隔时间对使用者睡眠状态进行监测,并以时间间隔h1记录数据。数据缓存器用于记录随时可能变化的Vcur和Scur,Vcur由Scur来确定,当Scur≠Sh时,说明使用者睡眠状态发生变化,当Scur=Sh时,说明使用者睡眠状态不变。在工作时,h1=10S,数据缓存器以间隔10秒记录Vcur以及Scur。3)通过生理信息监测组件获得睡眠状态转变时刻为Tturn,根据即时睡眠状态与数据缓存器内前次历史睡眠系数的来获得音量变化曲线:其中,k为睡眠状态参数,Tturn是指Scur≠Sh时发生的时刻;若Scur=S0时,则跳转至步骤5),若Scur≠S0时,则进行以下操作:若Scur=S2,Sh=S1时,使用者的睡眠状态由浅睡状态转为深睡状态,则k=k2-k1=1-0=1,代入公式(2)得到音量变化曲线:若Scur=S2,Sh=S0时,使用者的睡眠状态由清醒状态转为深睡状态,则k=k2-k0=1-(-1)=2,代入公式(2)得到音量变化曲线;若Scur=S1,Sh=S0时,使用者的睡眠状态由清醒状态转为浅睡状态,则k=k1-k0=0-(-1)=1,代入公式(2)得到音量变化曲线;若Scur=S1,Sh=S2时,使用者的睡眠状态由深睡状态转为浅睡状态,则持续当前音量值,即Vcur=Vh,之后,若睡眠状态持续恒定且持续时间大于设定值h2时,则跳转至步骤2)进行记录并判断睡眠状态变化,否则k=k2/2,代入公式(2)得到音量变化曲线,并进一步跳转至步骤4),h2优选为10S;4)根据公式(2)获得的音量变化曲线均为音量的增函数,且Vcur≤Vmax,并跳转至步骤2);5)Scur=S0,此时,使用者处于清醒状态,此时,闹钟完成叫醒目的,需要将闹钟的音量逐渐减小至静音。根据数据缓存器内Sh的参数来确定k值,当Sh=S2时,则k=k0-k2,代入公式(3)获得音量变化曲线;若Sh=S1时,则k=k0-k1,代入公式(3)获得音量变化曲线,跳转至步骤6);6)根据公式(3)获得的音量变化曲线为音量的减函数,Tth为用户设定的唤醒时刻,通过调整唤醒敏感系数,使用户恰好在Tth时刻被唤醒:当Tcur≥Tth时,则跳转至步骤2);当Tcur<Tth且Vcur>0时,根据公式(3)减小音量直至为零,之后关闭闹钟,并将当前唤醒系数变量值σ及当前实际唤醒时刻t存入数据缓存器,以此形成前次唤醒系数变量值σh和前次实际唤醒时刻th,带入公式(4)获得即时唤醒系数变量σcur:其中,N为参考的历史数据量,σcur用于替换公式(1)、(2)、(3)中的σ;7)若Scur=Sh=S0,说明使用者的睡眠状态持续维持在清醒状态,则k=k0,代入公式(3)获得音量变化曲线,并跳转至步骤6);若Scur=Sh=S1或Scur=Sh=S2,说明使用者的睡眠状态持续维持在浅睡状态或深睡状态,若睡眠状态持续不变且时间大于设定值h3,则跳转至步骤2),否则k=k2/2,代入公式(2)获得音量变化曲线,并跳转至步骤4)。在使用时,h3优选为10S。通过上述方法使得处于睡眠状态的使用者被柔性唤醒,系统会根据使用者睡眠状态变化来调整闹钟的音量状态及进程,确保使用者在预设的唤醒时刻舒缓地转入清醒状态。根据上述自适应控制唤醒方法获得的一种睡眠监测系统,包括生理信息监测组件,生理信息监测组件包括智能睡眠监测模块和生理信息采集模块,所述生理信息采集模块采用压电膜类传感带,实现呼吸、体动和心跳的原始压电信号采集;所述智能睡眠监测模块包括控制器单元、闹钟唤醒模块、用于校准放大原始压电信号的校准放大电路、用于校准放大电路和闹钟唤醒模块间数据传输的无线通信单元、供电单元以及与控制器单元配合的数据缓存器,生理信息采集模块采集的原始压电信号经校准放大电路处理后传递至控制器单元,所述控制器单元控制闹钟唤醒模块实现唤醒功能。通过生理信息监测组件、控制器单元、闹钟唤醒模块、校准放大电路、无线通信单元、供电单元以及数据缓存器间密切配合,起到采集自适应控制唤醒方法所需数据以及相应自适应控制唤醒方法计算结果的作用,控制器单元通过生理信息监测组件获得使用者生理信息并实施自适应控制唤醒方法计算,闹钟唤醒模块刺激使用者由睡眠状态转入本文档来自技高网...
一种智能闹钟自适应控制唤醒方法及睡眠监测系统

【技术保护点】
一种智能闹钟自适应控制唤醒方法,其特征在于,包括如下方法步骤:1)根据公式(1)获得即时音量参数V

【技术特征摘要】
1.一种智能闹钟自适应控制唤醒方法,其特征在于,包括如下方法步骤:1)根据公式(1)获得即时音量参数Vcur:其中,Tstop为闹钟关闭时刻,Tturn为睡眠状态转变时刻,kcur值为即时睡眠系数,Vmax为闹钟最大输出音量,σ为唤醒系数变量,σ的初始值为1;设定闹钟启动时刻为Tstart,当即时时刻Tcur=Tstart时,利用生理信息监测组件获取即时睡眠状态Scur,通过公式(1)获得即时音量参数Vcur,当即时时间Tcur<Tstart时,闹钟处于待机状态;当Scur=S0时,为清醒状态,kcur=k0=-1;当Scur=S1时,为浅睡状态,kcur=k1=0;当Scur=S2时,为深睡状态,kcur=k2=1;2)生理信息监测组件持续获取Scur值,并通过数据缓存器以间隔时间h1,存储Vcur以及Scur,并形成前次历史音量值Vh、与Vh对应的前次历史睡眠状态Sh,当Scur≠Sh时,跳转至步骤3),当Scur=Sh时,跳转至步骤7);3)通过生理信息监测组件获得睡眠状态转变时刻为Tturn,根据即时睡眠状态与数据缓存器内前次历史睡眠系数的来获得音量变化曲线:其中,k为睡眠状态参数;若Scur=S0时,则跳转至步骤5),否则进行以下操作:若Scur=S2,Sh=S1时,则k=k2-k1,代入公式(2)得到音量变化曲线:若Scur=S2,Sh=S0时,则k=k2-k0,代入公式(2)得到音量变化曲线;若Scur=S1,Sh=S0时,则k=k1-k0,代入公式(2)得到音量变化曲线;若Scur=S1,Sh=S2时,则持续当前音量值,即Vcur=Vh,若睡眠状态持续恒定且持续时间大于设定值h2,则跳转至步骤2),否则k=k2/2,代入公式(2)得到音量变化曲线,并进一步跳转至步骤4);4)根据公式(2)获得的音量变化曲线均为音量的增函数,且Vcur≤Vmax,并跳转至步骤2);5)Scur=S0时,当Sh=S2时,则k=k0-k2,代入公式(3)获得音量变化曲线;若Sh=S1时,则k=k0-k1,代入公式(3)获得音量...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙琪
申请(专利权)人:浙江舒眠科技有限公司喜临门家具股份有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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