CN108577350B - 一种基于物联网的人工智能床 - Google Patents

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Abstract

本发明属于人工智能技术领域，尤其是涉及一种基于物联网的人工智能床，包括床座以及架设在其上侧的床垫，床座尾部设有检测装置安装架，床座内侧水平设有安装板，安装板的上侧安装有电热水器和气泵，电热水器和气泵的输出端分别与三通电磁阀Ⅰ第一和第二输入端连接，三通电磁阀Ⅰ的输出端连接有若干根气液输入管，且每根气液输入管上均连接有流量控制阀；床垫包括架设在床座上方的方形框架，方形框架内侧可拆卸式连接有托板，托板的上侧设有气液充装囊，气液充装囊内部设有若干个平行设置的囊腔。优点在于：本发明不仅为用户提供了双重选择，使得产品的适用范围更广，同时还可帮助用户达到最佳最科学的睡眠状态。

Description

一种基于物联网的人工智能床
技术领域
本发明属于人工智能技术领域，尤其是涉及一种基于物联网的人工智能床。
背景技术
睡眠时间占据了人一生三分之一的时间，睡眠的质量直接影响着人们的身体健康。随着人们物质生活水平的不断提升，越来越多的人开始注重自己的生活品质，同时也更注重睡眠质量。人们对与睡眠为伴的床的要求也越来越高，越来越多样化。现在床的发展趋势，也朝着联网化和智能化发展。然而，现有的床多采用单一的硬质或软质床垫，无法根据用户的需要进行软硬调节，难以满足人们更高的睡眠要求；同时现有的充气床无法进行充水，很多用户因为无法适应空调房，在寒冷的冬季不等盖上厚重的被子来御寒，但被子过重，很容易增加用户睡眠的时的呼吸和心跳负荷，进而影响到用户的睡眠质量；此外，用户的睡眠质量，还受到了房间内空气温度、湿度以及质量的影响，一个良好的睡眠环境，能带给用户最佳的睡眠状态，为用户日间的工作提供充足的精力，但现有的床无法与房间内的家居产品进行智能联动，每次睡眠前，用户还需要手动去设置这些家居电器的工作，不仅容易遗忘，而且难以将电器的工作时间和功率调节的恰到好处，甚至有些时候还会适得其反，给用户的健康带来危害。
为此，我们提出一种基于物联网的人工智能床来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种既可为用户提供不同选择，又可改善用户睡眠状态的基于物联网的人工智能床。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种基于物联网的人工智能床，包括床座以及架设在其上侧的床垫，所述床座尾部设有检测装置安装架，所述床座内侧水平设有安装板，所述安装板的上侧安装有电热水器和气泵，所述电热水器和气泵的输出端分别与三通电磁阀Ⅰ第一和第二输入端连接，所述三通电磁阀Ⅰ的输出端连接有若干根气液输入管，且每根所述气液输入管上均连接有流量控制阀；所述床垫包括架设在床座上方的方形框架，所述方形框架内侧可拆卸式连接有托板，所述托板的上侧设有气液充装囊，所述气液充装囊内部分隔成若干个平行设置的囊腔，且囊腔与气液输入管一一对应连接，其中一个所述囊腔的内部设有温度传感器，且所有述所述囊腔内部均设有压力传感器，所述囊腔的输出端与三通电磁阀Ⅱ的输入端连接，所述三通电磁阀Ⅱ的第一输出端与床座外部连通，且三通电磁阀Ⅱ的第二输出端通过支排水管与主排水管连接，所述主排水管与电热水器连接；其中一个所述囊腔上侧设有睡眠监测器。
在上述的基于物联网的人工智能床中，所述托板靠近方形框架的下端设置，且气液充装囊的四周与方形框架四周内壁可拆卸式连接。
在上述的基于物联网的人工智能床中，所述检测装置安装架上安装光线传感器、空气温度检测仪、空气湿度检测仪和空气质量检测仪。
在上述的基于物联网的人工智能床中，所述气泵的输入端与设置床座的侧壁上进气孔连接，且进气孔中布设有防尘网。
在上述的基于物联网的人工智能床中，所述气泵与三通电磁阀Ⅰ连接的管道上连接有单向阀。
在上述的基于物联网的人工智能床中，所述主排水管上连接有水泵。
在上述的基于物联网的人工智能床中，所述安装板上安装有控制器，所述控制器的信号输入端分别与压力传感器和睡眠监测器的信号输出端电性连接，所述控制器的信号输出端分别与气泵、三通电磁阀Ⅰ、流量控制阀、三通电磁阀Ⅱ、水泵、电热水器、照明灯以及电视机电性连接。
在上述的基于物联网的人工智能床中，所述控制器的信号输入端还分别与光线传感器、空气温度检测仪、空气湿度检测仪和空气质量检测仪的信号输出端电性连接，且控制器的信号输出端还分别电性连接有电动窗帘、空调、加湿器、除湿器以及空气净化器。
在上述的基于物联网的人工智能床中，所述控制器通过无线收发模块与智能终端双向电性连接，所述智能终端包括显示器、扬声器以及设定模块。
在上述的基于物联网的人工智能床中，所述气液充装囊中囊腔的数目为-个，且囊腔垂直人体睡眠的方向设置。
与现有的技术相比，本基于物联网的人工智能床的优点在于：通过在床垫的内部设置气液充装囊，并将气液充装囊分别与电热水器和气泵连接，用户可根据自身的喜好和身体条件向气液充装囊中充水或充气，为用户提供了双重选择，同时使得产品的适用范围更广；通过在气液充装囊内设置多个囊腔，并在囊腔内设置温度传感器和压力传感器来检测囊腔内介质的温度和压力信息，不仅可保证囊腔内水温恒定，提高用户睡眠时的舒适性，同时还可根据采集的不同囊腔的承压信息来配合电热水器或气泵以及流量控制阀对囊腔内介质的量进行调整，进而调节床垫每一个区域的高低软硬程度，使床垫有针对性的符合每一位睡眠者的睡眠姿态，使其达到最佳最科学的睡眠状态；此外，通过在床体上设置睡眠监测器、空气温度检测仪、空气湿度检测仪以及空气质量检测仪，实现了床与多种家居产品之间的智能联动，进一步的改善用户睡眠环境，从而有效的提高用户的睡眠质量。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于物联网的人工智能床中床座的俯视图；
图2是本发明提供的一种基于物联网的人工智能床中的床垫俯视图；
图3是本发明提供的一种基于物联网的人工智能床中的床垫剖视图；
图4是本发明提供的一种基于物联网的人工智能床的工作原理框图。
图中：1床座、2床垫、3检测装置安装架、4安装板、5电热水器、6气泵、7三通电磁阀Ⅰ、8气液输入管、9流量控制阀、10方形框架、11气液充装囊、12囊腔、13温度传感器、14压力传感器、15三通电磁阀Ⅱ、16支排水管、17主排水管、18睡眠监测器、19光线传感器、20空气温度检测仪、21空气湿度检测仪、22空气质量检测仪、23单向阀、24水泵、25托板。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
如图1-4所示，一种基于物联网的人工智能床，包括床座1以及架设在其上侧的床垫2，床座1尾部设有检测装置安装架3，检测装置安装架3用于安装固定各类检测仪器，床座1内侧水平设有安装板4，安装板4与地板和床垫2之间均预留有空隙，即可有效的防潮，又可在其上侧形成空间足够大的安装腔，安装板4的上侧安装有电热水器5和气泵6，值得一提的是，气泵6的输入端与设置床座1的侧壁上进气孔连接，且进气孔中布设有防尘网，可避免气泵6吸入大量的灰尘，堵塞管道及阀门；电热水器5和气泵6的输出端分别与三通电磁阀Ⅰ7第一和第二输入端连接，气泵6与三通电磁阀Ⅰ7连接的管道上连接有单向阀23，可避免气泵6输出的空气倒流，三通电磁阀Ⅰ7的输出端连接有若干根气液输入管8，且每根气液输入管8上均连接有流量控制阀9，需要说明的是，电热水器5内部自带有排液泵，可将内部的水由三通电磁阀Ⅰ7抽至气液输入管8内，多根气液输入管8可起到分流的作用，且连接在其上的流量控制阀9可控制管内的水流量大小。
床垫2包括架设在床座1上方的方形框架10，方形框架10内侧可拆卸式连接有托板25，托板25的上侧设有气液充装囊11，气液充装囊11内部分隔成若干个平行设置的囊腔12，且囊腔12与气液输入管8一一对应连接，其中一个囊腔12的内部设有温度传感器13，且所有述囊腔12内部均设有压力传感器14，囊腔12的输出端与三通电磁阀Ⅱ15的输入端连接，三通电磁阀Ⅱ15的第一输出端与床座1外部连通，且三通电磁阀Ⅱ15的第二输出端通过支排水管16与主排水管17连接，主排水管17与电热水器5连接，囊腔12内的水可由主排水管17回流至电热水器5内进行循环加热，以保持囊腔12内水温的恒定；其中一个囊腔12上侧设有睡眠监测器18，睡眠监测器18呈带状，其内部设置有多个用于检测人睡眠的时呼吸和心跳频率等数据的传感器。
其中，托板25靠近方形框架10的下端设置，托板25与方形框架10形成槽型空腔，气液充装囊11设置在槽型空腔的内部，避免气液充装囊11涨起后发生移位；作为一种改进，气液充装囊11的四周与方形框架10四周内壁可拆卸式连接，不仅提高了气液充装囊11承压后的稳定性，同时还便于气液充装囊11的安装和拆卸。
其中，检测装置安装架3上安装光线传感器19、空气温度检测仪20、空气湿度检测仪21和空气质量检测仪22，光线传感器19用于检测房间内的光线强度，空气湿度检测仪21用于检测空气湿度，空气质量检测仪22用于检测室内的可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳等污染物含量。
其中，安装板4上安装有控制器，控制器的信号输入端分别与压力传感器14和睡眠监测器18的信号输出端电性连接，控制器的信号输出端分别与气泵6、三通电磁阀Ⅰ7、流量控制阀9、三通电磁阀Ⅱ15、水泵24、电热水器5、照明灯以及电视机电性连接，当睡眠监测器18检测到用户已经进入睡眠状态后，控制器控制照明灯和电视机关闭，不仅可避免室内声音过大影响到用户睡眠，同时也节约的电能；控制器的信号输入端还分别与光线传感器19、空气温度检测仪20、空气湿度检测仪21和空气质量检测仪22的信号输出端电性连接，且控制器的信号输出端还分别电性连接有电动窗帘、空调、加湿器、除湿器以及空气净化器；当光线传感器19检测到房间内光线过强时，控制器控制电动窗帘的第二层遮光布闭合，减少外部光线的射入量，尤其是在白天用户午休时，可帮助用户快速进入睡眠，提高睡眠质量；同时控制器采集空气温度检测仪20、空气湿度检测仪21和空气质量检测仪22收集的房间内空气温度、湿度和质量指数信息，并配合空调、加湿器、除湿器以及空气净化器来对空气的各项参数进行调节，以保证用户睡眠时的环境质量，进而提高用户的睡眠质量。
其中，控制器通过无线收发模块与智能终端双向电性连接，智能终端包括显示器、扬声器以及设定模块，显示器可对睡眠监测器18、空气温度检测仪20、空气湿度检测仪21和空气质量检测仪22检测的数据进行实时的现实，并通过设置的设定模块，用户可对控制器中保存的光线强度、空气温度、空气湿度和空气质量的初始参数进行重新设定，为用户提供差异化服务，以满足不同用户的睡眠习惯。
具体的，控制器以AT89S51单片机为主控芯片，利用其自带的可编程串行界面可进行功能性编程，且控制器中集成有数据对比处理单元，数据对比处理单元包括有光线强度对比模块、空气温度对比模块、空气湿度对比模块以及空气质量对比模块，且光线强度对比模块、空气温度对比模块、空气湿度对比模块和空气质量对比模块将控制器中保存数据与实际检测的数据进行比对，继而通过睡眠监测器18、空气温度检测仪20、空气湿度检测仪21和空气质量检测仪22配合对应的家居电器来对室内环境进行智能化调整，实现了床与多种家居产品之间的智能联动，进一步的改善用户睡眠环境，从而有效的提高用户的睡眠质量。
本发明通过在床垫2的内部设置气液充装囊11，并将气液充装囊11分别与电热水器5和气泵6连接，用户可根据自身的喜好和身体条件向气液充装囊11中充水或充气；通过在气液充装囊11内设置多个囊腔12，并在囊腔12内设置温度传感器13和压力传感器14，分别用于检测囊腔12内介质的温度和压力信息，不仅可保证囊腔12内水温恒定，同时还可根据采集的不同囊腔12的承压信息，配合电热水器5或气泵6以及流量控制阀9来调节囊腔12内介质的量，进而调节床垫每一个区域的高低软硬程度，使床垫2有针对性的符合每一位睡眠者的睡眠姿态，使其达到最佳最科学的睡眠状态。
尽管本文较多地使用了床座1、床垫2、检测装置安装架3、安装板4、电热水器5、气泵6、三通电磁阀Ⅰ7、气液输入管8、流量控制阀9、方形框架10、气液充装囊11、囊腔12、温度传感器13、压力传感器14、三通电磁阀Ⅱ15、支排水管16、主排水管17、睡眠监测器18、光线传感器19、空气温度检测仪20、空气湿度检测仪21、空气质量检测仪22、单向阀23、水泵24和托板25等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (5)

1.一种基于物联网的人工智能床，包括床座(1)以及架设在其上侧的床垫(2)，其特征在于，所述床座(1)尾部设有检测装置安装架(3)，所述床座(1)内侧水平设有安装板(4)，所述安装板(4)的上侧安装有电热水器(5)和气泵(6)，所述电热水器(5)和气泵(6)的输出端分别与三通电磁阀Ⅰ(7)第一和第二输入端连接，所述三通电磁阀Ⅰ(7)的输出端连接有若干根气液输入管(8)，且每根所述气液输入管(8)上均连接有流量控制阀(9)；所述床垫(2)包括架设在床座(1)上方的方形框架(10)，所述方形框架(10)内侧可拆卸式连接有托板(25)，所述托板(25)的上侧设有气液充装囊(11)，所述气液充装囊(11)内部分隔成若干个平行设置的囊腔(12)，且囊腔(12)与气液输入管(8)一一对应连接，其中一个所述囊腔(12)的内部设有温度传感器(13)，且所有述所述囊腔(12)内部均设有压力传感器(14)，所述囊腔(12)的输出端与三通电磁阀Ⅱ(15)的输入端连接，所述三通电磁阀Ⅱ(15)的第一输出端与床座(1)外部连通，且三通电磁阀Ⅱ(15)的第二输出端通过支排水管(16)与主排水管(17)连接，所述主排水管(17)与电热水器(5)连接；其中一个所述囊腔(12)上侧设有睡眠监测器(18)；所述托板(25)靠近方形框架(10)的下端设置，且气液充装囊(11)的四周与方形框架(10)四周内壁可拆卸式连接；所述气液充装囊(11)中囊腔(12)的数目为5-10个，且囊腔(12)垂直人体睡眠的方向设置；
所述安装板(4)上安装有控制器，所述控制器的信号输入端分别与压力传感器(14)和睡眠监测器(18)的信号输出端电性连接，所述控制器的信号输出端分别与气泵(6)、三通电磁阀Ⅰ(7)、流量控制阀(9)、三通电磁阀Ⅱ(15)、水泵(24)、电热水器(5)、照明灯以及电视机电性连接，所述控制器的信号输入端还分别与光线传感器(19)、空气温度检测仪(20)、空气湿度检测仪(21)和空气质量检测仪(22)的信号输出端电性连接，且控制器的信号输出端还分别电性连接有电动窗帘、空调、加湿器、除湿器以及空气净化器，所述控制器通过无线收发模块与智能终端双向电性连接，所述智能终端包括显示器、扬声器以及设定模块，
通过在床垫的内部设置气液充装囊，并将气液充装囊分别与电热水器和气泵连接，用户可根据自身的喜好和身体条件向气液充装囊中充水或充气，为用户提供了双重选择，同时使得产品的适用范围更广；通过在气液充装囊内设置多个囊腔，并在囊腔内设置温度传感器和压力传感器来检测囊腔内介质的温度和压力信息，不仅可保证囊腔内水温恒定，提高用户睡眠时的舒适性，同时还可根据采集的不同囊腔的承压信息来配合电热水器或气泵以及流量控制阀对囊腔内介质的量进行调整，进而调节床垫每一个区域的高低软硬程度，使床垫有针对性的符合每一位睡眠者的睡眠姿态，使其达到最佳最科学的睡眠状态。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的人工智能床，其特征在于，所述检测装置安装架(3)上安装光线传感器(19)、空气温度检测仪(20)、空气湿度检测仪(21)和空气质量检测仪(22)。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的人工智能床，其特征在于，所述气泵(6)的输入端与设置床座(1)的侧壁上进气孔连接，且进气孔中布设有防尘网。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的人工智能床，其特征在于，所述气泵(6)与三通电磁阀Ⅰ(7)连接的管道上连接有单向阀(23)。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的人工智能床，其特征在于，所述主排水管(17)上连接有水泵(24)。
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