CN114424877A - 一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及助眠枕技术领域，具体为一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，包括上枕套、下枕套、枕芯、压力传感器和灯带，所述上枕套的底部固定连接有下枕套，所述上枕套和下枕套的内部安装有枕芯。本发明通过压力传感器作为人体心率、所躺位置和呼吸频率的检测，通过设置加热片、音响、灯带和按摩电机能够发出睡眠光照、震动按摩、播放声音以及实现局部加热，功能完善，设置仰睡面、左侧卧面、热敷面、按摩面和右侧卧面，采取适合人体脊椎曲线的设计，使用者无法主动感知到助眠硬件的存在，舒适可靠，热敷面采用碳纳米膜实现热敷功能，配合按摩电机，实现了发热面积大、温度均匀、体感温度舒适，提高助眠效果。
Description
技术领域
本发明涉及助眠枕技术领域，具体为一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头。
背景技术
随着科技发展，人们生活中存在种种压力，普遍存在睡得晚、睡得少、睡不好和睡不着的现象，据统计，超过一半人的睡眠障碍由心理因素导致，为了改善人们的睡眠质量，助眠枕研发非常重要。
虽然目前市场上已有若干种不同类型的助眠枕，这些助眠枕功能单一、技术壁垒低、缺乏产品迭代能力、同质化严重，它们主要是通过护颈、草药助眠或者依靠舒适的枕头材质的方式机械性地助眠，但显然这些方式不仅技术含量低，而且效果并不理想；现有的助眠枕功能大同小异，用户体验较差，助眠效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，包括上枕套、下枕套和枕芯，所述上枕套的底部固定连接有下枕套，所述上枕套和下枕套的内部安装有枕芯，所述上枕套上设有仰睡面、左侧卧面、热敷面、按摩面、右侧卧面和两个环绕立体声面，所述枕芯的内部嵌入安装有压力传感器，所述枕芯的一侧表面嵌入安装有控制电路，所述枕芯的外表面固定缠绕安装有灯带。
优选的，所述控制电路上连接有连接电线，所述连接电线远离控制电路的一端贯穿下枕套延伸至外部，通过设置控制电路控制内部各个部件的运行，连接电线外接电源提供电能。
优选的，所述仰睡面位于上枕套的顶部凹面中心位置，通过设置仰睡面适合人体脊椎曲线的设计，提高仰面睡眠的舒适度。
优选的，所述左侧卧面和右侧卧面以及两个环绕立体声面均关于仰睡面对称设置，所述枕芯的两侧靠近两个环绕立体声面的位置均嵌入安装有音响，通过设置两个环绕立体声面，采用AI技术自动生成个性化音乐，从而能够做到更有针对性地生成用户认为效果更好的助眠音乐。
优选的，所述按摩面位于上枕套上靠近仰睡面的底部位置，所述枕芯上靠近按摩面的位置内嵌安装有按摩电机，通过设置按摩电机和按摩面能起到按摩作用，放松颈部肌肉，帮助睡眠。
优选的，所述热敷面位于上枕套上靠近按摩面、右侧卧面和左侧卧面的底部位置，所述按摩面位于仰睡面和热敷面之间，所述枕芯的一侧表面靠近热敷面的位置固定安装有加热片，所述加热片为碳纳米膜加热片，通过设置热敷面和加热片，具有发热面积大、温度均匀、体感温度舒适，提高睡眠质量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，包括上枕套、下枕套和枕芯，所述枕芯的一侧表面嵌入安装有控制电路，所述控制电路包括检测电路、灯带控制电路、音响控制电路、加热片控制电路和按摩电机控制电路，所述检测电路包括第一电源、第1A电路放大器、第1B电路放大器、第2A电路放大器、第2B电路放大器、第3A 电路放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容和压敏电阻，所述第2A电路放大器和第2B电路放大器并列连接，所述第一电容、第四电阻和压敏电阻并列连接，所述第二电容一端与第2A电路放大器和第3A电路放大器连接，且其二者中还连接有第五电阻和第八电阻，另一端与第2B电路放大器和第3A 电路放大器连接，且其二者中还连接有第六电阻和第七电阻，所述第一电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第1A电路放大器和第1B电路放大器连接；
所述灯带控制电路包括电源，第4A放大电路，灯带，电感式接近传感器，第九电阻和第十电阻，所述第四电路放大器分别与电源、灯带、第九电阻和第十电阻连接，所述灯带还连接有电感式接近传感器；
所述检测电路、灯带控制电路、音响控制电路、加热片控制电路和按摩电机控制电路连接。
作为优选，所述检测电路、灯带控制电路、音响控制电路、加热片控制电路和按摩电机控制电路均基于ESP32单片机实现。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，包括以下模块：
检测模块，所述检测模块用于检测是否有用户使用中，以及检测用户睡眠时的移动、心率、呼吸；
数据采集记录模块，用于记录所述检测模块检测到的用户数据并形成记忆服务；
灯光模块，所述灯光模块用于模拟各种情景灯光；
音响模块，所述音响模块用于根据用户的生理状态变化进行智能音乐的播放；
加热模块，所述加热模块用于为用户提供热敷；
按摩模块，所述按摩模块用于为用户提供按摩。
作为优选，所述灯光模块、音响模块、加热模块和按摩模块可同时使用，所述音响模块基于智能作曲技术实现，所述智能作曲技术的步骤包括：1、收集大自然的白噪音，2、将收集到的白噪音从种类、组合、顺序和强弱的维度进行改良；3、根据当下用户的生理状态播放相对应的声音。
作为优选，还包括睡眠引导模块，具体地说，在用户设置好的睡眠时间前15分钟，按摩模块开始提供按摩服务，根据用户的状态播放助眠的白噪音，以及灯光模块可模拟助眠光影效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过压力传感器作为人体心率、所躺位置和呼吸频率的检测，通过设置加热片、音响、灯带和按摩电机能够发出睡眠光照、震动按摩、播放声音以及实现局部加热，功能完善，设置仰睡面、左侧卧面、热敷面、按摩面和右侧卧面，采取适合人体脊椎曲线的设计，使用者无法主动感知到助眠硬件的存在，舒适可靠；
本发明设置有灯带，外接手机软件的控制，控制灯带的亮灭以及光照的强度，灯带还能够通过检测***反馈的心跳频率，按照特定的强度和亮度以及颜色变化，热敷面采用碳纳米膜实现热敷功能，配合按摩电机，实现了发热面积大、温度均匀、体感温度舒适，提高助眠效果。
附图说明
图1为本发明的***结构示意图1；
图2为本发明的***结构示意图2；
图3为本发明的***结构示意图3；
图4为本发明上枕套的立体结构示意图。
图5为本发明的检测电路的电路图。
图6为本发明的灯光电路的电路图。
图中：1、加热片；2、上枕套；3、压力传感器；4、控制电路；5、音响； 6、灯带；7、连接电线；8、枕芯；9、按摩电机；10、下枕套；11、仰睡面； 12、左侧卧面；13、热敷面；14、按摩面；15、环绕立体声面；16、右侧卧面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4，一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，包括上枕套 2、下枕套10、枕芯8、压力传感器3和灯带6，上枕套2的底部固定连接有下枕套10，上枕套2和下枕套10的内部安装有枕芯8，上枕套2上设有仰睡面11、左侧卧面12、热敷面13、按摩面14、右侧卧面16和两个环绕立体声面15，枕芯8的内部嵌入安装有压力传感器3，枕芯8的一侧表面嵌入安装有控制电路4，枕芯8的外表面固定缠绕安装有灯带6。
本实施例中，如图1、图2和图3所示，控制电路4上连接有连接电线7，连接电线7远离控制电路4的一端贯穿下枕套10延伸至外部，通过设置控制电路4控制内部各个部件的运行，连接电线7外接电源提供电能。
本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，仰睡面11位于上枕套2 的顶部凹面中心位置，通过设置仰睡面11适合人体脊椎曲线的设计，提高仰面睡眠的舒适度。
本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，左侧卧面12和右侧卧面 16以及两个环绕立体声面15均关于仰睡面11对称设置，枕芯8的两侧靠近两个环绕立体声面15的位置均嵌入安装有音响5，通过设置两个环绕立体声面15，采用AI技术自动生成个性化音乐，从而能够做到更有针对性地生成用户认为效果更好的助眠音乐。
本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，按摩面14位于上枕套2 上靠近仰睡面11的底部位置，枕芯8上靠近按摩面14的位置内嵌安装有按摩电机9，通过设置按摩电机9和按摩面14能起到按摩作用，放松颈部肌肉，帮助睡眠。
本实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，热敷面13位于上枕套2 上靠近按摩面14、右侧卧面16和左侧卧面12的底部位置，按摩面14位于仰睡面11和热敷面13之间，枕芯8的一侧表面靠近热敷面13的位置固定安装有加热片1，加热片1为碳纳米膜加热片，通过设置热敷面13和加热片1，具有发热面积大、温度均匀、体感温度舒适，提高睡眠质量。
如图1-6所示，本申请中出现的电器元件在使用时均外接有电源，在软件上对枕头中硬件进行控制，灯带6采用LED呼吸灯带，包括调节按摩档位、热敷时间、白噪音播放音乐种类以及LED呼吸灯带的开闭等，通过AI技术自动生成个性化音乐，从而能够做到更有针对性地生成用户认为效果更好的助眠音乐，压力传感器3将人体的心率、呼吸频率输入到AI自动生成音乐算法中，算法结合庞大的白噪音库能够生成个性化白噪音，在枕头中播放，人工智能算法还保证了每晚都可以听到不重复的音乐，让用户保持新鲜感；采用手机APP和硬件端协作的方式，将手机APP作为项目的数据处理中心，几乎一切硬件端的控制功能都能在APP上完成，其上搭载精心设计的睡眠监测算法机制，在精准监测用户睡眠状态的同时能够及时做出满足用户需要的反应，同时，算法具有一定的自动纠正功能，在用户逐渐改变睡眠习惯的同时算法也在不断改变自己的参数，保证用户体验到最适合自己的算法建议。
通过压力传感器3作为人体心率、所躺位置和呼吸频率的检测，通过设置加热片1、音响5、灯带6和按摩电机9能够发出睡眠光照、震动按摩、播放声音以及实现局部加热，功能完善，设置仰睡面11、左侧卧面12、热敷面 13、按摩面14和右侧卧面16，采取适合人体脊椎曲线的设计，使用者无法主动感知到助眠硬件的存在，舒适可靠，设置有灯带6，外接手机软件的控制，控制灯带6的亮灭以及光照的强度，灯带6还能够通过检测***反馈的心跳频率，按照特定的强度和亮度以及颜色变化，热敷面13采用碳纳米膜实现热敷功能，配合按摩电机9，实现了发热面积大、温度均匀、体感温度舒适，提高助眠效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，包括上枕套、下枕套和枕芯，所述枕芯的一侧表面嵌入安装有控制电路，所述控制电路包括检测电路、灯带控制电路、音响控制电路、加热片控制电路和按摩电机控制电路，所述检测电路包括第一电源、第1A电路放大器、第1B电路放大器、第2A电路放大器、第2B电路放大器、第3A 电路放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容和压敏电阻，所述第2A电路放大器和第2B电路放大器并列连接，所述第一电容、第四电阻和压敏电阻并列连接，所述第二电容一端与第2A电路放大器和第3A电路放大器连接，且其二者中还连接有第五电阻和第八电阻，另一端与第2B电路放大器和第3A 电路放大器连接，且其二者中还连接有第六电阻和第七电阻，所述第一电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第1A电路放大器和第1B电路放大器连接；
所述灯带控制电路包括电源，第4A放大电路，灯带，电感式接近传感器，第九电阻和第十电阻，所述第四电路放大器分别与电源、灯带、第九电阻和第十电阻连接，所述灯带还连接有电感式接近传感器；
所述检测电路、灯带控制电路、音响控制电路、加热片控制电路和按摩电机控制电路连接。
所述检测电路、灯带控制电路、音响控制电路、加热片控制电路和按摩电机控制电路均基于ESP32单片机实现。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，包括以下模块：
检测模块，所述检测模块用于检测是否有用户使用中，以及检测用户睡眠时的移动、心率、呼吸；
数据采集记录模块，用于记录所述检测模块检测到的用户数据并形成记忆服务；
灯光模块，所述灯光模块用于模拟各种情景灯光；LED采用的是PWM的控制方式。ESP32单片机可以产生2KHz的峰峰值为3.3V的PWM控制信号。LED 需要的电压是12V，由独立电源供电。这里通过一个放大电路将3.3V的信号放大为12V，通过接在运算放大器的独立电源为LED供电，LED控制电路上集成蓝牙模块，并通过手机app程序进行远程操控；app上能够实现对LED灯光的强度、光的颜色以及亮暗时间等控制；对光的强度的控制：分为三档，由弱变强，采取PWM波调光的方式，按照1024级亮度调节；定时功能：能够设置灯光工作的持续时间，并在规定时间之后自动熄灭；呼吸灯带：能够预置灯光亮度模式，使得灯光按照一定频率保持亮灭，模拟呼吸变化。
音响模块，所述音响模块用于根据用户的生理状态变化进行智能音乐的播放；声音播放控制采用ESP-ADF自带的解决方案，由ESP32输出相应的I2S 控制信号，将控制信号输出给ES8388功放芯片，由ES8388提供扬声器的驱动。
声音播放控制电路集成蓝牙模块，并通过手机APP进行远程操控，控制播放音频的种类、声音大小以及持续时间；对音频的种类控制：在app中预置白噪音库，播放时直接调用库中的白噪音进行播放；手机上能够随时暂停、切换、快进；控制播放声音的大小：通过app控制音频声音的大小，改变输出功率，音频声音最终通过骨传导耳机传输到人耳中；定时功能：能够设置音频工作的持续时间，并在规定时间后自动暂停。
加热模块，所述加热模块用于为用户提供热敷；热敷控制电路采用PWM 方式控制热敷模块。和LED的实现方式类似，但电压被限制在5V。热敷控制电路集成蓝牙通信模块，并通过手机app程序进行远程操控，app上能够实现对加热功率强度的调节；加热功率调节：共三档，由小到大，功率分别为5W， 3.75W,2.5W；定时功能：控制加热时间，在规定时间后暂停。
按摩模块，所述按摩模块用于为用户提供按摩。
所述灯光模块、音响模块、加热模块和按摩模块可同时使用，所述音响模块基于智能作曲技术实现，所述智能作曲技术的步骤包括：1、收集大自然的白噪音，2、将收集到的白噪音从种类、组合、顺序和强弱的维度进行改良； 3、根据当下用户的生理状态播放相对应的声音。
还包括睡眠引导模块，具体地说，在用户设置好的睡眠时间前15分钟，按摩模块开始提供按摩服务，根据用户的状态播放助眠的白噪音，以及灯光模块可模拟助眠光影效果。
电机驱动电路采用步进电机的方式控制电机。非工作状态下电路输出1V 电压，震动时电路输出5V电压，持续2～8ms，再将电压拉低回1V。电路每10ms 循环一次。通过单片机产生1V和5V电压采用的是一个加法运算电路实现的。
电机驱动模块集成蓝牙通信模块，并通过手机app进行远程操控，app上能够时间按摩力度的调节；按摩力度的调节：共三档，由小到大，功率分别为0.28,0.56,1.12W，额定电流均为5V；定时功能，控制电机驱动时间，在规定时间后暂停。
涉及到电路和电子元器件和控制模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“中部”、“偏心处”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，包括上枕套、下枕套和枕芯，所述枕芯由上枕套和下枕套包覆，其特征在于：所述上枕套上设有仰睡面、左侧卧面、热敷面、按摩面、右侧卧面和两个环绕立体声面，所述枕芯的内部嵌入安装有压力传感器，所述枕芯的一侧表面嵌入安装有控制电路，所述枕芯的外表面固定缠绕安装有灯带；所述仰睡面位于上枕套的顶部凹面中心位置。
所述按摩面位于上枕套上靠近仰睡面的底部位置，所述枕芯上靠近按摩面的位置内嵌安装有按摩电机。
2.根据权利要求1所述的一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，其特征在于：所述控制电路上连接有连接电线，所述连接电线远离控制电路的一端贯穿下枕套延伸至外部。
3.根据权利要求1所述的一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，其特征在于：所述左侧卧面和右侧卧面以及两个环绕立体声面均关于仰睡面对称设置，所述枕芯的两侧靠近两个环绕立体声面的位置均嵌入安装有音响。
4.根据权利要求1所述的一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，其特征在于：所述热敷面位于上枕套上靠近按摩面、右侧卧面和左侧卧面的底部位置，所述按摩面位于仰睡面和热敷面之间，所述枕芯的一侧表面靠近热敷面的位置固定安装有加热片，所述加热片为碳纳米膜加热片。
5.一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，其特征在于：包括上枕套、下枕套和枕芯，所述枕芯的一侧表面嵌入安装有控制电路，所述控制电路包括检测电路、灯带控制电路、音响控制电路、加热片控制电路和按摩电机控制电路，所述检测电路包括第一电源、第1A电路放大器、第1B电路放大器、第2A电路放大器、第2B电路放大器、第3A电路放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容和压敏电阻，所述第2A电路放大器和第2B电路放大器并列连接，所述第一电容、第四电阻和压敏电阻并列连接，所述第二电容一端与第2A电路放大器和第3A电路放大器连接，且其二者中还连接有第五电阻和第八电阻，另一端与第2B电路放大器和第3A电路放大器连接，且其二者中还连接有第六电阻和第七电阻，所述第一电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第1A电路放大器和第1B电路放大器连接；
所述灯带控制电路包括电源，第4A放大电路，灯带，电感式接近传感器，第九电阻和第十电阻，所述第四电路放大器分别与电源、灯带、第九电阻和第十电阻连接，所述灯带还连接有电感式接近传感器；
所述检测电路、灯带控制电路、音响控制电路、加热片控制电路和按摩电机控制电路连接。
6.根据权利要求1所述的具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，其特征在于：所述检测电路、灯带控制电路、音响控制电路、加热片控制电路和按摩电机控制电路均基于ESP32单片机实现。
7.一种具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，其特征在于，包括以下模块：
检测模块，所述检测模块用于检测是否有用户使用中，以及检测用户睡眠时的移动、心率、呼吸；
数据采集记录模块，用于记录所述检测模块检测到的用户数据并形成记忆服务；
灯光模块，所述灯光模块用于模拟各种情景灯光；
音响模块，所述音响模块用于根据用户的生理状态变化进行智能音乐的播放；
加热模块，所述加热模块用于为用户提供热敷；
按摩模块，所述按摩模块用于为用户提供按摩。
8.根据权利要求7所述的具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，其特征在于，所述灯光模块、音响模块、加热模块和按摩模块可同时使用，所述音响模块基于智能作曲技术实现，所述智能作曲技术的步骤包括：1、收集大自然的白噪音，2、将收集到的白噪音从种类、组合、顺序和强弱的维度进行改良；3、根据当下用户的生理状态播放相对应的声音。
9.根据权利要求7所述的具有人工智能辅助睡眠功能的枕头，其特征在于，还包括睡眠引导模块，具体地说，在用户设置好的睡眠时间前15分钟，按摩模块开始提供按摩服务，根据用户的状态播放助眠的白噪音，以及灯光模块可模拟助眠光影效果。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115105719A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-27 | 上海市第一妇婴保健院 | 一种可调节式助眠药枕 |
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- 2021-09-06 CN CN202111040886.9A patent/CN114424877A/zh active Pending
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