CN109568764A - 一种无线音乐电疗睡眠仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线音乐电疗睡眠仪，包括主机以及分机，主机包括微控制器、播放器、扬声器、显示屏以及按键，播放器、显示屏以及按键均与微控制器连接，主机还包括音乐控制强度电路以及无线通信模块，音乐控制强度电路一端与播放器连接，另一端与微控制器的ADC输入端连接，分机包括电极片、处理器以及脉冲输出电路，通过通信模块以及处理器控制脉冲输出电路输出。本发明通过将音乐通过控制电路精确转换为强度值进行输出，强度值通过无线通信模块输送至分机，分机经过处理器处理强度值后控制脉冲输出电路对人体进行电疗，配合主机的音乐，令使用者在接受电疗时能完全放松，更易进入睡眠。

Description

一种无线音乐电疗睡眠仪

技术领域

本发明涉及医疗保健技术领域，具体涉及一种无线音乐电疗睡眠仪。

背景技术

音乐对于人类健康的作用是众所周知的，为此人类研究出了丰硕的成果。用音乐控制电疗的强度，节奏快或音乐信号强，输出强度大；节奏慢或音乐信号弱，输出强度小。从而实现不同的音乐一个“处方”，其电疗效果的科学性是不言而喻的。在浩瀚的音乐海洋里，使用者可以根据电疗的效果和感受随意选择，可获得无穷无尽的处方。

现有音乐治疗产品电疗强度控制(俗称：处方)通常是采用固定方式或随机方式。强度输出是“有”和“无”(0和1，即：0：无输出，1：有输出)的组合，类似摩尔斯电码，程序中事先设置好。用某种固定变化的方式或随机变化的方式来改变强度输出0和1的组合，就得到不同的处方。

然而现有的音乐电疗相关的仪器，大多数如上所说只是在实现电疗的同时播放音乐，两者并无实际相关的联系。亦有少部分是能将电疗与音乐建立起一定的联系，但是这种主要的实现方式是直接将音乐信号放大后转换成电信号，但其信号频率太宽，较高的频率做不到，能量无法集中，即无法针对低中频或中频进行输出，因此现有的音乐电疗仪器均难以针对人体症状进行针对使用，进而其治疗等效果相当有限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种能结合音乐以及通过音乐控制电疗强度进行电疗并且能有助眠作用的无线音乐电疗睡眠仪。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种无线音乐电疗睡眠仪，包括主机，所述主机包括微控制器、播放器以及无线通信模块，所述播放器以及无线通信模块均与微控制器连接，所述主机还包括有音乐控制强度电路，所述音乐控制强度电路包括功率放大电路、光耦电路以及充电放电电路，所述功率放大电路、光耦电路以及充电放电电路依次电连接，所述充电放电电路与微控制器的ADC端口连接；

所述功率放大电路用于接收播放器发出的音乐电压信号并放大为预设功率的音频功率信号，然后将音频功率信号输入光耦电路；

所述光耦电路用于将功率放大电路放大后的音频功率信号转换为阻抗，并通过光耦电路对音频功率信号进行隔离；

所述音频功率信号经过光耦电路转换阻抗后，利用充电放电电路将其进行转换为直流电压信号输出；

所述微控制器用于将充电放电电路输出的直流电压信号转换为强度值输出。

所述无线音乐电疗睡眠仪还包括有分机，所述分机上设有电极片以及处理器，所述分机内还设有脉冲输出电路以及无线通信模块，所述处理器的输入端通过无线通信模块与微控制器连接，并将微控制器输出的强度值转为为强度方波，同时发出低中频火中频的方波，所述脉冲输出电路的输入端连接至处理器输出端。

这样通过分机输出经过主机转换后的强度值信号，并通过处理器输出低中频或中频方波，使其能针对人体各部位进行输出治疗脉冲。

进一步地，所述主机还包括有显示屏以及按键，所述显示屏以及按键均与微控制器连接。使得主机能对正在播放的音乐进行控制并通过显示屏将音乐曲目、分机的实时强度、音量大小、定时时间显示在主机上，方便使用者观察。

进一步地，所述音乐控制强度电路上还连接有用于将音乐播放出来的播放器。

进一步地，所述按键包括用于控制音乐的曲目操作按钮以及用于控制微控制器输出强度的强度控制按钮。这样使得使用者更方便地控制音乐曲目的操作以及能对输出强度进行控制，进而能对分机输出的治疗脉冲强度进行控制。

进一步地，所述主机以及分机内均设有可充电电池。进而能方便使用者携带出门使用，不局限于医院或家中，令使用者能随时随地地享受治疗。

进一步地，所述无线音乐电疗睡眠仪还包括有充电器，所述充电器上设有主机充电接口、分机充电接口以及电源接口，所述主机以及分机上均设有充电口。

进一步地，所述分机的底部设有用于吸附在人体上的吸盘。从而通过无线通信的连接以及其贴片型的分机，有利于使用者在任何场合使用，解除场地对本发明仪器的使用限制。

进一步地，所述主机上设置有USB接口。这样能方便与电脑连接下载音乐，并且与充电口共用一个端子，使用更方便。

进一步地，所述低中频方波频率范围为1Hz～1kHz，所述中频方波频率范围为1kHz～100kHz。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明通过将音乐通过控制电路精确转换为强度值进行输出，强度值通过主机内置的无线通信模块进行传输，输送至分机后，进而控制分机的脉冲输出电路对人体进行电疗，同时处理器发出低中频或中频方波对其分机的输出类型进行控制，再配合主机的音乐，令使用者在接受电疗的同时能完全放松，更容易进入睡眠。而且在主机上设置有电疗输出强度控制的按钮，通过处理器来调整强度方波输出的宽度，从而控制输出强度，从而使用者能根据自己实际情况的需要来调整电疗的强度。另外，由于本发明采用无线通信的方式来实现主机与分机之间的控制，并且主机内置有可充电电池，更有利于使用者在各种不同的场合使用，摆脱了线的限制。

附图说明

图1为无线音乐电疗睡眠仪的主机结构正视图；

图2为无线音乐电疗睡眠仪的主机结构左视图；

图3为无线音乐电疗睡眠仪的主机结构右视图；

图4为无线音乐电疗睡眠仪的主机结构仰视图；

图5为无线音乐电疗睡眠仪的分机结构侧视图

图6为无线音乐电疗睡眠仪的分机结构俯视图；

图7为无线音乐电疗睡眠仪的充电器结构示意图；

图8为无线音乐电疗睡眠仪中音乐控制强度电路的整体电路模块示意图；

图9为无线音乐电疗睡眠仪中音乐控制强度电路的功率放大电路、光耦电路、充电放电电路部分的电路图；

图10为无线音乐电疗睡眠仪中音乐控制强度电路的脉冲输出电路部分的电路图；

附图标记说明：1、主机；11、显示屏；12、按键；121、下一曲；122、上一曲；123、音乐播放/停止；124、音量/时间切换；125、第一分机/第二分机切换；126、调节增加；127、调节减少；131、时间调节指示灯；132、音量调节指示灯；133、第一分机强度调节指示灯；134、第二分机强度调节指示灯；14、USB接口；15、开机键；21、吸盘；22、充电口；23、运行指示灯；24、开关按键；25、电极片；3、充电器；31、充电指示灯；321、主机充电接口；322、分机充电接口；33、电源接口；34、开关按钮。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

一种无线音乐电疗睡眠仪，包括主机1以及分机，分机有两个，包括第一分机以及第二分机，主机1包括微控制器、播放器、扬声器、显示屏11以及按键12，播放器、显示屏11以及按键12均与微控制器连接，主机1还包括音乐控制强度电路，音乐控制强度电路一端与播放器连接，另一端与微控制器的ADC输入端连接。分机内还设有脉冲输出电路以及无线通信模块，处理器的输入端通过无线通信模块与微控制器连接，并将微控制器输出的强度值转为为强度方波，同时发出低中频火中频的方波，脉冲输出电路的输入端连接至处理器输出端。其中播放器采用WT2003-20SS，支持MP3等音频格式，具有500G以上内存容量。

如图1至4所示，主机1外形为手撑上操作的撑上型，第一分机以及第二分机的为吸附在相关穴位皮肤上工作的吸附型，主机1以及第一分机、第二分机内均设置有可充电电池，方便携带以及在各种不同场合使用。主机1表面设有显示屏11，显示屏11为LCD屏幕，用于显示当前曲目、音量、第一分机和第二分机的强度、定时时间等信息，由主机1内的微控制器控制显示输出。主机1上还设有多种按键12，按键12包括用于控制音乐的曲目操作按钮以及用于控制微控制器输出强度的强度控制按钮，在本实施例中，按键12包括有用于切换曲目的“上一曲122”与“下一曲121”按键、用于播放或暂停音乐的“音乐播放/停止123”按键、“调节增加126”与“调节减少127”按键、用于切换调节按键调节音量或时间的“音量/时间切换124”按键、用于切换调节按键调节第一分机输出强度或第二分机输出强度的“第一分机/第二分机切换125”按键以及“开机键15”，并且主机1上设有时间调节指示灯131、音量调节指示灯132、第一分机强度调节指示灯133以及第二分机强度调节指示灯134指示当前调节按键所调节的功能，通过上述按键12等对主机1以及第一分机、第二分机整体的音乐以及电疗输出强度进行调节，这些同样通过微控制器进行编程操作控制。

主机1和分机内均设置有可充电电池。如图5和图6所示，分机的外形为圆形，底部设置有吸盘21，用于吸附在人体穴位上，顶部设有充电口22、开关按键24以及运行指示灯23，并在分机的中部设置有用于释放治疗脉冲的电极片25。主机1的侧面上还设有用于连接电脑的USB接口14，以便于主机1连接电脑将使用者所喜欢的音乐曲目输入至主机1内以及充电，从而产生各种不同的处方来控制第一分机和第二分机输出，对人体产生助眠作用。

如图7所示，本无线音乐电疗睡眠仪还包括有一个充电器3，充电器3上设有主机1充电接口以及分机充电接口322，主机1充电接口以及分机充电接口322附近设有充电指示灯31，充电指示灯31有两个，一个用于指示正在充电，另一个用于指示充电已完成，充电器3上还有用于连接220V交流电的电源接口33，用于给充电器3供电，充电器3上设有开关按钮34，以开启与关闭充电器3。主机1上的USB接口14同时可用于连接充电器3，便于连接以对主机1内部的可充电电池进行充电，方便使用者外出使用。

如图8所示，音乐控制强度电路包括播放器、功率放大电路、光耦电路、充电放电电路以及微控制器，功率放大电路、光耦电路以及充电放电电路依次电连接，充电放电电路与微控制器的ADC端口连接，微控制器采用单片机芯片进行控制与处理；

功率放大电路用于接收播放器发出的音乐电压信号并放大为预设功率的音频功率信号，并输入光耦电路，使音乐电压信号；

光耦电路用于将功率放大电路放大后的音频功率信号转换为阻抗，并通过光耦电路对多余的音频功率信号进行隔离，避免对后续电路的工作以及识别有干扰，由于通常音频输出的频率为30～100k赫兹不等，而实际能用作节奏律动的频率只需一部分，无需全部使用，因此通过光耦电路将音频功率信号转换为光，根据光的强度调整输出的阻抗，进而将多余的音频干扰信号隔离过滤；

频功率信号经过光耦电路转换阻抗后，利用充电放电电路将其进行转换为直流电压信号输出，利用充电放电电路以及通过光耦转换而成的阻抗来进行输出根据音频变化的直流电压信号；

微控制器用于将充电放电电路输出的直流电压信号转换为强度值输出。

如图9所示，功率放大电路主要由LM4890功率芯片及一些电阻电容组成，光耦电路主要包括EL817光耦，充电放电电路由一定大小的电阻电容并联组成，其放电时间常数应小于音乐节奏(或强度)变化周期。充电放电电路的时间常数τ决定了放电速度，因此应选在一定合适的范围内。如果太小，放电太快，数据传送速度跟不上，会导致输出强度档位变化不太连续，突跳较大。如果太大，放电太慢，电压波动跟不上音乐节奏(或强度)变化速度，会导致输出强度档位变化太慢，体现不出音乐节奏(或强度)变化。时间常数是由R和C的值决定的，本电路采用并联电阻为10KΩ，电容为220μF，其中，C39电容为高频滤波电容，为ADC转换的起到提高精确度的作用。

微控制器其主体为单片机芯片STC15W4K32S4，其有8个ADC转换端口，其中本电路采用P1.5端口来对音频电压信号进行模数转换，将充电放电电路输出的电压信号转换为数字信号，该转换可通过软件设置且转换速度为180个时钟，取8位结果公式为：

式中：Vin为待转换的音乐直流信号；VCC为电源电压。

第一分机以及第二分机通过无线通信模块与主机1进行连接，主机1通过无线模块将转换后强度值的同时传输给第一分机以及第二分机，第一分机以及第二分机内部的脉冲输出电路接收到信息后，根据强度值的不同以方波的宽度变化来变化输出。其中无线通信模块，采用NORDIC公司生产的一封款专业的nRF2401+收发器，工作在2.4GHZ频段，满足本机收发设计要求。

分机通过无线通信模块接收到主机发出的强度信号后，经过分机内的处理器进行编程转换，同时输出强度随着音乐节奏变化的强度方波以及控制脉冲输出类型的低中频或中频方波，从而对脉冲输出电路进行输出控制。在本文中，处理器与微控制器可使用相同的芯片。

脉冲输出电路如图10所示，音频功率信号经由微控制器模数转换为强度方波，强度方波的宽度随音乐信号变化，信号强方波宽，信号弱方波窄。通过R6、C15等积分电路将方波变成直流电压，方波宽电压高，方波窄电压低。这一电压控制三极管Q3的基极电流。Q3发射极的输出电压与来自处理器编程后通过管脚发出的低中频或中频方波一起控制三极管Q2，低中频或中频的方波用于决定脉冲输出的类型。再通过三极管Q1控制变压器，产生强度变化的低中频或中频治疗脉冲。低中频方波频率范围为1HZ～1kHZ，中频方波频率范围为1kHZ～3kHZ，根据不同范围的频率生产的电疗仪器，所针对的人体症状各不相同。

本产品具体使用的时候，先确保主机1以及第一分机、第二分机内置的可充电电池电量处于充足的状态，然后通过USB接口14将使用者所偏爱的曲目录入主机1内置的播放器中，然后将第一分机和第二分机粘贴在使用者对应的穴位上，开启主机1播放音乐即可。主机1开启后，主机1内置的音乐控制电路会将接收到的音频经过转换，变成强度值，通过无线模块输出至分机，再经过处理器转换为强度方波以及低中频或中频的方波，以控制分机内的脉冲输出电路，最终通由电极片25进行输出。使用者在播放时，能通过主机1上的按键12，对曲目进行切曲、音量调节、电疗输出强度调节等操作，以调整至最适合使用者自己睡眠的状态，从而提高体验效果。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种无线音乐电疗睡眠仪，其特征在于：包括主机(1)，所述主机(1)包括微控制器、播放器以及无线通信模块，所述播放器以及无线通信模块均与微控制器连接，所述主机(1)还包括有音乐控制强度电路，所述音乐控制强度电路包括功率放大电路、光耦电路以及充电放电电路，所述功率放大电路、光耦电路以及充电放电电路依次电连接，所述充电放电电路与微控制器的ADC端口连接；

所述功率放大电路用于接收播放器发出的音乐电压信号并放大为预设功率的音频功率信号，然后将音频功率信号输入光耦电路；

所述光耦电路用于将功率放大电路放大后的音频功率信号转换为阻抗，并通过光耦电路对音频功率信号进行隔离；

所述音频功率信号经过光耦电路转换阻抗后，利用充电放电电路将其进行转换为直流电压信号输出；所述微控制器用于将充电放电电路输出的直流电压信号转换为强度值输出；

所述无线音乐电疗睡眠仪还包括有分机，所述分机上设有电极片(25)以及处理器，所述分机内还设有脉冲输出电路以及无线通信模块，所述处理器的输入端通过无线通信模块与微控制器连接，并将微控制器输出的强度值转为为强度方波，同时发出低中频火中频的方波，所述脉冲输出电路的输入端连接至处理器输出端。

2.根据权利要求1所述的无线音乐电疗睡眠仪，其特征在于：所述主机(1)还包括有显示屏(11)以及按键(12)，所述显示屏(11)以及按键(12)均与微控制器连接。

3.根据权利要求1所述的无线音乐电疗睡眠仪，其特征在于：所述音乐控制强度电路上还连接有用于将音乐播放出来的播放器。

4.根据权利要求3所述的无线音乐电疗睡眠仪，其特征在于：所述按键(12)包括用于控制音乐的曲目操作按钮以及用于控制微控制器输出强度的强度控制按钮。

5.根据权利要求1所述的无线音乐电疗睡眠仪，其特征在于：所述主机(1)以及分机内均设有可充电电池。

6.根据权利要求1所述的无线音乐电疗睡眠仪，其特征在于：所述无线音乐电疗睡眠仪还包括有充电器(3)，所述充电器(3)上设有主机(1)充电接口、分机充电接口(322)以及电源接口(33)，所述主机(1)以及分机上均设有充电口(22)。

7.根据权利要求1所述的无线音乐电疗睡眠仪，其特征在于：所述分机的底部设有用于吸附在人体上的吸盘(21)。

8.根据权利要求1所述的无线音乐电疗睡眠仪，其特征在于：所述主机(1)上设置有USB接口。

9.根据权利要求1所述的无线音乐电疗睡眠仪，其特征在于：所述低中频方波频率范围为1Hz～1kHz，所述中频方波频率范围为1kHz～100kHz。