CN112155526A - 一种睡眠监测装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种睡眠监测装置及其控制方法。包括两压力传感器、压电薄膜传感器及控制器。两压力传感器与压电薄膜传感器水平间隔设置，压电薄膜传感器设于两压力传感器之间，压力传感器检测外界对其产生的压力，压电薄膜传感器用于捕获用户的生理信号，控制器与两压力传感器及压电薄膜传感器电性连接。当用户侧卧时，无论是偏向睡眠监测装置的左侧还是偏向睡眠监测装置的右侧，至少有一条压力传感器能检测到用户产生的压力，控制器根据压力传感器检测到的压力，控制压电薄膜传感器工作。提高了判断用户离床或在床的准确度。

Description

一种睡眠监测装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及生理信号采集技术领域，特别是一种睡眠监测装置及其控制方法。

背景技术

随着大众的睡眠健康意识越来越强,睡眠问题已渐渐成为最受关注的问题之一，基于需求研发出了睡眠监测装置,睡眠监测不但可以帮助人们了解睡眠状况，尽早发现睡眠问题，改掉不良的睡眠习惯，还可以帮助病人及早发现由于睡眠障碍引发的疾病问题,掌握最佳的治疗疾病的时间。

现有的睡眠监测装置配备有一条压力传感器以及一条压电薄膜传感器，压电薄膜传感器用于采集人体心跳BCG信号，压力传感器用于识别在床以及离床等信息，然而不同的用户存在不同的睡眠姿势，当用户侧卧时容易离开压力传感器的检测范围，此时睡眠监测装置会判断用户离床，停止监测睡眠信息，导致睡眠信息不准确。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种睡眠监测装置及其控制方法，旨在解决现有技术中侧卧的睡姿会导致睡眠检测装置判断用户处于离床状态的问题。

第一方面，本发明提供了一种睡眠监测装置，包括：两压力传感器、压电薄膜传感器及控制器，两所述压力传感器水平间隔设置，用于检测外界对其产生的压力，所述压电薄膜传感器与两所述压力传感器水平设置，且设于两所述压力传感器之间，所述压电薄膜传感器用于捕获用户的生理信号，所述控制器与两所述压力传感器及压电薄膜传感器电性连接，所述控制器用于根据所述压力传感器检测到的压力，控制所述压电薄膜传感器工作。

进一步地，所述压力传感器包括若干传感单元，若干所述传感单元沿所述压力传感器间隔设置。

进一步地，所述压力传感器还包括引导件，所述引导件贴合于所述传感单元的表面。

进一步地，还包括两层加固层，两所述压力传感器与所述压电薄膜传感器设于两层所述加固层之间，并由两层所述加固层包裹在一起。

进一步地，还包括两层绝缘层，两层所述加固层设于两层所述绝缘层之间，并由两层所述绝缘层包裹在一起。

进一步地，还包括两层布料层，两层所述绝缘层设于两所述布料层之间，并由两层所述布料层包裹在一起。

进一步地，两所述压力传感器与所述压电薄膜传感器采用热压工艺封装保护，两所述压力传感器外围设有避空层。

进一步地，两所述压力传感器封装厚度大于5mm，且采用软质材料封装。

第二方面，本发明提供了一种种睡眠监测装置的控制方法，所述控制方法用于控制上述第一方面任一项所述的睡眠监测装置，所述控制方法包括：接收开启信号；获取所述压力传感器上的第一压力值；将第一压力值与预设压力阈值比较；当所述第一压力值大于或等于所述预设压力阈值时，将所述第一压力值设为初始压力值；获取所述压力传感器上的第二压力值；根据所述初始压力值判断所述第二压力值是否满足预设条件；当所述第二压力值满足所述预设条件时，判定用户处于在床状态。

进一步地，所述根据所述初始压力值判断所述第二压力值是否满足预设条件，还包括：将所述第二压力值与所述初始压力值比较；当所述第二压力值大于所述初始压力值时，判定所述第二压力值满足预设条件；或者，还包括：计算所述第二压力值与所述初始压力值的偏差值；将所述偏差值与预设偏差阈值比较；当所述第二压力值达到所述预设偏差阈值时，判定所述第二压力值满足预设条件。

本发明的有益效果在于：通过在压电薄膜传感器同一水平方向上的两侧分别设置一条压力传感器，其中两压力传感器用于检测外界对其产生的压力，压电薄膜传感器用于捕获用户的生理信号。当用户侧卧时，无论是偏向睡眠监测装置的左侧还是偏向睡眠监测装置的右侧，至少有一条压力传感器能检测到用户产生的压力，控制器用于根据压力传感器检测到的压力，控制压电薄膜传感器工作。不仅提高了判断用户离床或在床的准确度。还增加了呼吸信号的采集来源，提高了呼吸信号的准确度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，附图中：

图1是本发明睡眠监测装置的整体结构示意图；

图2是本发明压力传感器结构示意图；

图3是本发明睡眠监测装置一实施例的剖视图；

图4是本发明睡眠监测装置另一实施例的剖视图；

图5是本发明实施例的睡眠监测装置的控制方法流程图；

图6是本发明实施例步骤S150一实施例的子步骤流程图；

图7是本发明实施例步骤S150另一实施例的子步骤流程图；

图中各附图标记为：

1、压力传感器；11、传感单元；2、压电薄膜传感器；3、加固层；4、绝缘层；5、布料层；6、避空层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

本发明提供了一种睡眠监测装置，如图1所示，睡眠监测装置包括两压力传感器1、压电薄膜传感器2及控制器。两压力传感器1与压电薄膜传感器2 水平间隔设置，压力传感器1用于检测外界对其产生的压力。压电薄膜传感器 2设于两压力传感器1之间，用于捕获用户的呼吸、心率等生理信号。控制器与两压力传感器1及压电薄膜传感器2电性连接，控制器用于根据压力传感器 1检测到的压力，控制压电薄膜传感器2工作。

压电薄膜传感器2可以很灵敏的响应微弱的动态信号，如呼吸、心率信号。使用时，睡眠监测装置平铺在床上，当用户躺在床上时，呼吸起伏和心脏跳动被压电薄膜传感器捕获，经过计算得出呼吸、心率值。由于压电薄膜传感器2 对动态信号的异常灵敏，比如床边有人经过，或者一阵风吹过，都有可能被压电薄膜传感器2捕捉到，难以判断用户处于在床还是离床状态，导致采集各种人体生理信号参数不准确，因此本睡眠监测装置设有压力传感器1。只有压力传感器1检查到一定的压力值时才会判断用户在床，控制压电薄膜传感器2工作，提高了判断用户离床或在床的准确度。压力传感器1还可以采集微小的呼吸压力变化，从而增加呼吸信号的采集来源，提高呼吸信号的准确度。

通过实施本实施例，两压力传感器1分别设于压电薄膜传感器2的两侧。当用户侧卧时，无论是偏向睡眠监测装置的左侧还是偏向睡眠监测装置的右侧，至少有一压力传感器1能检测到用户产生的压力并将压力信息传至控制器，从而判断出用户处于在床状态。不仅提高了判断用户离床或在床的准确度。还增加了呼吸信号的采集来源，提高了呼吸信号的准确度。

在具体实施例中，如图2所示，压力传感器1包括若干传感单元11，若干传感单元11沿压力传感器1间隔设置。

普通压力传感器稍稍弯曲就会触发压力传感器，导致睡眠监测装置在放置必须保持平整，用户体验较差。包装出货时，普通压力传感器候不能很自由的弯曲，一旦过度弯曲就会难以复原，使得压力传感器一直处于触发状态，降低了良品率，并且普通压力传感器包装体积很大，不仅包装成本很高，运输费用也很高。

在压力传感器1上设置若干间隔开的传感单元11，当睡眠监测装置稍微有不平整的时候，并不会触发压力传感器1。同时也可以很自由的弯曲包装出货，减小了包装体积、降低了包装成本及运费，并且适用于市面上大部分的床垫，灵敏度非常高。本实施例若干传感单元11之间的距离为20mm，保证了高灵敏度的同时，还可以自由弯曲包装出货。

在一实施例中，压力传感器还包括引导件，例如EVA泡棉，引导件贴合于所述传感单元的表面，使得身体压力更易于传导至压力传感器1上，提高了压力传感器1的感应范围。

在一实施例中，如图3所示，睡眠监测装置还包括两层加固层3，两压力传感器1与压电薄膜传感器2设于两层加固层3之间，并由两层加固层3包裹在一起。

将加固层3作为压力传感器1及压电薄膜传感器2的保护结构，不仅固定了压力传感器1及压电薄膜传感器2的相对位置，还能减少用户在使用睡眠监测装置的过程中对传感器造成磨损，增加了睡眠监测装置的使用寿命，提升了用户体验。

在具体实施例中，如图3所示，睡眠监测装置还包括两层绝缘层4，两层加固层3设于两层绝缘层4之间，并由两层绝缘层4包裹在一起。

在加固层3外围设置绝缘层4能有效避免传感器漏电而造成用户触电。在本实施例中，绝缘层4由PC塑料制成，PC塑料有韧性，具有高抗冲击性，高度的尺寸稳定性和范围很宽的使用温度、良好的电绝缘性及耐热性和无毒性。

进一步地，如图4所示，睡眠监测装置还包括两层布料层5，两层绝缘层 4设于两布料层5之间，并由两层布料层5包裹在一起。

设置了布料层5的睡眠监测装置可以直接与肌肤接触，用户躺在睡眠检测装置上不会感觉到不适，增加了睡眠监测装置的舒适性。

在一实施例中，压力传感器1与压电薄膜传感器2采用热压工艺封装，两压力传感器1外围设有避空层6。

热压工艺的具有模具便宜、成品厚度均匀等优点，是塑料加工业中简单、普遍之加工方法。因为热压工艺会导致压力传感器1失效，压力传感器1外围设有避空层6可以在使用热压工艺封装压力传感器1时，起到隔热的作用，保证封装时不对压力传感器1造成损坏。

在一实施例中，述压力传感器封装厚度大于5mm，且采用软质材料封装。

由于人体是有弧度的，躺在床上时，腰部与床在垂直方向可能存在间隙，无法接触。因此需要足够的封装厚度，使人体压力能够传导到压力传感器1 上。软质材料封装能提升传导机制的性能，使得身体压力更易于传导到压力传感器1上。

本发明实施例展示了一种睡眠监测装置，如图1所示，通过在压电薄膜传感器2同一水平方向上的两侧分别设置一条压力传感器1。其中两压力传感器 1用于检测外界对其产生的压力，压电薄膜传感器用于捕获用户的生理信号。当用户侧卧时，无论是偏向睡眠监测装置的左侧还是偏向睡眠监测装置的右侧，至少有一条压力传感器1能检测到用户产生的压力，并将压力信息传递至控制器，控制器控制器用于根据压力传感器检测到的压力，控制压电薄膜传感器工作。不仅提高了判断用户离床或在床的准确度。还增加了呼吸信号的采集来源，提高了呼吸信号的准确度。

本发明提供了一种睡眠监测装置的控制方法，控制方法用于控制上述任一实施例的控制器，如图5所示，控制方法包括：

S110：接收开启信号；

S120：获取压力传感器上的第一压力值；

S130：当第一压力值大于或等于预设压力阈值时，将第一压力值设为初始压力值；

S140：获取压力传感器上的第二压力值；

S150：根据所述初始压力值判断所述第二压力值是否满足预设条件；

S160：当所述第二压力值满足所述预设条件时，判定用户处于在床状态。

在本实施例中，开启信号是控制睡眠监测装置开启的信号，可以由集成在睡眠监测装置控制器上的开关、电源、遥控器、手机、平板电脑等发出。第一压力值是睡眠监测装置控制器开启时压力传感器1获取的压力值，预设初始压力值是预先设置好的初始压力值，一般情况下默认设置为零。第二压力值是睡眠监测装置上新增了物件或用户躺于睡眠监测装置上时触发压力传感器1获取的压力值。

床上通常会放置被子、枕头等物件，当开启睡眠监测装置时，物件带来的压力可能导致压力传感器1被误触发，从而做出用户处于在床状态的判断，进而导致睡眠监测装置检测到的睡眠信息准确度低。为此本实施例提供了一种控制方法，避免压力传感器1被误触发。通过实施本实施例，睡眠监测装置开启时，压力传感器1会获取一次第一压力值，并将第一压力值与预设初始压力值作比较，当第一压力值大于或等于预设初始压力值时，将第一压力值或预设初始压力值设为初始压力值。经过上述步骤，物件提供的压力与初始压力值相同。当压力传感器1检测到比第一压力值更大的第二压力值时，控制器会根据所述初始压力值判断第二压力值是否满足预设条件，当第二压力值满足所述预设条件时才会判断用户处于在床状态，提高了判断用户离床或在床的准确度。其中预设条件为预先设置好的，用于判断用户是否处于在床状态的条件，以下列举两个优选实施例进行说明。

在一体实施例中，如图7所示，步骤S150包括：

S151：将第二压力值与初始压力值比较；

S152：当第二压力值大于初始压力值时，判定所述第二压力值满足预设条件。

通过实施本实施例，压力传感器1只有检测到大于物件提供的压力才会判断用户处于在床状态，提高了判断用户离床或在床的准确度。

在一实施例中，如图7所述，步骤S150包括：

S153：计算第二压力值与初始压力值的偏差值；

S154：将偏差值与预设偏差阈值比较；

S155：当第二压力值达到预设偏差阈值时，判定所述第二压力值满足预设条件。

当初始压力值确认后，用户有可能会放置新物件于床上，例如玩偶、衣物，此时因物件提供的压力增加，大于初始压力值，因此会造成压力传感器1误触发。通过实施本实施例，当睡眠监测装置上新增了物件或用户躺于睡眠监测装置上时，压力传感器1检测到压力增加，从而获取第二压力值，并计算第二压力值与初始压力值的偏差值，并将该偏差值与预设偏差阈值比较，压力传感器 1只有检测到第二压力值大于预设偏差阈值时才会判断用户处于在床状态。在本实施例中，预设偏差阈值是预先设置好的一个阈值，例如50N、100N，偏差值为新增物件或用户产生的压力值，相比用户，新增物件对睡眠监测装置的压力通常较小，比如玩偶、衣物等物件，通常会低于预设偏差阈值，此时压力传感器1不会被误触发，只有用户躺于睡眠监测装置上，使得新增压力达到预设偏差阈值时，才会触发压力传感器1，判断用户处于在床状态，提高了判断用户离床或在床的准确度。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要的保护范围。

Claims (10)

1.一种睡眠监测装置，其特征在于，包括：

两压力传感器，两所述压力传感器水平间隔设置，所述压力传感器用于检测外界对其产生的压力；

压电薄膜传感器，其与两所述压力传感器水平设置，且设于两所述压力传感器之间，所述压电薄膜传感器用于捕获用户的生理信号。

控制器，其与两所述压力传感器及压电薄膜传感器电性连接，所述控制器用于根据所述压力传感器检测到的压力，控制所述压电薄膜传感器工作。

2.根据权利要求1所述的睡眠监测装置，其特征在于：所述压力传感器包括若干传感单元，若干所述传感单元间隔设置。

3.根据权利要求2所述的睡眠监测装置，其特征在于：所述压力传感器还包括引导件，所述引导件贴合于所述传感单元的表面。

4.根据权利要求1所述的睡眠监测装置，其特征在于：还包括两层加固层，两所述压力传感器与所述压电薄膜传感器设于两层所述加固层之间，并由两层所述加固层包裹在一起。

5.根据权利要求3所述的睡眠监测装置，其特征在于：还包括两层绝缘层，两层所述加固层设于两层所述绝缘层之间。

6.根据权利要求4所述的睡眠监测装置，其特征在于：还包括两层布料层，两层所述绝缘层设于两所述布料层之间。

7.根据权利要求1-6任一项所述的睡眠监测装置，其特征在于：两所述压力传感器与所述压电薄膜传感器采用热压工艺封装，两所述压力传感器外围设有避空层。

8.根据权利要求7所述的睡眠监测装置，其特征在于：两所述压力传感器封装厚度大于5mm，且采用软质材料封装。

9.一种睡眠监测装置的控制方法，其特征在于：所述控制方法用于控制如权利要求1至8中任一项所述的控制器，所述控制方法包括：

接收开启信号；

获取所述压力传感器上的第一压力值；

将第一压力值与预设压力阈值比较；

当所述第一压力值大于或等于所述预设压力阈值时，将所述第一压力值设为初始压力值；

获取所述压力传感器上的第二压力值；

根据所述初始压力值判断所述第二压力值是否满足预设条件；

当所述第二压力值满足所述预设条件时，判定用户处于在床状态。

10.根据权利要求9所述的睡眠监测装置的控制方法，其特征在于，所述根据所述初始压力值判断所述第二压力值是否满足预设条件，还包括：

将所述第二压力值与所述初始压力值比较；

当所述第二压力值大于所述初始压力值时，判定所述第二压力值满足预设条件；

或者，还包括：

计算所述第二压力值与所述初始压力值的偏差值；

将所述偏差值与预设偏差阈值比较；

当所述第二压力值达到所述预设偏差阈值时，判定所述第二压力值满足预设条件。

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