利用心率控制溫度促進睡眠的方法及實現該方法的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用心率控制溫度促進睡眠的方法及實現該方法的裝置。
【背景技術】
[0002]目前，圍繞人體睡眠質量所展開的科研活動非常多，根據目前國內外的研究，基于睡眠質量所提出的解決方案主要包括以下幾種:
一、利用睡眠周期作睡眠環境的控制方法
該方法是利用睡眠周期作睡眠環境的控制是偵測受測者于睡眠時所床墊上產生的振動而算出受測者的睡眠周期，然后根據確定的睡眠周期控制燈光亮度、播放音樂，并且由振動器產生微弱振動，以是的睡眠環境更適應人體在不同睡眠周期的需求，但是，這種方法需控制的環境變量多，實施難度大，且通過睡眠時床墊產生的振動判斷人體的睡眠周期并不準確。
[0003]二、智能生態健康睡眠系統
該系統包括有控制中心，人機信息交流互換系統，人體參數及躺姿測試系統，可調節有效厚度和支撐力大小的雙承托限位床墊，回拉式位移傳感器，高度可升降的枕部，信息傳輸技術等，特殊之處在于:測試系統自動采集躺在床上人的身高體重體形等人體參數，也可自由輸入指令或參數，控制中心根據人體參數自動計算出仰臥側臥時合適的床墊厚度和枕高，躺姿測試系統測出躺臥姿勢，根據躺姿選擇仰臥或側臥床墊枕高參數，調節雙承托限位床墊的有效厚度和枕高。這種系統結構復雜、成本高，且同樣的需控制的環境變量多，實施難度大。
[0004]三、智能睡眠保護系統
該護系統由智能被套和床墊組成；床墊包括安裝套、控制器；智能被套內裝有調溫層，調溫層內安裝有可充氣式管囊結構、電子溫控系統、鋰電池供充電系統、微型氣栗或手動充氣器。該系統結構復雜，且存在較大的安全隱患。
[0005]四、保健恒溫床墊和節能恒溫取暖床墊
顧名思義，恒溫床墊即是將人體在睡眠時直接接觸的床墊設置為恒溫，雖然能達到一定改變睡眠質量的效果，但是，恒溫的設定并不能適應各不同的睡眠周期，針對性差。
[0006]五、空間保溫睡眠床墊該床墊包括邊框，邊框與底端的底板固定，邊框里設有支撐隔斷，支撐隔斷將邊框內部形成多個區域，每個區域中都設置橡膠絕緣膜，橡膠絕緣膜上設有充氣墊，充氣墊的內外填充有木炭，在所述支撐隔斷形成的區域里還設有接尿斗和熱水瓶或熱水袋放置區，邊框上表面采用布條編織層用壓條固定。本發明所述空間保溫睡眠床墊，能夠保住人體溫度形成積溫，冬天寒冷和濕氣不被入侵，下方人體排泄的濕氣被木炭吸收，橡膠絕緣膜隔絕了上下濕氣使床墊下的濕氣不會滲透到人體，由于保住人體溫度，使人體在冬季睡眠時具有較高的溫度，提高睡眠質量。該床墊與恒溫床墊的原理一樣，其缺點也是并不能適應各不同的睡眠周期，針對性差。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種實施方便、測量控制精確的利用心率控制溫度促進睡眠的方法。
[0008]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
利用心率控制溫度促進睡眠的方法，在床墊上設置壓電傳感器，所述壓電傳感器采集人體睡眠時的數據，然后通過ARM芯片對采集到的數據進行處理，分離出心率信號和呼吸信號，通過心率信號的變化對床墊的溫度進行調節，其調節方式滿足以下關系:
當測得的心率大于設定的上限閾值，并且心率變化率即心率標準差大于標準差下限閾值則降低床墊溫度；當測得的心率小于設定的上限閾值，并且心率標準差小于標準差下限閾值則升高床墊溫度。
[0009]進一步的，所述上限閾值大于下限閾值，利用雙重判定條件，即心率瞬時值和心率標準差，利用窗函數移動的方法來判定不同條件下的溫度控制。
[0010]進一步的，所述ARM芯片用于計算出R-R間期值以及心率的頻域和時域指標，其型號為 STM32407IGT6。
[0011]實現利用心率控制溫度促進睡眠的方法的裝置，包括設置在床墊上的壓電傳感器和溫度調節系統，以及用于接受壓電傳感器數據并進行處理后向溫度調節系統發出控制命令的處理器。
[0012]所進一步的，述溫度調節系統為設置在床墊內部的升溫/降溫裝置。
[0013]進一步的，所述處理器包括與所述壓電傳感器和所述溫度調節系統均互聯的ARM芯片。
[0014]本發明的設計原理:在一定的熱環境條件下，人體有兩方面的表達方式:一種是生理反應，反映在體溫、心率、血壓的變化及出汗；一種是冷、熱或不冷不熱的主觀感覺。人體心理主要涉及人體在熱濕環境下的冷熱感覺、熱舒適感等；生理系統主要包括呼吸系統、循環系統、熱調節系統、神經系統、腦系統和視覺系統。人體睡眠時身體的新陳代謝會減緩，心跳和次數和強度都在減弱，心跳每分鐘減慢10?30次，體溫也隨之下降，當外界溫度達到一定程度時(或高或低)會影響人體體表感應的舒適度從而反映在心率上，影響人體的睡眠質量。如果人的體溫周期太平緩(也就是溫差不夠大)，或者被其它事情所影響，即會導致睡眠困難。因此，可利用心率控制溫度，從而到達改善睡眠質量。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
本發明通過電壓傳感器檢測人體睡眠時的數據，然后將數據中的心率信號和呼吸信號分離，對心率信號進行分析計算，是否超過所設定的閾值，從而通過心率信號的反應，得到當前人體所接受的睡眠溫度是否達到適合的溫度，心率高于設定的上限閾值，且心率標準差大于標準差下限閾值，說明環境溫度高，則降溫，心率低于設定的下限閾值，且心率標準差小于標準差下限閾值，說明環境溫度低，則升溫，本發明實施簡單方便，且成本低，通過心率反饋的溫度調節，更直觀、直接，極大地提高了睡眠溫度控制的精確度。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0017]本實施例提供了一種利用心率控制溫度促進睡眠的方法，該方法的設計原理是基于不同的環境溫度，人體心率不同，故由心率的監測結果反應出睡眠時