一種壓電電纜圓筒纏繞結構的智能枕頭的制作方法

本發明涉及智能枕頭領域，特別是一種壓電電纜圓筒纏繞結構的智能枕頭。

背景技術：

睡眠質量是影響人身心健康的重要部分，只有在掌握人體睡眠信息的前提下，才能采取適當的改進措施提高睡眠質量。現有的睡眠監測產品分為三大類分別是專業多導睡眠儀、睡眠監測手環和睡眠監測床墊枕頭。多導睡眠儀通過測試腦電、眼動、心電、血氧、體動等指標獲取睡眠數據，結果精準，但是結構復雜，價格昂貴，只能在醫院等專業檢測機構進行；睡眠監測手環通過加速度模塊測試體動獲取睡眠數據，價格便宜，但是結果不夠準確，而且需要用戶佩戴，影響用戶體驗；睡眠監測床墊、枕頭等非穿戴設備通過壓電傳感模塊獲取用戶體動、呼吸、心率等數據，進而根據算法得到用戶睡眠數據，無需用戶佩戴使用，不影響用戶睡眠習慣，簡單方便。但是現有的睡眠監測枕頭床墊等一般使用壓電薄膜實現壓電傳感，但壓電薄膜面積較小且需要額外制作封裝，實現人體睡眠監測所需壓電薄膜面積較大成本高昂。

技術實現要素：

針對現有的睡眠監測采用壓電薄膜實現壓電傳感，成本高昂的問題，本發明提供了一種壓電電纜圓筒纏繞結構的智能枕頭，該智能枕頭利用壓電電纜在人體睡眠過程中發生的形變感應信號，獲得人體睡眠數據，監測數據準確，成本低廉。

本發明采用的技術方案為：

一種壓電電纜圓筒纏繞結構的智能枕頭，包括枕頭本體，枕頭本體內部設有壓電電纜傳感器，壓電電纜傳感器連接有用于將壓電電纜傳感器產生的壓電信號放大的放大濾波電路，放大濾波電路連接有用于將壓電信號轉換為數字信號的模數轉換電路，模數轉換電路連接有用于將數字信號進行算法分析處理的處理器芯片,處理器芯片上設有將數字信號進行處理的數據處理模塊和用于將處理過的數據傳輸至無線客戶端的無線通信模塊；壓電電纜傳感器包括彈性圓柱筒以及纏繞于彈性圓柱筒表面的壓電電纜。

優選地，彈性圓柱筒表面上的壓電電纜的間隔為0～10cm。

優選地，彈性圓柱筒表面上的壓電電纜的間隔為8cm。

優選地，枕頭本體分為頭枕部和頸枕部，壓電電纜傳感器設置在頸枕部內。

優選地，放大濾波電路、模數轉換電路、數據處理模塊、無線通信模塊以及處理器芯片都設置在一殼體內，殼體設置在枕頭本體內或枕頭本體外。

更優選地，無線通信模塊為藍牙模塊。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明提供一種壓電電纜圓筒纏繞結構的智能枕頭，該智能枕頭利用彈性圓柱筒受壓發生形變，帶動壓電電纜發生形變使其電荷發生變化產生感應信號，獲得人體生理特征信號，準確監測人體睡眠，讓壓電電纜達到了接近壓電薄膜的效果，結構簡單，制造方便，成本低廉，適合大規模生產。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種壓電電纜圓筒纏繞結構的智能枕頭的示意圖；

圖2為本發明提供的一種壓電電纜圓筒纏繞結構的智能枕頭的側視圖；

圖3為本發明提供的一種壓電電纜圓筒纏繞結構的智能枕頭中壓電電纜傳感器的示意圖；

圖4為本發明提供的一種壓電電纜圓筒纏繞結構的智能枕頭的原理示意圖。

具體實施方式

根據附圖對本發明提供的優選實施方式做具體說明。

圖1至圖4，為本發明提供的一種壓電電纜圓筒纏繞結構的智能枕頭的優選實施方式。如圖1至圖4所示，該智能枕頭包括枕頭本體10，枕頭本體10內部設有壓電電纜傳感器20，壓電電纜傳感器20連接有用于將壓電電纜傳感器產生的壓電信號放大的放大濾波電路30，放大濾波電路30連接有用于將壓電信號轉換為數字信號的模數轉換電路40，模數轉換電路40連接有用于將數字信號進行算法分析處理的處理器芯片50,處理器芯片50上設有將數字信號進行處理的數據處理模塊60和用于將處理過的數據傳輸至無線客戶端的無線通信模塊70，壓電電纜傳感器20包括彈性圓柱筒21以及纏繞于彈性圓柱筒21表面的壓電電纜22，在人睡在枕頭本體10上時，彈性圓柱筒21發生形變，變為扁平，彈性圓柱筒21表面的壓電電纜22受圓柱筒21帶動發生形變，壓電電纜22內的電荷發生變化，產生壓電信號。

人體頸部寬度約為10～15cm，為實現采集人體呼吸、心率等生理體征信號，將壓電電纜22在彈性圓柱筒21表面上的纏繞間距設置為0～10cm，優選為8cm，以保證人體躺下時至少有一段壓電電纜22處于人體頸部正下方。壓電電纜22采用360°纏繞設計，使得人體因呼吸、心跳導致的壓力變化傳導至壓電電纜22時，一部分轉化為沿壓電電纜22方向的拉伸應力，提高壓電電纜22對應力的靈敏度，從而提高壓電電纜的探測范圍，用低成本的壓電電纜22實現高成本的壓電薄膜的監測效果。

如圖2所示，枕頭本體10分為頭枕部11和頸枕部12，壓電電纜傳感器20設置在頸枕部12內。放大濾波電路30、模數轉換電路40、數據處理模塊60、無線通信模塊70以及處理器芯片50都設置在一殼體80內，殼體80設置在枕頭本體10內或枕頭本體10外。具體來說，該殼體60優選設置在枕頭本體10的頭枕部11內。若放置于枕頭本體11外，需要使用電纜對壓電電纜和殼體80進行連接。殼體80內一般還設有為壓電電纜傳感器20、放大濾波電路30、模數轉換電路40、數據處理模塊60以及無線通信模塊70供電的電源以及電源管理模塊。殼體80上還設有接口81，便于數據聯通和充電；無線通信模塊70優選為藍牙模塊。

該智能枕頭監測人體睡眠的過程為：人睡在枕頭本體10上，人的頸部處于頸枕部12，至少有一段壓電電纜22處于人體頸部正下方；彈性圓柱筒21受頸部下壓的重力發生形變，變為扁平，彈性圓柱筒21表面的壓電電纜22受圓柱筒21帶動發生形變，壓電電纜22通過壓電效應產生壓電信號并輸送至放大濾波電路30，放大濾波電路30對壓電信號放大后，再輸送至模數轉換電路40，模數轉換電路40將壓電信號轉換為數字信號，數字信號經芯片處理器50上的數據處理模塊60進行處理，處理后的信號經無線通信模塊70傳輸至無線客戶端，這樣就可從無線客戶端獲得人體睡眠時生理特征信號，并通過軟件算法處理，轉換為完整的睡眠圖。該生理特征信號包括呼吸信號、心率信號和體動信號。

綜上所述，本發明的技術方案可以充分有效的實現上述發明目的，且本發明的結構及功能原理都已經在實施例中得到充分的驗證，能達到預期的功效及目的，在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對發明的實施例做出多種變更或修改。因此，本發明包括一切在專利申請范圍中所提到范圍內的所有替換內容，任何在本發明申請專利范圍內所作的等效變化，皆屬本案申請的專利范圍之內。