一種基于光照與心率測控使人定時自然醒的喚醒裝置，使人從睡眠狀態緩慢清醒，實現定時自然醒。該喚醒裝置和方法通過測量睡眠人的心率來控制燈光照射亮度，確保睡眠人定時自然醒的過程。該喚醒裝置和方法確保人被喚醒時意識清醒，精神飽滿，并且不會產生心跳突然加速和血壓突然升高的副作用，不會影響伴侶的休息。該喚醒裝置的單片機與心率監測模塊、燈光模塊、喚醒設置接口、睡眠數據上傳接口相連，電源模塊與心率監測模塊、單片機、燈光模塊相連。該喚醒方法包含調整匹配給定心率步驟、時間設定步驟、燈光照射步驟、感知心率參數的心率測量步驟、控制燈光亮度步驟、人的心率緩慢精確上升步驟。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及睡眠人的喚醒裝置和方法，屬于鬧鐘應用領域，具體涉及一種通過測控系統自動調節燈光照射亮度，緩慢精確地提高睡眠人心率，實現睡眠人定時自然醒的喚醒裝置和喚醒方法，尤其是不需要聲響和震動的喚醒裝置和方法。
技術介紹
目前，公知的喚醒人的喚醒裝置和方法，無論是靠聲響喚醒(鬧鈴)，還是靠震動喚醒(震動手環等)，睡眠人被喚醒都屬于“驚醒”。它們有以下缺點:一是鬧鐘響起或震動發生時，環境的突然改變會對熟睡中的人造成輕微的驚嚇，致使心跳突然加速和血壓突然升高，輕則可能導致人在早晨的工作和學習中出現易怒的不良情緒，重則可能引發心臟??；二是這種喚醒方式，人被喚醒后，仍然處于意識不清醒狀態；三是聲響鬧鐘發出聲響時，會影響伴侶休息。這是因為現有的喚醒方式多采取聲響或震動喚醒方法，具有突然改變睡眠環境的特點，不能使人從睡眠狀態緩慢清醒，很難實現自然醒。
技術實現思路
為了解決現有喚醒裝置和喚醒方法的缺點，本技術提供一種基于光照與心率測控使人定時自然醒的喚醒裝置，使人從睡眠狀態緩慢清醒，實現定時自然醒。該喚醒裝置和方法通過測量睡眠人的心率來控制燈光亮度，確保睡眠人定時自然喚醒的過程。該喚醒裝置和方法能使睡眠人定時自然醒來，意識清醒，精神飽滿，并且不會產生心跳突然加速和血壓突然升高的副作用。除此之外，該喚醒裝置和方法由于沒有聲響和震動，不會影響伴侶的休息。本技術解決其技術問題，采用的技術方案是，使人定時自然醒的喚醒裝置包括單片機、燈光模塊、心率監測模塊、喚醒設置接口、睡眠數據上傳接口 ；使人定時自然醒的喚醒方法包含調整匹配給定心率步驟、時間設定步驟、燈光照射步驟、感知心率參數的心率測量步驟、控制燈光亮度步驟、人的心率緩慢精確上升步驟。使人定時自然醒的喚醒裝置，其特征在于，單片機與心率監測模塊、燈光模塊、喚醒設置接口、睡眠數據上傳接口相連，電源模塊與心率監測模塊、單片機、燈光模塊相連。具體的，所述單片機型號為(但不限于)C8051F920超低功耗單片機，用來實現心率控制算法，進行喚醒的設定，監測并上傳人的睡眠數據，控制燈光亮度等功能。具體的，所述燈光模塊為在單片機控制下的發光體，發光體在單片機控制下發出一定強度的光，發光體包括(但不限于)分布式LED點光源或柔性LED面光源。具體的，所述心率監測模塊包括接觸式或非接觸式心率測量傳感器。具體的，所述喚醒設置接口為對喚醒時間、喚醒模式進行設置的接口，實現包括(但不限于)按鍵式、觸摸式、手機APP界面無線設置等設置。具體的，所述睡眠數據上傳接口為將監測到的睡眠人的心率數據進行存儲、上傳到云端服務器的接口。該接口的形式有(但不限于)藍牙、ZigBee, USB等形式。使人定時自然醒的喚醒方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟1.心率監測模塊通過心率測量匹配出給定心率，即采集睡眠人睡眠狀態到自然醒狀態的心率數據，通過內部算法計算，匹配調整出符合人的個體特點的心率變化喚醒曲線；進一步的，所述步驟I中，初次使用時，該系統自動完成個體睡眠人心率的監測，進行不同個體心率變化喚醒曲線的匹配，使喚醒心率曲線適應不同個體心率不同的要求，預存為給定心率；再進一步的，通過睡眠數據上傳接口上傳到云端服務器，更加有針對性地對人的睡眠進行分析，匹配出更加符合使用者個體特征的喚醒心率曲線；步驟2.通過喚醒設置接口輸入自然醒時間，單片機于預設時間(但不限于)25分鐘前啟動燈光模塊；步驟3.燈光模塊啟動，發光體對睡眠人進行燈光照射；步驟4.通過PffM信號調整控制燈光亮度，使睡眠人的心率緩慢升高；步驟5.心率監測模塊對睡眠人進行心率測量，測定睡眠人的當前心率，與給定心率比較，通過內部算法計算，得出應該施加的燈光照射強度，精確控制燈光亮度；步驟6.精確控制的燈光亮度，確保精確測控人的心率上升曲線，使睡眠人的心率緩慢精確提升，從而保證睡眠人的喚醒狀態為定時自然醒。本技術的有益效果是:1.可以通過精確控制燈光亮度的方法，使睡眠人的心率緩慢升高，從而使人自然醒，不僅能夠有效地喚醒睡眠人，而且使人在被喚醒后意識清醒，精神飽滿。2.喚醒心率曲線會根據人的個體進行匹配，有效解決人的心率的個體差異問題3.本喚醒方法不產生噪聲或震動，不會影響伴侶的休息。4.本喚醒方法中的睡眠心率數據會上傳，方便對睡眠進行記錄與分析，也會更加有效地改進針對個人的喚醒算法?！靖綀D說明】下面結合附圖和實施例對本技術進一步說明。圖1是本技術喚醒裝置的結構框圖，圖2是本技術喚醒裝置的測控原理框圖。圖1中，1.電源模塊，2.單片機，3.燈光模塊，4.睡眠數據上傳接口，5.喚醒設置接口，6.心率監測模塊。圖2中，7.給定心率，8.燈光照射，9.控制燈光亮度，10.人的心率，11.心率測量?！揪唧w實施方式】在圖1中，單片機⑵與心率監測模塊(6)、燈光模塊(3)、喚醒設置接口(5)、睡眠數據上傳接口⑷相連，電源模塊⑴與心率監測模塊(6)、單片機⑵、燈光模塊(3)相連。在圖2中，通過心率測量(11)匹配出給定心率(7)，即采集睡眠人睡眠狀態到自然醒狀態的心率數據，通過內部算法計算，匹配調整出符合人的個體特點的心率變化喚醒曲線；于預設時間啟動燈光模塊(8);通過PffM信號調整控制燈光亮度(9)，使睡眠人的心率緩慢升高；對睡眠人進行心率測量(11)，測定睡眠人的當前心率(10)，與給定心率(7)比較，通過內部算法計算，得出應該施加的燈光照射強度，精確控制燈光亮度(9);精確控制的燈光亮度(9)，確保精確控制人的心率(10)上升曲線，使睡眠人的心率(10)緩慢精確上升，從而保證睡眠人的喚醒狀態為定時自然醒?！局鳈囗棥?.一種基于光照與心率測控使人定時自然醒的喚醒裝置，包括單片機、燈光模塊、心率監測模塊、喚醒設置接口、睡眠數據上傳接口，其特征在于，單片機與心率監測模塊、燈光模塊、喚醒設置接口、睡眠數據上傳接口相連，電源模塊與心率監測模塊、單片機、燈光模塊相連。2.根據權利要求1所述的一種基于光照與心率測控使人定時自然醒的喚醒裝置，其特征在于所述的單片機型號為C8051F920超低功耗單片機，用來實現心率控制算法，進行喚醒的設定，監測并上傳人的睡眠數據，控制喚醒燈光的光照強度等功能。3.根據權利要求1所述的一種基于光照與心率測控使人定時自然醒的喚醒裝置，其特征在于所述的燈光模塊為在單片機控制下的發光體，發光體在單片機控制下發出一定強度的光，實施喚醒過程； 所述發光體包括分布式LED點光源或柔性LED面光源。4.根據權利要求1所述的一種基于光照與心率測控使人定時自然醒的喚醒裝置，其特征在于所述的心率監測模塊包括接觸式或非接觸式心率測量傳感器。5.根據權利要求1所述的一種基于光照與心率測控使人定時自然醒的喚醒裝置，其特征在于所述的喚醒設置接口為對喚醒時間、喚醒模式進行設置的接口，實現包括按鍵式、觸摸式、手機APP界面無線設置等設置。6.根據權利要求1所述的一種基于光照與心率測控使人定時自然醒的喚醒裝置，其特征在于所述的睡眠數據上傳接口為將監測到的睡眠人的心率數據進行存儲、上傳到云端服務器的接口，該接口的形式有藍牙、ZigBee, USB等形式?！緦＠恳环N基于光照與心率測控使人定時自然醒的喚醒裝置，使人從睡眠狀態緩慢清醒，實本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于光照與心率測控使人定時自然醒的喚醒裝置，包括單片機、燈光模塊、心率監測模塊、喚醒設置接口、睡眠數據上傳接口，其特征在于，單片機與心率監測模塊、燈光模塊、喚醒設置接口、睡眠數據上傳接口相連，電源模塊與心率監測模塊、單片機、燈光模塊相連。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張小雷，姜懷遠，張格非，
申請(專利權)人：張小雷，
類型：新型
國別省市：黑龍江;23
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