技术领域

[0001] 本发明涉及智能枕头领域， 特别是一种压电电缆圆筒缠绕结构的智能枕头 。

背景技术

[0002] 睡眠质量是影响人身心健康的重要部分， 只有在掌握人体睡眠信息的前提下， 才能采取适当的改进措施提高睡眠质量。 现有的睡眠监测产品分为三大类分别 是专业多导睡眠仪、 睡眠监测手环和睡眠监测床垫枕头。 多导睡眠仪通过测试 脑电、 眼动、 心电、 血氧、 体动等指标获取睡眠数据， 结果精准， 但是结构复 杂， 价格昂贵， 只能在医院等专业检测机构进行； 睡眠监测手环通过加速度模 块测试体动获取睡眠数据， 价格便宜， 但是结果不够准确， 而且需要用户佩戴 ， 影响用户体验； 睡眠监测床垫、 枕头等非穿戴设备通过压电传感模块获取用 户体动、 呼吸、 心率等数据， 进而根据算法得到用户睡眠数据， 无需用户佩戴 使用， 不影响用户睡眠习惯， 简单方便。 但是现有的睡眠监测枕头床垫等一般 使用压电薄膜实现压电传感， 但压电薄膜面积较小且需要额外制作封装， 实现 人体睡眠监测所需压电薄膜面积较大成本高昂 。

技术问题

[0003] 针对现有的睡眠监测采用压电薄膜实现压电传 感， 成本高昂的问题， 本发明提 供了一种压电电缆圆筒缠绕结构的智能枕头， 该智能枕头利用压电电缆在人体 睡眠过程中发生的形变感应信号， 获得人体睡眠数据， 监测数据准确， 成本低 廉。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 一种压电电缆圆筒缠绕结构的智能枕头， 包括枕头本体， 枕头本体内部设有压 电电缆传感器， 压电电缆传感器连接有用于将压电电缆传感器 产生的压电信号 放大的放大滤波电路， 放大滤波电路连接有用于将压电信号转换为数 字信号的 模数转换电路， 模数转换电路连接有用于将数字信号进行算法 分析处理的处理 器芯片，处理器芯片上设有将数字信号进行处 理的数据处理模块和用于将处理过 的数据传输至无线客户端的无线通信模块； 压电电缆传感器包括弹性圆柱筒以 及缠绕于弹性圆柱筒表面的压电电缆。

[0005] 优选地， 弹性圆柱筒表面上的压电电缆的间隔为 0〜10cm。

[0006] 优选地， 弹性圆柱筒表面上的压电电缆的间隔为 8cm。

[0007] 优选地， 枕头本体分为头枕部和颈枕部， 压电电缆传感器设置在颈枕部内。

[0008] 优选地， 放大滤波电路、 模数转换电路、 数据处理模块、 无线通信模块以及处 理器芯片都设置在一壳体内， 壳体设置在枕头本体内或枕头本体外。

[0009] 更优选地， 无线通信模块为蓝牙模块。

发明的有益效果

有益效果

[0010] 与现有技术相比， 本发明的有益效果在于： 本发明提供一种压电电缆圆筒缠绕 结构的智能枕头， 该智能枕头利用弹性圆柱筒受压发生形变， 带动压电电缆发 生形变使其电荷发生变化产生感应信号， 获得人体生理特征信号， 准确监测人 体睡眠， 让压电电缆达到了接近压电薄膜的效果， 结构简单， 制造方便， 成本 低廉， 适合大规模生产。

对附图的简要说明

附图说明

[0011] 图 1为本发明提供的一种压电电缆圆筒缠绕结构� �智能枕头的示意图；

[0012] 图 2为本发明提供的一种压电电缆圆筒缠绕结构� �智能枕头的侧视图；

[0013] 图 3为本发明提供的一种压电电缆圆筒缠绕结构� �智能枕头中压电电缆传感器 的示意图；

[0014] 图 4为本发明提供的一种压电电缆圆筒缠绕结构� �智能枕头的原理示意图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0015] 根据附图对本发明提供的优选实施方式做具体 说明。

[0016] 图 1至图 4， 为本发明提供的一种压电电缆圆筒缠绕结构的 智能枕头的优选实施 方式。 如图 1至图 4所示， 该智能枕头包括枕头本体 10， 枕头本体 10内部设有压 电电缆传感器 20， 压电电缆传感器 20连接有用于将压电电缆传感器产生的压电 信号放大的放大滤波电路 30， 放大滤波电路 30连接有用于将压电信号转换为数 字信号的模数转换电路 40， 模数转换电路 40连接有用于将数字信号进行算法分 析处理的处理器芯片 50,处理器芯片 50上设有将数字信号进行处理的数据处理模 块 60和用于将处理过的数据传输至无线客户端的� ��线通信模块 70， 压电电缆传 感器 20包括弹性圆柱筒 21以及缠绕于弹性圆柱筒 21表面的压电电缆 22， 在人睡 在枕头本体 10上吋， 弹性圆柱筒 21发生形变， 变为扁平， 弹性圆柱筒 21表面的 压电电缆 22受圆柱筒 21带动发生形变， 压电电缆 22内的电荷发生变化， 产生压 电信号。

[0017] 人体颈部宽度约为 10〜15cm， 为实现采集人体呼吸、 心率等生理体征信号， 将 压电电缆 22在弹性圆柱筒 21表面上的缠绕间距设置为 0〜10cm， 优选为 8cm， 以 保证人体躺下吋至少有一段压电电缆 22处于人体颈部正下方。 压电电缆 22采用 3 60°缠绕设计， 使得人体因呼吸、 心跳导致的压力变化传导至压电电缆 22吋， 一 部分转化为沿压电电缆 22方向的拉伸应力， 提高压电电缆 22对应力的灵敏度， 从而提高压电电缆的探测范围， 用低成本的压电电缆 22实现高成本的压电薄膜 的监测效果。

[0018] 如图 2所示， 枕头本体 10分为头枕部 11和颈枕部 12， 压电电缆传感器 20设置在 颈枕部 12内。 放大滤波电路 30、 模数转换电路 40、 数据处理模块 60、 无线通信 模块 70以及处理器芯片 50都设置在一壳体 80内， 壳体 80设置在枕头本体 10内或 枕头本体 10外。 具体来说， 该壳体 60优选设置在枕头本体 10的头枕部 11内。 若 放置于枕头本体 11外， 需要使用电缆对压电电缆和壳体 80进行连接。 壳体 80内 一般还设有为压电电缆传感器 20、 放大滤波电路 30、 模数转换电路 40、 数据处 理模块 60以及无线通信模块 70供电的电源以及电源管理模块。 壳体 80上还设有 接口 81， 便于数据联通和充电； 无线通信模块 70优选为蓝牙模块。

[0019] 该智能枕头监测人体睡眠的过程为： 人睡在枕头本体 10上， 人的颈部处于颈枕 部 12， 至少有一段压电电缆 22处于人体颈部正下方； 弹性圆柱筒 21受颈部下压 的重力发生形变， 变为扁平， 弹性圆柱筒 21表面的压电电缆 22受圆柱筒 21带动 发生形变， 压电电缆 22通过压电效应产生压电信号并输送至放大滤� ��电路 30， 放大滤波电路 30对压电信号放大后， 再输送至模数转换电路 40， 模数转换电路 4 0将压电信号转换为数字信号， 数字信号经芯片处理器 50上的数据处理模块 60进 行处理， 处理后的信号经无线通信模块 70传输至无线客户端， 这样就可从无线 客户端获得人体睡眠吋生理特征信号， 并通过软件算法处理， 转换为完整的睡 眠图。 该生理特征信号包括呼吸信号、 心率信号和体动信号。

综上所述， 本发明的技术方案可以充分有效的实现上述发 明目的， 且本发明 的结构及功能原理都已经在实施例中得到充分 的验证， 能达到预期的功效及目 的， 在不背离本发明的原理和实质的前提下， 可以对发明的实施例做出多种变 更或修改。 因此， 本发明包括一切在专利申请范围中所提到范围 内的所有替换 内容， 任何在本发明申请专利范围内所作的等效变化 ， 皆属本案申请的专利范 围之内。