一种智能床垫控制电路及其床垫的制作方法

1.本技术涉及智能家居的技术领域，尤其是涉及一种智能床垫控制电路及其床垫。


背景技术：

2.目前城市化进程加快带来的睡眠问题日益凸显，关于全球健康睡眠的问题日益被人们所关注，为了改善人们的睡眠问题，床垫也在追求舒适性的同时渐渐向智能化迈进，智能床垫的需求在未来将得到进一步扩大。
3.目前对智能床垫的普及较低，且智能床垫的智能化程度不高，相关的智能家居仅具有智能记忆睡眠者睡眠姿势、调节智能床垫的高度等提高睡眠舒适度的智能化功能。
4.其中，睡眠者在睡眠时的打鼾行为对人体健康有着极大的危害，打鼾是由于咽部的软组织在气流的振动下会产生共振，进而导致在睡眠中出现打鼾，睡眠者在仰卧位时，由于软腭的松弛度加重，打鼾的几率或程度较重，而采用侧卧式或将脖子处垫高的方式则能对打鼾进行有效控制，相关技术中的智能床垫在遇到睡眠者打鼾时，无法对睡眠者的睡姿进行调节。


技术实现要素：

5.为了在减少睡眠者睡眠时因睡姿错误而发生打鼾的情况，进而减少打鼾对人体产生的危害，本技术提供一种智能床垫。
6.第一方面，本技术提供的一种智能床垫控制电路，采用如下的技术方案：
7.一种智能床垫控制电路，包括供电电路，还包括：
8.检测电路，连接于所述供电电路以接收启动电压，所述检测电路包括检测并采集鼾声信号的鼾声信号传感器以及连接于所述鼾声信号传感器以接收鼾声信号并进行音频滤波的鼾声预处理电路；
9.调节电路，连接于鼾声预处理电路以接收滤波后的鼾声信号，并根据鼾声信号输出控制信号，以对床垫在人体颈部区域的角度进行调节；
10.电动升降机，连接于调节电路以接收控制信号而进行对床垫上人体颈部区域的升降调节。
11.通过采用上述技术方案，检测电路用于检测睡眠者睡眠时的鼾声，并将鼾声信号输出至调节电路，调节电路根据鼾声信号输出控制信号，电动升降机接收到控制信号后开始运行，以对床垫进行调节，供电电路则用于供电；
12.进一步的，检测电路包括鼾声信号传感器以及鼾声预处理电路，鼾声信号传感器检测并采集鼾声信号，并将鼾声信号输出至鼾声预处理电路，鼾声预处理电路将鼾声信号进行音频滤波，以使鼾声信号更精准清晰。
13.优选的，所述鼾声预处理电路包括高通滤波电路和低通滤波电路，所述高通滤波电路连接于鼾声信号传感器以接收鼾声信号并输出鼾声信号中的高频信号；所述低通滤波电路连接于高通滤波电路以接收鼾声信号中的高频信号，并向所述调节电路输出高频信号
中的低频信号。
14.通过采用上述技术方案，鼾声信号输入高通滤波电路，鼾声信号中高于预设值的高频信号正常通过，而低于预设值的低频信号则被阻隔、减弱，以此过滤掉较低频段的信号；鼾声信号经过高通滤波电路再输入低通滤波电路，鼾声信号中低于预设值的低频信号正常通过，而高于设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱，以此过滤掉较高频段的信号。
15.优选的，所述高通滤波电路包括第一运算放大器u1、第一偏置电阻器r10和第二偏置电阻器r20，所述第一运算放大器u1的反向输入端连接于鼾声信号传感器以接收鼾声信号，所述第一偏置电阻器r10和第二偏置电阻器r20串联并连接于第一运算放大器u1的同相输入端，所述第一运算放大器u1的输出端连接于低通滤波电路的输入端以输出高通滤波后的鼾声信号。
16.通过采用上述技术方案，第一运算放大器u1的反向输入端的输入电压为第一偏置电阻器r10上和第二偏置电阻器r20的分压，第一偏置电阻器r10和第二偏置电阻器r20构成的预设电压值，第一运算放大器u1接收到的鼾声信号的电压与预设电压值进行比较，低于预设值的低频信号被阻隔、减弱，以使第一运算放大器u1的输出信号更为准确，减少较低频率的鼾声信号对后续的影响，提高检测的准确率。
17.优选的，所述低通滤波电路包括第二运算放大器u2，所述第二运算放大器u2的同向输入端连接于第一运算放大器u1的输出端以接收高频信号，所述第二运算放大器u2的输出端连接于调节电路以输出低频信号。
18.通过采用上述技术方案，经过高通滤波电路滤波后的鼾声信号输入至第二运算放大器u2，第二运算放大器u2对鼾声信号进行滤波，以输出高频信号，减少高频率的鼾声信号对后续的影响，提高检测的准确率。
19.优选的，所述调节电路包括驱动电路，所述驱动电路的输入端连接于低通滤波电路以接收经过滤波后的鼾声信号，驱动电路的输出端连接于电动升降机以输出控制信号控制电动升降机的升降。
20.通过采用上述技术方案，驱动电路接收到经过高通滤波电路及低通滤波电路滤波后的鼾声信号，并将鼾声信号转化为控制信号，以对电动升降机的升降功能进行智能控制。
21.优选的，所述驱动电路包括第一电阻器r1和驱动芯片u3，所述第一电阻器r1一端连接在驱动芯片u3上，另一端接地。
22.通过采用上述技术方案，第一电阻器r1用于检测驱动电路的电流，驱动电路的电流在第一电阻器r1上产生压降，该压降信号被传送至调节电路内，调节电路根据该压降信号识别电动升降机的工作状态以及是否异常等情况。
23.第二方面，本技术提供的一种智能床垫，采用如下的技术方案：
24.一种智能床垫，包括基板、上床体和下床体，所述下床体固定设置在基板上，所述上床体转动设置在下床体一端用于承接人体颈部位置，所述电动升降机一端固定设置于基板，另一端与上床体抵接。
25.通过采用上述技术方案，基板上的电动升降机带动上床体转动，从而实现在睡眠者打鼾时，调节处于睡眠者颈部位置的上床体，以改变睡眠者的睡姿，减少打鼾对睡眠者的伤害。
26.优选的，所述上床体和下床体之间的连接处设置有用于使上床体与下床体处于同
一平面的弹性件。
27.通过采用上述技术方案，上床体和下床体之间的弹性件给予长床体一作用力，便于上床体与电动升降机端部的抵紧，且有益于上床体的复位。
28.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
29.1.检测电路用于检测睡眠者睡眠时的鼾声，并将鼾声信号输出至调节电路，调节电路根据鼾声信号输出控制信号，电动升降机接收到控制信号后开始运行，以对床垫进行调节，供电电路则用于供电；
30.进一步的，检测电路包括鼾声信号传感器以及鼾声预处理电路，鼾声信号传感器检测并采集鼾声信号，并将鼾声信号输出至鼾声预处理电路，鼾声预处理电路将鼾声信号进行音频滤波，以使鼾声信号更精准清晰；
31.2.鼾声信号输入高通滤波电路，鼾声信号中高于预设值的高频信号正常通过，而低于预设值的低频信号则被阻隔、减弱，以此过滤掉较低频段的信号；鼾声信号经过高通滤波电路再输入低通滤波电路，鼾声信号中低于预设值的低频信号正常通过，而高于设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱，以此过滤掉较高频段的信号；
32.3.基板上的电动升降机带动上床体转动，从而实现在睡眠者打鼾时，调节睡眠者颈部位置的上床体，以改变睡眠者的睡姿，减少打鼾对睡眠者的伤害。
附图说明
33.图1是本技术实施例中检测电路的电路示意图；
34.图2是本技术实施例中调节电路的电路示意图；
35.图3是本技术实施例中床垫部分的结构示意图。
36.附图标记说明：1、检测电路；11、鼾声信号传感器；12、鼾声预处理电路；121、高通滤波电路；122、低通滤波电路；2、调节电路；21、驱动电路；3、基板；4、上床体；5、下床体；6、电动升降机；7、弹性件。
具体实施方式
37.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
38.本技术实施例公开一种智能床垫控制电路。
39.如图1所示，一种智能床垫控制电路包括供电电路、检测电路1、调节电路2及电动升降机6。供电电路用于提供启动电压。检测电路1连接于供电电路以接收启动电压，检测电路1用于检测睡眠者睡眠中的鼾声。调节电路2连接于检测电路1以接收鼾声信号，并根据鼾声信号输出相应的控制信号，以对床垫在人体颈部区域的角度进行调节。电动升降机6连接于调节信号以接收控制信号，电动升降机6根据控制信号进行升降调节。
40.一旦睡眠者在睡眠过程中发生打鼾，检测电路1检测到鼾声，就将鼾声信号输送至调节电路2，调节电路2接收到鼾声信号后输出控制信号至电动升降机6内，电动升降机6根据控制信号进行相应的升降动作，以实现对打鼾者睡眠姿势的调整，减少睡眠者因打鼾而受到伤害的可能性。
41.供电电路可以为市电、电池供电等方式，在本实施例中，供电电路为市电的供电方式。
42.如图1所示，进一步的，检测电路1包括鼾声信号传感器11和鼾声预处理电路12。
43.鼾声信号传感器11一端连接于供电电路以接收启动电压，另一端连接在鼾声预处理电路12以输出检测到的鼾声信号；鼾声预处理电路12一端连接于鼾声信号传感器11以接收鼾声信号，并将鼾声信号进行音频滤波，并将滤波后的音频信输出至调节电路2中。
44.鼾声信号传感器11可以为噪音计、音频测试仪、振动测试仪等，在本实施例中，鼾声信号传感器11为单个任意型号的麦克风，本实施例采用的是型号为spu0414hr5h-sb的麦克风，该型号的麦克风具有价格低廉、稳定性高、功耗低且采用新型硅技术等优点。
45.如图1所示，鼾声预处理电路12包括高通滤波电路121和低通滤波电路122。高通滤波电路121和低通滤波电路122串联设置，高通滤波电路121一端连接于鼾声信号传感器11以接收鼾声信号，高通滤波电路121将鼾声信号中高于预设值的高频信号输出，低于预设值的鼾声信号被阻挡、减弱；低通滤波电路122一端连接于高通滤波电路121以接收鼾声信号，低通滤波电路122将鼾声信号中低于预设值的低频信号输出，高于预设值的鼾声信号被阻挡、减弱。
46.高通滤波电路121和低通滤波电路122属于硬件滤波，对鼾声信号进行过滤，减少调节电路2对鼾声信号的数据处理。如当鼾声的频率处于200hz到400hz之间时能采集到较为精准的鼾声信号时，将高通滤波的频率设置为200hz，低通滤波的频率设置为400hz。
47.高通滤波电路121包括第一运算放大器u1、第一偏置电阻器r10和第二偏置电阻器r20。第一偏置电阻器r10和第二偏置电阻器r20互相串联连接，第一偏置电阻器r10和第二偏置电阻器r20的连接点连接于第一运算放大器u1的同相输入端，第一运算放大器u1的反相输入端连接于鼾声信号传感器11以接收鼾声信号。第一运算放大器u1的输出端连接于低通滤波电路122的输入端。
48.如图1所示，鼾声信号传感器11电连接至第一运算放大器u1的反向输入端，第一运算放大器u1的反向输入端的输入电压则为第一偏置电阻器r10的分压。在本实施例中，第一偏置电阻器r10上并联有第一非极性电容器c1，第一非极性电容器c1用于将第一偏置电阻器上r10的分压进行滤波，以使第一运算放大器u1的输出信号更加准确；第一运算放大器u1的反向输入端和输出端之间并联有第二非极性电容器c2和第二电阻器r2，第二非极性电容器c2和第二电阻器r2组成反馈回路，从而实现高通滤波功能。
49.在本实施例中，第一运算放大器u1型号为opa31，opa317型号的运算放大器采用专有自动校准技术的零漂移系列放大器，在整个时间和温度范围内的偏移电压非常低且几乎零漂移，同时静态电流只有35μa，提高高通滤波功能。
50.低通滤波电路122包括第二运算放大器u2，第二运算放大器u2的同向输入端连接于第一运算放大器u1的输出端以接收高频信号，第二运算放大器u2的输出端连接于控制电路以输出低频信号。
51.在本实施例中，第二运算放大器u2的反相输入端和输出端之间并联有第三非极性电容器c3和第三电阻器r3，输出端的高频信号有一部分会通过第三非极性电容器c3返回到输入端，返回的信号与输入的信号相位相反，故部分高频信号被抵消，输出端低频增益变大，以实现低通滤波；且第二运算放大器u2的同向输入端和输出端之间并联有第四非极性电容器c4，第四非极性电容器c4用于减少第二运算放大器u2出现震荡，避免滤波工作因震荡而发生影响。
52.如图1和图2所示，调节电路2包括驱动电路21。驱动电路21的输入端连接于低通滤波电路122以接收经过滤波后的鼾声信号，驱动电路21的输出端连接于电动升降机6以输出控制信号控制电动升降机6的升降。
53.驱动电路21为一电机驱动芯片，型号为drv8870ddar。电机驱动芯片的“in1”和“in2”为输入引脚，任意输入引脚连接于低通滤波电路122以接收经过滤波后的鼾声信号，鼾声信号驱动电机驱动芯片工作。电机驱动芯片的“out1”和“out2”为输出引脚，两个输出引脚分别与电动升降机6两端连接，构成工作回路。电机驱动芯片向电动升降机6输出驱动信号，该信号可以为pwm信号。
54.如图2所示，电机驱动芯片上连接有第一电阻器r1，第一电阻器r1一端连接在电机驱动芯片的“isen”引脚上，另一端接地。且电机驱动芯片与第一电阻器r1的连接点连接于调节电路2。
55.第一电阻器r1连接于驱动电路21，用于采样驱动电路21的回路电流，回路电流在第一电阻器r1上产生压降，该压降信号被传送至调节电路2中，调节电路2根据该压降信号识别电动升降机6的工作状态以及是否异常等情况。
56.进一步的，在本实施例中，电动升降机6两端并联有第四电阻器r4和第五非极性电容器c5。第四电阻器r4和第五非极性电容器c5串联连接，用于提高电动升降机6的功率因数。
57.实施原理为：
58.检测电路1检测睡眠者的鼾声，并将检测到的鼾声信号输出至调节电路2内，调节电路2接收鼾声信号，并将鼾声信号转换为控制信号，最终将控制信号输出至电动升降机6，电动升降机6接收控制信号，并根据输出信号以调节自身的工作状态，以实现睡眠者打鼾时，通过鼾声调节睡眠者的睡姿，减少打鼾对睡眠者的影响。
59.本技术实施例还公开一种智能床垫。
60.参照图3，一种智能床垫包括基板3、上床体4和下床体5。下床体5固定连接在基板3顶面上。上床体4转动设置在下床体5一端，且上床体4用于承接人体颈部位置。电动升降机6一端固定设置在基板3上，另一端与上床体4相抵接。
61.基板3上的电动升降机6带动上床体4转动，从而实现在睡眠者打鼾时，调节睡眠者颈部位置的上床体4，以改变睡眠者的睡姿，减少打鼾对睡眠者的伤害。
62.在本实施例中，上床体4和下床体5铰接连接，且上床体4最大转动角度为30度，避免因转动幅度多大而影响睡眠者睡眠；电动升降机6与上床体4抵接的一端弧形结构，减少电动升降机6对上床体4进行升降操作时，电动升降机6与上床体4之间的摩擦力。
63.如图3所示，上床体4和下床体5之间的连接处设置有弹性件7，弹性件7用于上床体4的复位，同时使得上床体4保持与电动升降机6端部的抵紧。在本实施例中，弹性件7为拉簧。
64.实施原理为：
65.基板3上的电动升降机6带动上床体4转动，从而实现在睡眠者打鼾时，调节睡眠者颈部位置的上床体4，以改变睡眠者的睡姿，减少打鼾对睡眠者的伤害。
66.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。