一種無線智能止鼾器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種無線智能止鼾器，包括用于檢測鼾聲的檢聲裝置和用于產生高電壓脈沖刺激的執行裝置組成，檢聲裝置與執行裝置之間無線通信。本實用新型中的檢聲裝置和執行裝置分別單獨設計，避免了由于睡姿或者睡眠環境的變化而使檢聲設備被覆蓋無法檢測到鼾聲信號，增強了鼾聲檢測的靈敏度和止鼾器的適用范圍；本實用新型采用了體積小、功耗低的ATmega48單片機，并且由于耗電量比較大的檢聲裝置固定在床頭，可以采用開關電源供電，或者采用電容量比較大的電池供電，同時ATmega48單片機具有休眠功能，在不使用時通過按鍵進入休眠模式，功耗在微安級，降低了功耗。
【專利說明】一種無線智能止鼾器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及家庭電子醫療產品【技術領域】，尤其是一種無線智能止鼾器。
【背景技術】
[0002]打鼾又稱打呼嚕，在人群是一種廣泛存在的睡眠現象，然而多數人對這種現象不以為然，甚至還有人認為打鼾是睡得香的表現。通過研究，醫學上認為打鼾對身體健康產生重要的影響，相當一部分打鼾人群患有一種疾病稱為睡眠呼吸暫停綜合癥(SAS)，引起SAS的原因主要由兩個:一個是阻塞型睡眠呼吸暫停，也就是說在睡眠時上氣道間歇性的被堵塞，由于氣道被堵，新鮮空氣無法進入肺部，但是胸部的呼吸運動仍然繼續就造成了患者呼吸運動的增強，表現為打鼾，這種情況在臨床上最為常見；另一部分原因是呼吸肌神經病變引起的呼吸暫停，由于打鼾使睡眠者呼吸反復停頓，造成大腦、血液嚴重缺氧，形成低血氧癥，而誘發高血壓、腦心病、心率失常、心肌梗死、心絞痛等疾病，夜間呼吸暫停時間較長時甚至會發生猝死現象。
[0003]電子止鼾儀器是通過對睡眠打鼾者進行振動刺激或者電脈沖刺激，使打鼾者通過改變睡眠姿勢達到止鼾的目的。止鼾器在工作時主要通過檢測鼾聲，當檢測到鼾聲時系統會啟動振動器或者電脈沖對身體進行刺激。現有的電子止鼾器都是佩戴在使用者的手腕上或者胳膊上，夏天睡眠時還能夠正常檢測到鼾聲，然而在天氣寒冷，睡眠者被較厚的被子覆蓋時，電子止鼾器就無法正常檢測鼾聲，靈敏度會下降，無法起到正常的止鼾目的。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種無障礙檢測、易于操作、性能穩定的無線智能止鼻干器。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案:一種無線智能止鼾器，包括用于檢測鼾聲的檢聲裝置和用于產生高電壓脈沖刺激的執行裝置組成，檢聲裝置與執行裝置之間無線通信。
[0006]所述檢聲裝置粘貼或者安裝在床頭，執行裝置佩戴在人體手腕上。
[0007]所述檢聲裝置包括駐極體話筒，其輸出端與聲音二級放大電路的輸入端相連，聲音二級放大電路的輸出端與第一主控芯片的輸入端相連，輸入按鍵的輸出端與第一主控芯片的輸入端相連，第一主控芯片的輸出端分別與無線發射模塊、第一 IXD顯示屏、第一工作指不燈的輸入端相連，第一電池向第一主控芯片提供+3V直流電。
[0008]所述執行裝置包括第二主控芯片，其輸入端分別與開關按鍵、強度設置按鍵、無線接收模塊的輸入端相連，其輸出端分別與第二 LCD顯示屏、第二工作指示燈、放電脈沖電路、高壓升壓電路的輸入端相連，放電脈沖電路的輸出端與導電硅膠電極片B相連，高壓升壓電路的輸出端與導電娃膠電極片A相連,第二電池向電源升壓芯片提供+1.5V直流電，電源升壓芯片分別向第二主控芯片、高壓升壓電路提供+3V直流電。
[0009]所述第一主控芯片采用ATmega48單片機。
[0010]所述第二主控芯片采用ATmega48單片機，所述高壓升壓電路包括電感LI，其一端接+3V直流電，另一端分別與三極管Ql的集電極、旁路二極管Dl的陽極相連，旁路二極管Dl的陰極分別與電容C2、導電硅膠電極片A相連，三極管Ql的基極通過電阻Rl接所述ATmega48單片機的PC3 口，電容Cl并接在電阻Rl上，三極管Ql的發射極、電容C2共地；所述放電脈沖電路包括三極管Q2，其基極通過電阻R3接所述ATmega48單片機的PC4 口，其集電極與導電硅膠電極片B相連，其發射極接地。
[0011]由上述技術方案可知，本實用新型中的檢聲裝置和執行裝置分別單獨設計，避免了由于睡姿或者睡眠環境的變化而使檢聲設備被覆蓋無法檢測到鼾聲信號，增強了鼾聲檢測的靈敏度和止鼾器的適用范圍；本實用新型采用了體積小、功耗低的ATmega48單片機，并且由于耗電量比較大的檢聲裝置固定在床頭，可以采用開關電源供電，或者采用電容量比較大的電池供電，同時ATmega48單片機具有休眠功能，在不使用時通過按鍵進入休眠模式，功耗在微安級，降低了功耗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的系統結構框圖；
[0013]圖2為本實用新型中高壓升壓電路、放電脈沖電路的電路原理圖；
[0014]圖3為本實用新型的充電/放電波形示意圖。
【具體實施方式】
[0015]一種無線智能止鼾器，包括用于檢測鼾聲的檢聲裝置7和用于產生高電壓脈沖刺激的執行裝置8組成，檢聲裝置7與執行裝置8之間無線通信。所述檢聲裝置7粘貼或者安裝在床頭，執行裝置8佩戴在人體手腕上，如圖1所示。
[0016]如圖1所示，所述檢聲裝置7包括駐極體話筒，其輸出端與聲音二級放大電路的輸入端相連，聲音二級放大電路的輸出端與第一主控芯片I的輸入端相連，輸入按鍵的輸出端與第一主控芯片I的輸入端相連，第一主控芯片I的輸出端分別與無線發射模塊3、第一IXD顯不屏、第一工作指不燈的輸入端相連,第一電池向第一主控芯片I提供+3V直流電。所述第一主控芯片I采用ATmega48單片機。無線發射模塊3采用型號為R)5P的微功率無線發射模塊。
[0017]如圖1所示，所述執行裝置8包括第二主控芯片2，其輸入端分別與開關按鍵、強度設置按鍵、無線接收模塊4的輸入端相連，其輸出端分別與第二 LCD顯示屏、第二工作指不燈、放電脈沖電路5、高壓升壓電路6的輸入端相連,放電脈沖電路5的輸出端與導電娃膠電極片B相連，高壓升壓電路6的輸出端與導電硅膠電極片A相連，導電硅膠電極片A、B在使用時與人體皮膚接觸，第二電池向電源升壓芯片提供+1.5V直流電，電源升壓芯片分別向第二主控芯片2、高壓升壓電路6提供+3V直流電。導電硅膠電極片A、B均為醫用導電橡膠，在使用放電時導電硅膠電極片A、B均與皮膚接觸，在皮膚中形成導電電流，使身體局部觸電，電極片接觸部位有疼痛感，迫使睡眠者在改變睡姿。無線接收模塊4采用J04V接收模塊。通過強度設置按鍵調節電刺激的強度，以適合不同年齡段的人群。
[0018]如圖2所示,所述第二主控芯片2采用ATmega48單片機,所述高壓升壓電路6包括電感LI，其一端接+3V直流電，另一端分別與三極管Ql的集電極、旁路二極管Dl的陽極相連，旁路二極管Dl的陰極分別與電容C2、導電硅膠電極片A相連，三極管Ql的基極通過電阻Rl接所述ATmega48單片機的PC3 口，電容Cl并接在電阻Rl上，三極管Ql的發射極、電容C2共地；所述放電脈沖電路5包括三極管Q2，其基極通過電阻R3接所述ATmega48單片機的PC4 口，其集電極與導電硅膠電極片B相連，其發射極接地。
[0019]以下結合圖1、2、3對本實用新型作進一步的說明。
[0020]系統檢聲裝置7中的第一電池使用兩節1.5V電池串聯供電或者3V開關電源供電；執行裝置8中第二電池為一節1.5V電池，單片機的供電采用是3V供電方式，執行裝置8中首先是采用電源升壓芯片將1.5V升壓到3V，為整個系統供電；高壓升壓電路6是為系統對人體接觸部位放電提供50V?150V的電壓，第二主控芯片2拉高和拉低輸出口電平控制三極管的導通和關閉，通過開通和關閉放電電路的回路形成間隔的電路導通形成電脈沖。
[0021]檢聲裝置7安裝在床頭，靠近睡眠者的呼吸位置I米以內為宜，使用者在睡眠打鼾時檢聲裝置7的駐極體話筒實時采集打鼾聲音信號，經過聲音二級放大電路放大后送入第一主控芯片I中檢測處理，識別鼾聲信號，并進行鼾聲計數，當識別到多次鼾聲時，認為是一次睡眠打鼾并將信號存儲到第一主控芯片I的存儲器中，同時第一主控芯片I將執行一次電刺激的命令送入無線發射模塊3，無線發射模塊3與佩戴在使用者手腕上的無線接收模塊4通信，將接收到的電刺激命令送入執行裝置的第二主控芯片2，第二主控芯片2控制高壓升壓電路6多次升壓蓄能后，開啟放電脈沖電路5對身體接觸部位的手腕執行一次電刺激，多次循環升壓和放電迫使睡眠者改變睡眠姿勢并停止打鼾。
[0022]電脈沖刺激根據人體年齡和使用對象的不同強度可以調節，不同使用者的皮膚電阻不相同，對于電壓刺激的敏感度和接受程度也有較大差別；間斷電刺激的電壓值可以從50V調整的150V，電刺激脈沖的高壓寬度為5us，周期為30ms，持續時間為5s，也就是說在30ms的時間內身體接觸部位會有5us的短時間觸電，一次短時間觸電身體反應很微小，甚至感受不到。在電壓為150V的電壓，持續時間為5s的電脈沖放電可以把一個成年人在睡眠狀態下喚醒。
[0023]檢聲裝置7通過長按輸入按鍵5s喚醒第一主控芯片I進入工作狀態，此時第一工作指示燈低頻閃爍，在實施打鼾治療時，使用者一次呼聲出現時，駐極體話筒拾取聲音信號，經過聲音兩級放大電路送入第一主控芯片I進行信號處理，第一主控芯片I根據信號的頻率和幅值進行判斷鼾聲，當判斷為鼾聲時進行計數一次，鼾聲計數3次時認為是使用者在睡眠狀態下打鼾，并記錄打鼾時間和打鼾執行次數進行存儲以方便后續讀取數據。此時通過第一主控芯片I輸出，將執行電脈沖刺激命令送給無線發射模塊3，并將鼾聲次數清零。執行命令信號以頻率433MHz的載波通過無線發射模塊3與無線接收模塊4進行通信，無線接收模塊4接收到信號并送入第二主控芯片2啟動電脈沖刺激程序，通過多次電感LI充電放電對電容C2升壓蓄能，再通過開啟放電脈沖電路5實施對接觸部位5s時間的電脈沖刺激，強制使用者在睡眠狀態下改變身體睡眠姿勢，消除鼾聲。在設備不使用時長按輸入按鍵5s檢聲裝置7進入休眠狀態。在檢聲裝置7中通過輸入按鍵查詢打鼾執行次數記錄，并在第一 LCD顯示屏中進行顯示，作為后續實施其他治療的參考。
[0024]在實際的使用中執行裝置8通過長按開機按鍵5s喚醒第二主控芯片2進入工作狀態，第二工作指示燈紅燈閃爍，使用者將執行裝置8正確佩戴在手腕上時，第二工作指示燈由紅燈閃爍變成綠燈閃爍20s后熄滅，說明執行裝置8開始正常工作，通過強度設置按鍵和第二 LCD顯示屏配合設定電脈沖刺激工作強度，在設定時第二工作指示燈高頻閃爍，設定完成后1s第二工作指示燈熄滅，說明強度設定完成，執行裝置8不使用時長按開機按鍵5s執行裝置8進入休眠模式，下次再開機時若不新設定強度則執行最后一次設定的強度。
[0025]電脈沖刺激的高電壓是利用電感的電磁儲能原理，在電路導通的瞬間電感開始儲能，在對地斷路的瞬間，由于電感的電流不能突變，強行關斷會在關斷處產生比較高的脈沖電壓。如圖3所示，圖3中的充電控制口為PC3 口，放電控制口為PC4 口，根據此原理設計電路，左側為高壓升壓電路6，右側為放電脈沖電路5。ATmega48單片機PC3 口輸出占空比可調的脈沖，控制三極管Ql的通斷，完成電感LI的能量轉換，當控制信號PC3=1為高電平時，控制三極管Ql導通，輸入電源Vcc對電感LI充電，完成電能到磁能的轉換；PC3=0時三極管Ql關斷，電感LI上原本儲存的磁場能又轉換成電能，電感LI上的電流不能突變，在三極管Ql的集電極產生高電壓，并通過旁路二極管Dl給電容C2充電。一次充電能量有限，本電路通過隔離二極管Dl給電容C2的多次充電實現能量累積，最終在電容C2兩極產生比較高的電壓和相應的電能。放電部分是在電容C2的兩極具備高電壓，并且皮膚與兩電極片A、B接觸良好時，拉高PC4=1，三極管Q2導通，持續時間約為50?lOOus，此時在電容C2與地之間形成回路，電流經過接觸皮膚，產生電刺激效果。通過改變充電次數得到不同的放電電壓，調節電刺激的強度。
[0026]此外，在檢聲裝置7中還能通過輸入按鍵設定起床時間，到達起床時間時，檢聲裝置7將起床信號通過無線發射模塊發送給執行裝置8，執行高強度的電刺激脈沖，達到無聲喚醒睡眠者的目的。
[0027]綜上所述，本實用新型對檢聲裝置7和執行裝置8分別單獨設計，避免了由于睡姿或者睡眠環境的變化而使檢聲設備被覆蓋無法檢測到鼾聲信號，增強了鼾聲檢測的靈敏度和止鼾器的適用范圍。
【權利要求】
1.一種無線智能止鼾器，其特征在于: 包括用于檢測鼾聲的檢聲裝置(7)和用于產生高電壓脈沖刺激的執行裝置(8)組成，檢聲裝置(7)與執行裝置(8)之間無線通信； 所述檢聲裝置(7)包括駐極體話筒,其輸出端與聲音二級放大電路的輸入端相連,聲音二級放大電路的輸出端與第一主控芯片(I)的輸入端相連，輸入按鍵的輸出端與第一主控芯片(I)的輸入端相連，第一主控芯片(I)的輸出端分別與無線發射模塊(3)、第一 IXD顯不屏、第一工作指不燈的輸入端相連，第一電池向第一主控芯片(I)提供+3V直流電； 所述執行裝置(8)包括第二主控芯片(2)，其輸入端分別與開關按鍵、強度設置按鍵、無線接收模塊(4)的輸入端相連，其輸出端分別與第二 LCD顯示屏、第二工作指示燈、放電脈沖電路(5)、高壓升壓電路(6)的輸入端相連,放電脈沖電路(5)的輸出端與導電娃膠電極片B相連，高壓升壓電路(6)的輸出端與導電硅膠電極片A相連，第二電池向電源升壓芯片提供+1.5V直流電，電源升壓芯片分別向第二主控芯片(2)、高壓升壓電路(6)提供+3V直流電。
2.根據權利要求1所述的無線智能止鼾器，其特征在于:所述檢聲裝置(7)粘貼或者安裝在床頭，執行裝置(8 )佩戴在人體手腕上。
3.根據權利要求1所述的無線智能止鼾器，其特征在于:所述第一主控芯片(I)采用ATmega48單片機。
4.根據權利要求1所述的無線智能止鼾器，其特征在于:所述第二主控芯片(2)采用ATmega48單片機，所述高壓升壓電路(6)包括電感LI，其一端接+3V直流電，另一端分別與三極管Ql的集電極、旁路二極管Dl的陽極相連，旁路二極管Dl的陰極分別與電容C2、導電硅膠電極片A相連，三極管Ql的基極通過電阻Rl接所述ATmega48單片機的PC3 口，電容Cl并接在電阻Rl上，三極管Ql的發射極、電容C2共地；所述放電脈沖電路(5)包括三極管Q2，其基極通過電阻R3接所述ATmega48單片機的PC4 口，其集電極與導電硅膠電極片B相連，其發射極接地。
【文檔編號】A61N1/36GK204049971SQ201420012970
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年1月9日 優先權日:2014年1月9日
【發明者】李治亮, 向陽 申請人:李治亮