一種免電源智能物聯網家居臥具的制作方法

本申請是申請日為2015年12月25日申請號為2015109852321發明名稱為一種免電源智能家居臥具的分案申請。

本次分案仍然屬于家居日用品領域，涉及被胎，具體涉及一種免電源智能物聯網家居臥具。

背景技術：

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發展階段。其英文名稱是：“internetofthings(iot)”。顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網。這有兩層意思：其一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相息。物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，廣泛應用于網絡的融合中，也因此被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網是互聯網的應用拓展，與其說物聯網是網絡，不如說物聯網是業務和應用。因此，應用創新是物聯網發展的核心，以用戶體驗為核心的創新2.0是物聯網發展的靈魂。臥具是主要以棉花為填充物的床上用品，被胎與羽絨、蠶絲、羊毛等被子相比的優點是：保暖性和柔軟舒適度好，而且棉花被無靜電，對患有心血管疾病的人群和嬰幼兒很好。

隨著社會的飛速發展，科技，生活的日新月異，人們的生活也越來越好，可是生活，工作等節奏越來越快，精神壓力的增大，造成睡眠質量不佳，難以得到充分的休息，人們在無形中感覺到越來越累，容易失眠，精神不振，工作無力。

智能手機，是指像個人電腦一樣，具有獨立的操作系統，獨立的運行空間，可以由用戶自行安裝軟件、游戲、導航等第三方服務商提供的程序，并可以通過移動通訊網絡來實現無線網絡接入手機類型的總稱。app開發，是指專注于手機應用軟件開發與服務。app是application的縮寫，通常專指手機上的應用軟件，或稱手機客戶端。

技術實現要素：

為改進人們在精神壓力增大時的睡眠狀態，監測睡眠狀態和睡眠質量，提供亞健康狀態預警早期信息，本發明公開了一種免電源智能家居臥具。

本發明所述一種免電源智能家居臥具，包括被胎及被套，還包括安裝在被胎上的振動感應裝置及為振動感應裝置供電的內置供電裝置；

所述振動感應裝置包括連接在被胎上的腕帶，所述腕帶上安裝有振動傳感器、第一模數轉換器和第一計數器，所述振動傳感器的輸出端與第一模數轉換器的輸入端連接，所述第一模數轉換器的輸出端與第一計數器的輸入端連接；

所述振動感應裝置還包括安裝于被胎中部的感應板陣列，所述感應板陣列由均勻分布在被胎內的多個感應板組成，所述感應板由加速度傳感器、第二模數轉換器和第二計數器組成，所述加速度傳感器的輸出端與第二模數轉換器的輸入端連接，所述第二模數轉換器的輸出端與第二計數器的輸入端連接，所述免電源智能家居臥具內部還安裝有數據處理芯片及與數據處理芯片連接的無線發射模塊，所述數據處理芯片與第一計數器、第二計數器信號連接。

優選的，所述感應板陣列包括3個感應板，所述3個感應板位于一個等邊三角形的三個頂點，等邊三角形邊長為40-80厘米。

優選的，所述感應板陣列包括4個感應板，所述4個感應板位于一個正方形的四個頂點，正方形邊長為40-80厘米。

優選的，所述無線發射模塊為gsm通信模塊或藍牙通信模塊。

優選的，所述供電裝置包括靜電收集模塊及設置在被胎表面的導電纖維和地線，所述導電纖維與地線末端與靜電收集模塊連接；

所述靜電收集模塊包括連接在導電纖維和地線之間的高壓靜電泄放模塊，與導電纖維和地線連接的交直流轉換模塊，以及與交直流轉換模塊連接的儲能電容，儲能電容的正負極板之間還并聯有穩壓器件，所述交直流轉換模塊的正向輸出端與儲能電容正極板之間還連接有整流二極管。

進一步的，所述導電纖維在被胎表面的設置形狀為：包括一組平行的縱向導電纖維，與縱向導電纖維垂直的兩條橫向導電纖維，所述橫向導電纖維設置在被胎的一組平行邊界上，并與各個縱向導電纖維的末端連接，所述靜電收集模塊分布在橫向導電纖維附近。

進一步的，所述縱向導電纖維之間間距為2.5-10毫米。

進一步的，所述交直流轉換模塊為半橋轉換電路。

采用本發明所述的免電源智能家居臥具，感應芯片通過無線方式與手機信號連接，自動收集整理人在睡眠當中的心跳、深度睡眠時間、血壓、呼吸等數據發送到手機上，可以讓消費者更加直觀、清晰的了解自己的睡眠質量；從而使消費者了解自己的身體狀況，提醒消費者自行調節生活規律和飲食起居，改善睡眠質量。

附圖說明

圖1為本發明所述免電源智能家居臥具上電子系統的一種具體實施方式示意圖；

圖2為本發明所述靜電收集模塊的一種具體實施方式示意圖；

圖中附圖標記名稱為：d1-第一二極管串，d2-第二二極管串，d3-整流二極管，d4-穩壓二極管，c1-第一橋電容，c2-第二橋電容，c3-虛擬電容，c4-儲能電容，m1-第一靜電泄放器件，m2-第二靜電泄放器件。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

本發明所述免電源智能家居臥具，還包括安裝在被胎上的振動感應裝置及為振動感應裝置供電的內置供電裝置；所述振動感應裝置包括連接在被胎上的腕帶，所述腕帶上安裝有振動傳感器、第一模數轉換器和第一計數器，所述振動傳感器的輸出端與第一模數轉換器的輸入端連接，所述第一模數轉換器的輸出端與第一計數器的輸入端連接；

所述振動感應裝置還包括安裝于被胎中部的感應板陣列，所述感應板陣列由均勻分布在被胎內的多個感應板組成，所述感應板由加速度傳感器、第二模數轉換器和第二計數器組成，所述加速度傳感器的輸出端與第二模數轉換器的輸入端連接，所述第二模數轉換器的輸出端與第二計數器的輸入端連接，所述免電源智能家居臥具內部還安裝有數據處理芯片及與數據處理芯片連接的無線發射模塊，所述數據處理芯片與第一計數器、第二計數器信號連接。

使用者睡眠時，將腕帶套在手腕上，通過振動傳感器收集脈搏的震動信息，得到的模擬電壓脈沖通過第一模數轉換器轉化為數字脈沖信號輸入第一計數器，由第一計數器計算得到的脈沖信號的上升沿或下降沿個數，實現對脈搏的計量。

在人睡眠時，由于呼吸作用，胸腔會以一定的頻率起伏，感應板陣列由均勻分布在被胎不同位置的感應板組成，胸腔起伏時，至少有一個或多個感應板會隨胸腔上下運動，加速度傳感器感應到位移發生后，輸出模擬信號到第二模數轉換器，第二模數轉換器將得到的模擬信號轉化為數字脈沖信號輸入第二計數器，由第二計數器計算得到的脈沖信號的上升沿或下降沿個數，實現對呼吸頻率的計量。

第一計數器和第二計數器將得到的數據輸入到數據處理芯片，數據處理芯片將數據壓縮打包后通過無線發射模塊發射到接收終端，例如智能手機，掌上電腦等，使用者睡醒后可以查看自己睡眠時的脈搏和呼吸頻率及規律，判斷自己的生理指標和睡眠質量。

所述感應板陣列可以包括3個感應板，所述3個感應板位于一個等邊三角形的三個頂點，等邊三角形邊長為40-80厘米。

所述感應板陣列也可以包括4個感應板，所述4個感應板位于一個正方形的四個頂點，正方形邊長為40-80厘米。當然，還可以設置更多感應板，覆蓋盡可能寬的區域，使用者無論將哪部分被胎蓋在胸部，都可以感應得到呼吸頻率。

無線發射模塊優選為gsm通信模塊，可以以短信方式將信息發送到智能手機。對于一些電熱毯形式設計的被胎，供電裝置可以直接采用ac-dc轉換器，將市電轉換為直流電，供感應板、腕帶、數據處理芯片等使用。也可以采用輕薄的鋰電池作為電源為以上設備供電使用。也可以利用藍牙模塊實現，方便用戶利用預裝的手機app操控。

采用本發明所述的免電源智能家居臥具，感應芯片通過無線方式與手機信號連接，自動收集整理人在睡眠當中的心跳、深度睡眠時間、血壓、呼吸等數據發送到手機上，可以讓消費者更加直觀、清晰的了解自己的睡眠質量；從而使消費者了解自己的身體狀況，提醒消費者自行調節生活規律和飲食起居，改善睡眠質量。

供電裝置為上述各個電子模塊供電，可以采用超薄的鋰電池、光能電池等，本發明中，所述供電裝置優選提供一種靜電收集裝置。

所述供電裝置包括靜電收集模塊及設置在被胎表面的導電纖維和地線，所述導電纖維與地線末端與靜電收集模塊連接；

所述靜電收集模塊包括連接在導電纖維和地線之間的高壓靜電泄放模塊，與導電纖維和地線連接的交直流轉換模塊，以及與交直流轉換模塊連接的儲能電容，儲能電容的正負極板之間還并聯有穩壓器件，所述交直流轉換模塊的正向輸出端與儲能電容正極板之間還連接有整流二極管。

如圖2所示給出本發明所述靜電收集裝置的一種具體實施方式，現實中，由于被套和被胎表面均為絲綢、滌綸等織物，被套和被胎在摩擦時容易產生靜電，圖2中的電容c3為被套和被胎之間形成的虛擬電容，在受到外力摩擦產生交流形式的靜電信號時，首先由交直流轉換模塊將交流形式的信號整流為直流電，雖然靜電的產生并不規律，但必然有可以收集的交流波形的電能，交直流轉換模塊優選選擇半橋形式的電路，圖1中，由第一二極管串d1，第二二極管串d2，第一橋電容c1，第二橋電容c2組成半橋電路，其中d1和d2均由多個二極管串聯而成，以提高器件的耐壓性能，半橋電路器件數量少，在被胎中方便隱蔽，而且半橋電路交流電通過器件少，無論是器件的直流損耗和交流損耗均相對較小，對于隨機產生的微弱電能收集有利，相對全橋電路，半橋電路由于電流通路上器件數量變少，使得電路響應變快，更適于收集短暫產生的靜電能量。為限制大幅度的尖峰脈沖，在交直流轉換電路前端設置有連接在導電纖維和地線之間的高壓靜電泄放模塊，例如圖1所示的具體實施方式中，以兩個ggnmos(柵極和源極接地、漏極接電源線的nmos器件)m1和m2作為第一靜電泄放器件和第二靜電泄放器件，對靜電的高壓脈沖進行截短削峰，以保護后續的交直流轉換模塊不耐受更高電壓，實際上降低了后續器件的高壓耐受要求，降低了成本和體積。通過交直流轉換模塊得到的直流電被存儲在儲能電容c4中，通過穩壓二極管d4控制c4的電壓。還可以設置一個整流二極管d3，對通過交直流轉換電路整流得到的直流波形進行削峰整流，利于提高儲能電容c4的壽命。

導電纖維指電阻率小于105ω·cm的纖維，有有機導電纖維，金屬纖維。和碳纖維等，近年來還出現了導電高分子型纖維，可以直接在織物上進行編織，柔性與普通織物相近。在本發明中，導電纖維在被胎表面的設置形狀優選為：包括一組平行的縱向導電纖維，與縱向導電纖維垂直的兩條橫向導電纖維，所述橫向導電纖維設置在被胎的一組平行邊界上，并與各個縱向導電纖維的末端連接。采用縱向導電纖維為主，而不是橫縱交錯的田字網格分布的導電纖維，可以減輕導電纖維對被胎表面柔性的影響，同時采用橫向導電纖維在縱向導電纖維末端連接的設置，將靜電收集模塊布置在橫向導電纖維附近，對于各個縱向導電纖維到達橫向導電纖維的電阻差值不大，使到達橫向導電纖維的靜電峰值差距不大，不易互相串擾，更利于靜電向橫向導電纖維處集中并被放置在橫向導電纖維附近的靜電收集模塊所收集，同時也利于將靜電收集模塊配置在被胎不易感知的末端，提高了睡眠舒適度。所述縱向導電纖維之間間距為2.5-10毫米，可以較好的收集靜電，同時控制被胎重量增加和柔性的減弱。

采用靜電收集模塊及導電纖維的設計，將日常疊被子等運動的機械能轉化為能夠供傳感器使用的電能，減少了電池更換及鋰電池等可能造成的泄漏污染，更加節能環保。

前文所述的為本發明的各個優選實施例，各個優選實施例中的優選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優選實施方式為前提，各個優選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數僅是為了清楚表述發明人的發明驗證過程，并非用以限制本發明的專利保護范圍，本發明的專利保護范圍仍然以其權利要求書為準，凡是運用本發明的說明書及附圖內容所作的等同結構變化，同理均應包含在本發明的保護范圍內。