[發明專利]一種辨別聲音、產生震動的止鼾裝置

在審

• 申請號: 201710163697.8
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN108618879A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 李坤;李恒;王獻偉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: A61F5/56
• 分類號: A61F5/56;A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種止鼾裝置。該裝置包括聲音傳感器、AD轉換模塊、MUC控制中心、繼電器隔離開關和震動器五個主要組成部分。其主要工作流程為：聲音傳感器采集周圍環境的聲音信號，通過AD轉換模塊轉換為數字量供MCU讀取。MCU對讀取到的一系列數字信號進行處理，利用鼾聲識別算法辨別鼾聲，如果確認檢測到鼾聲，則通過繼電器開啟震動器。震動器置于枕頭下方，通過枕頭將震感傳于人體頭部，促使人體改變睡姿，從而達到止鼾的效果。本發明結構簡潔，成本低，一鍵式使用，無副作用，無需改變用枕習慣，并具有一定的抗干擾能力。

技術領域

本發明涉及止鼾方法、止鼾裝置和鼾聲識別領域。

背景技術

打鼾是一種常見的現象，常見于男性。打鼾不僅影響打鼾者的睡眠質量和身體健康，還會影響到身邊人的休息。在家中影響配偶睡眠，出差時遭同事嫌棄，在宿舍打攪舍友休息。不管是打鼾的人還是不打鼾的人，都有可能受到鼾聲的侵擾，因此，合理止鼾就成了一個急待解決的問題。

目前，市面上常見的止鼾器主要有兩種，一種是含在嘴里的牙套式止鼾器，另一種是戴在手腕上的手表式止鼾器，這種手表式止鼾器以獲得了醫療器械證書的翰沃生物回饋智能止鼾器為代表。牙套式止鼾器通過口部支撐起到了一定的止鼾作用，但其異物感強，使人流口水，還會誘發牙周炎，用戶體驗較差。手表式止鼾器通過識別打鼾聲然后刺激手腕產生生物回饋來達到止鼾功能，但當手放在被窩里時，受到被子的阻隔，止鼾器的識別性能會大打折扣。此外，這兩種止鼾器在使用前后都需要進行清洗或貼膜等或多或少的處理工作，不是很方便。

2016年發表的專利《智能止鼾枕》，申請號為：CN201610641422.6。其中提出了一種通過充氣、放氣來調節枕頭傾斜度的方法，迫使打鼾者改變睡姿，從而起到止鼾的效果。這種方法科技含量是比較高，但成本也高。枕頭內有充氣裝置、聲音識別裝置，結構復雜，造價比較高，用久了之后更換枕頭的代價也比較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種效果好、成本低、使用方便的止鼾裝置。

本發明在設計之初需要規避的問題如下。

(1) 易受噪聲干擾。

(2) 干預動作劇烈或產生副作用。

(3)成本過高。

(4)使用步驟繁瑣。

(5)使用者睡眠時的動作會對止鼾效果產生不利影響。

為達到上述目的并避免上述問題，該止鼾裝置的設計思想如下：

裝置主要由MCU核心控制板、LM386聲音采集模塊和由震動電機制作而成的震動器組成。聲音采集模塊放于床頭，以便于采集鼾聲，并通過AD轉換模塊把數字信號傳至MCU；MCU根據預定的信息處理算法對傳來的數字信號進行處理，如果處理結果表明此時正在打鼾，則發送啟動信號開啟震動器進行干預，否則不做任何操作；震動器放于使用者的枕頭下面，通過枕頭把干預動作傳達至人體頭部，人體感受到震動之后改變睡姿，從而停止打鼾。整個裝置中只有震動器放于枕頭下面，其他的均置于床外，兩者通過有線方式連接。

接下來詳細介紹本裝置的實現過程。

聲音采集：由聲音傳感器采集聲音信號，后經LM386芯片將信號轉為電壓信號，再通過放大器放大200倍之后作為模擬電壓接入AD轉換的輸入端，AD轉換模塊把模擬量轉換為數字量，數字量的范圍是0到255，最后把數字量傳至MCU進行處理。

特征提取：首先收集鼾聲的波形數據，然后對這些波形數據進行統計分析。分析數據顯示，不管是在有鼾聲還是在沒鼾聲的情況下，波形數據的平均值幾乎不變，而在有鼾聲的情況下數據的方差要明顯大于無鼾聲的情況。又由于方差數值偏大，最終選擇使用標準差作為聲音波形的特征。標準差公式如下：

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