技术领域
[0001] 本发明属于床的领域，具体地说，是涉及一种具有唤醒功能的床、唤醒系统及唤醒方法。
相关背景技术
[0002] 目前，为了早上按时起床，人们通常采用闹钟将自己唤醒。但是用户在睡眠过程中直接被闹铃吵醒，唤醒体验较差，且易影响他人。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
[0024] 本实施例的具有唤醒功能的床主要包括床板1，在床板1上设置有主控制板、至少一个传感器组件、至少一个振动电机等，每个传感器组件均主要包括从控制板、信号处理电路、重量传感器2等，重量传感器2采集重量信号，并将采集到的重量信号发送至信号处理电路，信号处理电路将接收到的信号进行处理后发送至从控制板，从控制板将接收到的信号发送至主控制板，主控制板控制振动电机的运行，参见图1、图2所示。
[0025] 本实施例的具有唤醒功能的床，主控制板的定时时间到时，主控制板控制振动电机振动，将用户唤醒，由于振动电机安装在床板上，通过振动用户的身体将用户唤醒，避免了闹铃的吵闹，提高了用户的唤醒体验，且不会影响其他人；由于床板上有人和无人时，重量传感器采集到的重量信号是不同的，因此，主控制板根据接收到的从控制板发送的重量信号即可获知用户是否起床离开，主控制板在接收到的重量信号小于设定值时，说明用户已经起床离开，主控制板控制振动电机停止振动，避免浪费电能。
[0026] 而且，重量传感器将采集到的重量信号发送至信号处理单元，信号处理单元将接收到的信号进行放大、模数转换等处理后发送至从控制板，减轻了从控制板的运行负担；重量信号经过处理后再由从控制板发送给主控制板，避免模拟信号长距离传输时受到外部干扰的影响，保证了主控制板接收到的信号的准确性。
[0027] 在床板上还可以设置按钮，按钮与主控制板电连接。按下按钮，主控制板控制振动电机停止运行。因此，用户被唤醒后也可以直接按下按钮，使振动电机停止运行，从而进一步节省电能。
[0028] 在本实施例中，振动电机设置有两个，主控制板分别控制两个振动电机的运行。通过设置两个振动电机，既缩短了唤醒用户的时间，又避免振动电机数量过多造成的浪费。
[0029] 为了便于控制振动电机的运行，主控制板通过三极管控制每个振动电机供电线路的通断。具体来说，主控制板连接三极管的控制端，三极管的开关通路的一端接地，另一端通过振动电机连接供电电源。主控制板控制三极管的开关通路导通，振动电机的供电线路导通，控制板控制三极管的开关通路关断，振动电机的供电线路关断。
[0030] 在本实施例中，三极管优选为NPN三极管。
[0031] 传感器组件可以设置有多个：传感器组件1、…、传感器组件n，具体数量可以根据实际需求进行设置。在本实施例中，所述的传感器组件设置有九个，也就是说，在床板上设置有九个重量传感器，九个重量传感器分别采集重量信号。通过设置九个重量传感器，提高了主控制板获得的重量信号的可靠性和准确性。
[0032] 在本实施例中，从控制板通过RS485接口与主控制板进行通信。采用RS485半双工方式通讯，既可以满足多个节点相连的需要，也可以采用较高的通讯波特率，提高通讯性能。
[0033] 为了便于给床供电，在床上还设置有电池，电池作为供电电源，为床的各用电器件供电。为了节省成本，电池为可充电电池，外接电源通过电源适配器为电池充电。
[0034] 在床板上还设置有无线通信模块，主控制板与无线通信模块连接。主控制板通过无线通信模块与外界设备进行通信。外界设备发送的唤醒信号经无线通信模块传输至主控制板，主控制板接收到唤醒信号后控制振动电机振动，唤醒床上的人，实现远程唤醒功能。
[0035] 在本实施例中，无线通信模块包括蓝牙模块、WIFI模块、GPRS模块，主控制板分别控制蓝牙模块、WIFI模块、GPRS模块的运行。主控制板可以采用多种无线通讯方式与外界设备进行通信，提高了无线通信的多样性和可靠性。
[0036] 下面，结合图3、图4，对床的具体电路组建结构进行详细阐述。
[0037] 每个传感器组件的具体电路原理图参见图3所示。重量传感器（称重传感器）有许多型号可以选择，例如可以选择YZC-161B，量程为50kg；信号处理单元IC1采用常用的HX711处理芯片；从控制板IC2可以选择比较小的单片机，例如采用瑞萨公司的Upd78f9222；RS485接口IC3选择MAX485芯片。重量传感器的两个信号输出端分别连接信号处理单元IC1的引脚INPB、INNB，将采集的重量信号发送给信号处理单元IC1，信号处理单元IC1对接收到的信号进行放大、模数转换等处理； IC1的引脚PD_SCK连接从控制板IC2的引脚P30，IC1的引脚DOUT连接从控制板IC2的引脚P31，信号处理单元IC1将处理后的信号发送给从控制板IC2。
[0038] 主控制板与其外围电路的连接原理图参见图4所示。主控制板IC4选择瑞萨公司的R5F101FD，RS485接口IC5选择MAX485芯片；无线通信模块为芯片M1。IC3和IC5对应连接，从控制板IC2发出的信号经IC3、IC5发送给主控制板IC4。主控制板IC4的引脚P43通过限流电阻连接NPN三极管N1的基极，NPN三极管N1的发射极接地，集电极通过振动电机MT1连接直流电源VDD（电池）；引脚P43输出高电平，N1导通，振动电机MT1的供电线路导通，MT1上电运行。主控制板IC4的引脚P44通过限流电阻连接NPN三极管N2的基极，NPN三极管N2的发射极接地，集电极通过振动电机MT2连接直流电源VDD（电池）；引脚P44输出高电平，N2导通，振动电机MT2的供电线路导通，MT2上电运行。
[0039] 基于上述床的设计，本实施例还提出了一种唤醒系统，主要包括移动终端和上述的床，床的无线通信单元与移动终端进行通信。
[0040] 移动终端主要为手机、PAD、PC等。
[0041] 本实施例的唤醒系统，远程人员通过移动终端发送的唤醒信号经无线通信模块传输至主控制板，主控制板接收到唤醒信号后控制振动电机振动，唤醒床上的人，实现远程唤醒功能；主控制板也可以将用户是否离床发送给移动终端，便于远程人员获知用户是否离床。
[0042] 基于上述床的设计，本实施例还提出了一种唤醒方法，该方法中，床板上至少设置有两个传感器组件。所述唤醒方法的具体步骤参见图5所示。
[0043] 步骤S1：检测当前时间是否到达设定预唤醒时间。
[0044] 设定预唤醒时间距离设定唤醒时间的剩余时长为设定时长。在本实施例中，设定时长为25分钟～35分钟。假设设定唤醒时间为6:35，则设定预唤醒时间为6:00～6:10。
[0045] 如果当前时间到达设定预唤醒时间，则执行步骤S2。
[0046] 步骤S2：根据用户活动次数判断用户是否处于深度睡眠。
[0047] 具体步骤如下，参见图6所示。
[0048] 步骤S21：每个传感器组件每隔第一设定时间，获得一个重量信号。
[0049] 步骤S22：每个传感器组件每隔第二设定时间，将获取到的n个重量信号传输至主控制板。
[0050] 第二设定时间是第一设定时间的n倍，n为大于1的正整数。
[0051] 例如，第一设定时间为0.5秒，第二设定时间为5秒，n为10。即，每个传感器组件每隔0.5秒获取一个重量信号，5秒将获取10个重量信号；每个传感器组件每隔5秒，将获取到的10个重量信号传输给主控制板。
[0052] 步骤S23：计算每个传感器组件的n个重量信号的相邻两个重量信号的差值绝对值的累加和。
[0053] 其中一个传感器组件的n个重量信号为X1、X2、…、Xn，相邻两个重量信号的差值绝对值的累加和SUM=|X1-X2|+|X2-X3|+…+|Xn-1-Xn|。
[0054] 假设床板上设置有九个传感器组件，则获得九个累加和。
[0055] 步骤S24：判断是否存在两个及以上的累加和大于设定阈值。
[0056] 若是，说明用户活动了一次（如翻身了一次），则执行步骤S25。
[0057] 在本实施例中，设定阈值为5kg，即有两个及以上的累加和大于5kg，则说明用户活动了一次。
[0058] 步骤S25：记录一次活动。
[0059] 步骤S26：判断在设定检测时间段内，记录的活动次数是否小于设定次数。
[0060] 若是，则执行步骤S3。
[0061] 在本实施例中，设定检测时间段为5分钟，设定次数为3，即在5分钟内，若用户活动次数小于3，则认为用户处于深度睡眠，提高了判断用户是否处于深度睡眠的准确性。
[0062] 步骤S3：控制振动电机以第一振动强度振动，使用户由深度睡眠转为浅度睡眠。
[0063] 在用户处于深度睡眠时，控制振动电机以第一振动强度振动t1秒（t1小于60）；t2分钟后（t2小于10），根据步骤S2再次检测用户是否处于深度睡眠，若是，则再次控制振动电机以第一振动强度振动t1秒。
[0064] t1秒加t2分钟小于设定时长。
[0065] 步骤S4：检测当前时间是否到达设定唤醒时间。
[0066] 若是，则执行步骤S5。
[0067] 步骤S5：控制振动电机以第二振动强度振动。
[0068] 当前时间达到设定唤醒时间时，通过振动电机以第二振动强度振动t1秒，唤醒用户。
[0069] 本实施例的唤醒方法，通过先将用户由深度睡眠唤醒到浅度睡眠，再由浅度睡眠将用户唤醒，避免将用户从深度睡眠中直接唤醒，提高了用户唤醒体验。
[0070] 在本实施例中，第一振动强度小于第二振动强度，从而避免第一振动强度过大将用户直接从深度睡眠中唤醒，以提高用户唤醒体验。
[0071] 在本实施例中，设定时长为25分钟～35分钟，从而给用户足够的缓冲时间，使用户从深度睡眠中醒来，进一步提高用户的唤醒体验。
[0072] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
