技术领域
[0001] 本申请涉及智能家居技术领域，特别是涉及一种智能床垫控制方法、控制装置、智能床垫及系统。
相关背景技术
[0002] 随着科技的迅速发展，人们的生活水平越来越高，对生活水平的要求也越来越严格，智能家居是人们生活水平提高的一个重要方式，智能家居产业在需求和智能化、自动化技术的推动下，得到了高速发展。
[0003] 智能床垫作为智能家居中的一个重要组成部分，有着许多传统床垫没有的功能，例如通过睡眠检测带检测用户的睡眠过程中的呼吸频率、心率等，生成用户睡眠报告，给用户提供助眠按摩服务等。但现有的床垫没有将睡眠报告与按摩服务进行结合，睡眠报告仅用于监测用户的睡眠质量，让用户了解自己的睡眠情况，或给出睡眠建议等，但没有根据睡眠状态对按摩服务进行调整。
[0004] 目前市面上有出现通过控制模块调节按摩方法的智能按摩床垫，这种按摩床垫需要用户先将个人的体征信息、按摩的幅度、需要播放的音乐等参数添加存储到控制模块中，用户确认后，按摩床垫通过识别用户的体征信息运行相对应的预设模式来驱动按摩床垫的工作和音乐的播放。这种控制方式的按摩形式单一、每个人只能对应一种按摩幅度和音乐的播放，缺少智能化和多样化的体验。
具体实施方式
[0062] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0063] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0064] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0065] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0066] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，步骤标识S101、S102、S103等仅用于方便表述，并不表示执行顺序，相应的执行顺序可以进行调节。
[0067] 实施例一
[0068] 参见图1所示，本发明一种智能床垫控制方法，包括：
[0069] S101，获取用户睡眠状态，基于用户睡眠状态，调节气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度中的至少一种；
[0070] S102，获取播放音乐的节奏，基于播放音乐的节奏，调节气囊按摩强度和音波振子振动强度中的至少一种。
[0071] 本实施例中，一种智能床垫控制方法的执行主体为控制模块，所述控制模块包括控制器，所述控制器可以为MCU控制器，也可以是单片机等，具体本实施例不做限制。本实施例中，所述控制模块设置在智能床垫体内。
[0072] 需要说明的是，上述调节气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度中的至少一种，可以理解为根据需要只对气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度中的一种进行调节，也可以对气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度中的任意两种进行调节，还可以是对气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度三种均进行调节，本实施例中，对三种均进行调节。上述调节气囊按摩强度和音波振子振动强度中的至少一种，可以理解为根据需要对气囊按摩强度或音波振子振动强度进行调节，还可以是对气囊按摩强度和音波振子振动强度均进行调节，本实施例中，对两种均进行调节。
[0073] 本实施例在控制功能开启后(可通过设置在床垫上的按钮开启，也可通过遥控按钮开启，还可以是在检测到床垫上有人时自动开启等)，波浪助眠模式自动开启，气囊自动进行波浪式起伏运动以按摩。此时，如有音乐终端如手机终端与床垫进行蓝牙配对连接，且音乐终端有播放音乐，则控制设置在床垫内的喇叭和音波振子(音乐振子)播放蓝牙音乐，同时音波振子进行振动按摩，所述音波振子可以是低频音波振子。
[0074] 具体实施时，所述气囊可以包括若干个，波浪起伏运动时，1号气囊充气T1秒后，保持气囊充气状态T2秒，在1号气囊保持充气的同时2号气囊充气T2秒，然后接通1号气囊和2号气囊，使1号气囊内的气压通向2号气囊T3秒后，1号气囊开始放气。同时2号气囊保持气囊充气状态T2秒，3号气囊充气T2秒，然后接通2号气囊和3号气囊，使2号气囊内的气压通向3号气囊。T3秒后，2号气囊开始放气……以此类推。所述蓝牙音乐可以为手机终端APP内置音乐，也可以为手机终端音乐播放器音乐。低频音波振子主要输出15‑120Hz的音频信号。低频音波振子可以将低频的音波放大，通过机械振动的方式输出，以达到按摩放松的效果。喇叭用于输出120Hz以上的音频信号，保证播放蓝牙音乐的完整性。
[0075] 进一步的，获取用户睡眠状态之前还包括：
[0076] 控制气囊基于播放音乐的节奏按摩第一预设时间和/或控制音波振子基于播放音乐的节奏振动第一预设时间。
[0077] 由于用户往往需要一定的时间才能进入睡眠，所以控制功能开启后，并不立刻获取睡眠状态，在第一预设时间内(如图2的15分钟)，仅基于播放音乐的节奏按摩第一预设时间和/或控制音波振子基于播放音乐的节奏振动第一预设时间。
[0078] 本实施例中，获取用户睡眠状态，基于用户睡眠状态，调节气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度中的至少一种，具体包括：
[0079] 获取用户睡眠状态，如果为未进入睡眠状态，控制气囊基于播放音乐的节奏按摩第二预设时间和/或控制音波振子基于播放音乐的节奏振动第二预设时间后，再次获取用户睡眠状态；
[0080] 获取用户睡眠状态，如果为进入睡眠状态，降低气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度中的至少一种。
[0081] 本实施例中，所述第二预设时间小于第一预设时间，参见图2所示，可以设置为10分钟。
[0082] 具体的，使用睡眠监测模块来采集用户心率和呼吸，通过心率和呼吸判断睡眠状态。用户在睡觉时，从清醒到入睡心率和呼吸会降低15％左右，因此通过心率和呼吸的变化即可判断睡眠状态的变化。睡眠监测模块将采集的数据发送至控制模块，控制模块根据采集的数据分析出用户的睡眠状态。
[0083] 本实施例中，如果再次获取用户睡眠状态为进入睡眠状态，则降低气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度中的至少一种；如果再次获取用户睡眠状态为未进入睡眠状态且气囊和/或音波振子的工作时间超过第三预设时间，则降低气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度中的至少一种，否则，在第二预设时间后再次获取用户睡眠状态。
[0084] 参见图2所示，所述第三预设时间可以设置为30分钟。
[0085] 本实施例中，降低气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度中的至少一种，具体包括：
[0086] 每隔第四预设时间降低一次音量和/或强度，直至调节至零；
[0087] 或者，
[0088] 每隔第四预设时间降低一次音量和/或强度，直至达到第五预设时间后关闭；
[0089] 或者，
[0090] 直接关闭音量和/或强度。
[0091] 本实施例中，为了防止音量或强度突变降低，导致用户在睡眠时被突然的变化惊醒，选择每隔第四预设时间降低一定百分比的音量、气囊充气量和振动幅度，达到第五预设时间后关闭。所述第四预设时间可以选择为1分钟，所述第五预设时间可以选择为5分钟。
[0092] 本实施例中，获取播放音乐的节奏，基于播放音乐的节奏，调节气囊按摩强度和音波振子振动强度中的至少一种，具体包括：
[0093] 每隔第六预设时间获取播放音乐的重音极值点的频率，判断所述频率对应的节奏等级，基于所述节奏等级，调节气囊按摩强度和音波振子振动强度中的至少一种至预设强度。
[0094] 参见图3所示，每隔第六预设时间获取播放音乐的重音极值点的频率的方法，具体包括：
[0095] S301，对播放音乐的音频信号以一定的采样率进行连续时间采样，并将模拟信号转换成离散时间信号，再将离散时间信号转换成音频数字信号；
[0096] S302，对所述音频数字信号进行快速傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，以获取该段时间内播放音乐的重音极值点的频率。
[0097] 所述获取该段时间内播放音乐的重音极值点的频率，具体包括：
[0098] 获取预设频率范围内振幅最大的值所对应的频率作为该段时间内播放音乐的重音极值点的频率。
[0099] 判断所述频率对应的节奏等级，具体包括：
[0100] 如果播放音乐的重音极值点的频率小于第一预设频率，判断所述频率对应的节奏等级为慢节奏；
[0101] 如果播放音乐的重音极值点的频率大于等于第一预设频率且小于第二预设频率，判断所述频率对应的节奏等级为中节奏；
[0102] 如果播放音乐的重音极值点的频率大于等于第二预设频率，判断所述频率对应的节奏等级为快节奏。
[0103] 具体实施时，控制模块分析蓝牙音乐的节奏快慢，根据不同的音乐节奏来控制气囊充气速度和低频音波振子的振动强度。具体的，控制模块将输入的蓝牙音频在输出播放的同时，每20秒对波形的重音极值点进行分析处理。根据播放音乐节奏重音频率的不同，判断音乐节奏的快慢。本实施例中，气囊及低频音波振子设置有三档强度，不同音乐节奏对应不同的强度。第一步，控制模块将音频信号以一定的采样率进行连续时间采样，将模拟信号变成离散时间信号，并采用一组数码(如二进制数码)来逼近离散信号的幅值，将离散时间信号变成数字信号。第二步，取单位时间内音频数字信号进行快速傅里叶变换(FFT)处理，将时域信号转换为频域信号，用于获取该段音乐信号重音极值点的频率。第三步，在频率范围0.8Hz‑3Hz内找振幅最大的值所对应的频率f即为该单位时间内蓝牙音频重音极值点的频率。第四步，对获取到的频率f进行判断，若f＜1.25Hz则为慢节奏歌曲，若1.25Hz≤f＜1.75Hz则为中等节奏歌曲，若f≥1.75Hz即为快节奏歌曲。第五步，将音波的强度划分为高中低3档，气囊按摩强度同样划分为高中低3档，对于慢节奏歌曲(f＜1.25Hz)对应音波强度为低档、气囊按摩强度为低档；对于中等节奏歌曲(1.25Hz≤f＜1.75Hz)对应音波强度为中档、气囊按摩强度为中档；对于快节奏歌曲(f＜1.25Hz)对应音波强度为高档、气囊按摩强度为高档。
[0104] 本实施例中，所述的智能床垫控制方法，还包括：
[0105] 如果检测到用户睡眠状态为进入睡眠状态，停止获取播放音乐的节奏。
[0106] 具体实施时，参见图2所示，包括普通模式和智能模式。如果用户选择普通模式，则在普通模式开启后按照预设强度启动气囊按摩和/或音波振子振动按摩，并且在按摩15分钟后自动关闭。如果用户选择智能模式，则需要根据用户睡眠状态和播放音乐的节奏调节气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度中的至少一种，本实施例中为对气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度均进行调节。智能模式开启后首先控制气囊基于播放音乐的节奏控制气囊按摩15分钟，以及控制音波振子振动15分钟。之后，根据用户的睡眠状态自动控制音频的音量大小和按摩/振动强度。如果用户进入睡眠状态，则每分钟降低一定百分比的音量、气囊充气量和振动幅度，5分钟后退出波浪助眠模式。如果用户未进入睡眠状态，则继续执行10分钟波浪助眠模式，再进行判断是否入睡。若检测到超过2次未进入睡眠状态则自动缓慢降低音量、气囊充气量和振动幅度，5分钟后退出智能模式，关闭控制。
[0107] 参见图4所示，本实施例一种智能床垫控制装置，包括：
[0108] 第一调节模块401，用于获取用户睡眠状态，基于用户睡眠状态，调节气囊按摩强度、播放音乐的音量和音波振子振动强度中的至少一种；
[0109] 第二调节模块402，用于获取播放音乐的节奏，基于播放音乐的节奏，调节气囊按摩强度和音波振子振动强度中的至少一种。
[0110] 一种智能床垫控制装置的具体实现同一种智能床垫控制方法，本实施例不再重复说明。
[0111] 参见图5至7所示所示，本实施例一种智能床垫，包括：
[0112] 床垫体100，以及，设置于所述床垫体100的睡眠监测模块110、气囊120和音波振子130；
[0113] 喇叭140，用于播放音乐；
[0114] 控制模块150，所述控制模块150用于通过睡眠监测模块110获取用户睡眠状态，基于用户睡眠状态，调节气囊120按摩强度、喇叭140播放音乐的音量和音波振子130振动强度中的至少一种；所述控制模块150还用于与音乐终端相连接获取播放音乐的节奏，基于播放音乐的节奏，调节气囊120按摩强度和音波振子130振动强度中的至少一种。
[0115] 具体的，所述床垫体100包括舒适层海绵1001、气囊层海绵1002、硬质棉1003、支撑层海绵1004和布套1005。气囊120(包括1号气囊1201、2号气囊1202、3号气囊1203、4号气囊1204等)布置于气囊层海绵1002上面，在舒适层海绵1001下面。每个气囊分为上下两层，中间连通，进出气口1205设置于气囊下层。气囊放置时，2号气囊上层插入1号气囊中间层，3号气囊下层插入2号气囊中间层……以此类推排列。气囊层海绵1002设置有多个沉孔(喇叭安装孔160和音波振子安装孔170)，用于放置喇叭140和低频音波振子130。控制模块150设置于支撑层海绵1004的凹槽中。控制模块150内部包括主控PCB、气泵和电磁阀。
[0116] 所述睡眠监测模块110可以是睡眠监测带。
[0117] 参见图8所示，本实施例一种智能床垫系统，包括所述的智能床垫10，还包括音乐终端20，所述音乐终端20与所述智能床垫10通讯连接，可以是无线连接，包括蓝牙、4G/5G和wifi通讯连接，也可以是有线连接；所述音乐终端20为外部音乐终端或设置于所述床垫体内的音乐终端。
[0118] 具体的，所述音乐终端可以为手机终端、PAD等，也可以为其他专门用于播放音乐的终端，本实施例不做具体限制。
[0119] 实施例二
[0120] 本实施例与实施例一的区别在于，获取音乐节奏的方法不相同。本实施例中，通过检测播放音乐的峰值数量来获取播放音乐的节奏。
[0121] 本实施例中，获取播放音乐的节奏，基于播放音乐的节奏，调节气囊按摩强度和音波振子振动强度中的至少一种，具体包括：
[0122] 每隔第七预设时间检测播放音乐所对应的声频信号的峰值数量，判断所述峰值数量对应的节奏等级，基于所述节奏等级，调节气囊按摩强度和音波振子振动强度中的至少一种至预设强度。
[0123] 判断所述峰值数量对应的节奏等级，具体包括：
[0124] 如果所述峰值数量小于第一预设数量，判断所述峰值数量对应的节奏等级为慢节奏；
[0125] 如果所述峰值数量大于等于第一预设数量且小于第二预设数量，判断所述峰值数量对应的节奏等级为中节奏；
[0126] 如果所述峰值数量大于等于第二预设频率，判断所述峰值数量对应的节奏等级为快节奏。
[0127] 具体实施时，参见图9所示，检测步骤包括：
[0128] (1)首先，将蓝牙接收的原始音频经过预处理转化成声频信号，减少部分干扰信号；
[0129] (2)将繁杂的声频信号筛选成可以检测识别的简易信号波形，经过筛选的声频信号只剩明显的峰值和简易波形；
[0130] (3)查找处理后的波形图形峰值并在预设时间内进行计数；
[0131] (4)对峰值数量Q进行统计，如果所述峰值数量小于第一预设数量(如1s内为14)，判断所述峰值数量对应的节奏等级为慢节奏；如果所述峰值数量大于等于第一预设数量且小于第二预设数量(如1s内为20)，判断所述峰值数量对应的节奏等级为中节奏；如果所述峰值数量大于等于第二预设频率，判断所述峰值数量对应的节奏等级为快节奏。
[0132] 本实施例的其他实现同实施例一。
[0133] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
