[0001] 本发明涉及智能灯具技术领域，尤其涉及基于唤醒需求的智能灯具及睡眠监测系统。

[0002] 随着人们生活水平的发展与提升，单一功能性的照明已无法满足当代人对室内照明高品质、起居空间人性化的个性需求。光作为人日常活动中最基本的视觉需求，已经不仅是为了满足日常活动中必要的可视性需求而存在，更多的时候也是为了满足人们生理及心理需求而存在。起居室是日常生活的主要活动空间，需要满足日常休息、放松、娱乐的生活需求。

[0003] 唤醒技术是指通过特定的手段来唤醒人的睡眠状态，以达到某种目的的方法。常见的唤醒技术包括闹钟：闹钟是一种常见的唤醒技术，通过设置时间和声音等参数来唤醒人的睡眠状态。但是常规声音唤醒的闹钟，唤醒方式单一、不智能、唤醒效果差，多会给人们带来不舒适的起床体验，尤其对于处于深度睡眠状态的用户来说，突然响起的闹钟声音，可能会造成用户头疼、疲惫等，不利于用户的身体健康。而且有些用户喜欢熬夜，导致起床困难，在关闭闹钟之后可能会再次入睡，而此时闹钟已经关闭，无法起到唤醒功能；

[0004] 针对上述的技术缺陷，现提出解决方案。

[0043] 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。

[0044] 实施例1：

[0045] 如图1‑4所示，基于唤醒需求的智能灯具，包括灯具底座1和灯具壳体5，灯具底座1的顶端表面固设有支撑轴2，支撑轴2的外侧表面固设有若干个移动轨道3，若干个移动轨道3的内部皆固设有驱动系统，若干个驱动系统的外侧表面皆连接有智能灯；

[0046] 智能灯包括灯具安装板4，灯具安装板4连接于驱动系统的外侧表面，灯具壳体5可拆卸连接于灯具安装板4的外侧表面，灯具安装板4的外侧表面皆固设有限位卡件6，限位卡件6与支撑轴2的外侧表面滑动连接，灯具安装板4和灯具壳体5之间形成灯具内腔7，灯具内腔7的内壁处固设有照明主灯8，照明主灯8外侧的灯具内腔7内壁处均匀分布有若干个补光副灯9，可根据使用需求控制照明主灯8和补光副灯9分别接入电路或者同时接入电路，提供不同的照明强度和照明范围。

[0047] 支撑轴2截面为正多边形结构，支撑轴2的每一端面皆固设有移动轨道3，若干个智能灯径向分布在支撑轴2外侧，根据使用需求和设计需要设置智能灯的个数，智能灯可集中固定在支撑轴2上方形成集中顶光，提供高亮度的照明条件，若干个智能灯也可自上而下，均匀分布在支撑轴2上形成弥散光，提供大范围的照明条件。

[0048] 驱动系统包括伺服电机10，伺服电机10固设于支撑轴2的顶端表面，伺服电机10的输出端连接有滚珠丝杠11，移动轨道3的内壁处滑动连接有滑台12，滑台12套设于滚珠丝杠11的外侧表面，灯具安装板4固设于滑台12的外侧表面，根据用户的使用需求，可控制伺服电机10接入电路，伺服电机10带动滚珠丝杠11转动，进而带动滑台12在移动轨道3上移动，滑台12与灯具安装板4为一体成型结构，滑台12带动智能灯同步移动，可调整智能灯在支撑轴2上的高度。

[0049] 灯具壳体5采用透明亚克力材料制成，灯具壳体5的内部开设有透光槽，透光槽的内壁处固设有雾化玻璃13，使用者可通过控制电流的通断与否控制雾化玻璃13的透明与不透明状态，根据需要调整雾化玻璃13的通电状态，进而改变智能灯提供的照明强度，使得智能灯具有多模式的工作状态。

[0050] 限位卡件包括第一卡板61和第二卡板62，第一卡板61和第二卡板62之间形成固定夹角，固定夹角的大小与支撑轴2截面内角的大小相同，第一卡板61和第二卡板62分别与支撑轴2上相邻两侧面相互接触，通过第一卡板61和第二卡板62将智能灯滑动固定在支撑轴2外侧，提高了智能灯移动过程中的稳定性。

[0051] 工作原理：根据用户的使用需求，可控制伺服电机10接入电路，伺服电机10带动滚珠丝杠11转动，进而带动滑台12在移动轨道3上移动，滑台12与灯具安装板4为一体成型结构，滑台12带动智能灯同步移动，可调整智能灯在支撑轴2上的高度，若干个智能灯径向分布在支撑轴2外侧，根据使用需求和设计需要设置智能灯的个数，智能灯可集中固定在支撑轴2上方形成集中顶光，提供高亮度的照明条件，若干个智能灯也可自上而下，均匀分布在支撑轴2上形成弥散光，提供大范围的照明条件；

[0052] 智能灯设置有照明主灯8和补光副灯9，可根据使用需求控制照明主灯8和补光副灯9分别接入电路或者同时接入电路，提供不同的照明强度和照明范围，还设置有雾化玻璃13，使用者可通过控制电流的通断与否控制雾化玻璃13的透明与不透明状态，根据需要调整雾化玻璃13的通电状态，进而改变智能灯提供的照明强度，使得智能灯具有多模式的工作状态：

[0053] 助眠模式下照明环境为弥散光，即智能灯沿支撑轴2自上而下顺次排布，且照明主灯8关闭，补光副灯9接入电路，雾化玻璃13断电呈现模糊状态；

[0054] 唤醒模式下照明环境为渐次集中顶光，第一智能灯上照明主灯8接入电路后，预先移动至支撑轴2顶端，剩余智能灯依次移动至与第一智能灯并列执行预唤醒模式，所有智能灯完成顶端集中后补光副灯9接入电路进入强唤醒模式，将雾化玻璃13通电后进入滞后唤醒模式；

[0055] 阅读模式下照明模式为集中顶光，所有智能灯同时移动至支撑轴2顶端，完成顶端集中后将照明主灯8和补光副灯9同时接入电路，雾化玻璃13断电；

[0056] 放松模式下照明模式为均匀散光，智能灯自上而下均匀分布在支撑轴2上，照明主灯8接入电路，并根据室内环境调整补光副灯9和雾化玻璃13的工作状态。

[0057] 实施例2：

[0058] 如图5所示，本发明还提供基于唤醒需求的智能灯具的睡眠监测系统，包括需求获取单元、睡眠监测单元、唤醒控制单元、灯光控制单元和睡眠分析单元；

[0059] 需求获取单元获取用户的唤醒时刻区间，根据唤醒时刻区间的时长生成唤醒进程发送至唤醒控制单元；

[0060] 生成唤醒进程的具体过程如下：

[0061] S101、获取唤醒时刻区间，唤醒时刻区间包括唤醒起始时刻ts和最迟唤醒时刻te，根据唤醒起始时刻ts和最迟唤醒时刻te计算唤醒周期△tm＝te‑ts；

[0062] S102、起始时刻ts为起始点，建立时段划分表，对唤醒周期进行区段划分，包括预唤醒时段、强唤醒时段和滞后唤醒时段；

[0063] S103、在时段划分表上进行时段区分，预唤醒时段为[ts，t1]，强唤醒时段为[t1，t2]，滞后唤醒时段为[t2，te]，并在每一区段上标记强度切换点；

[0064] 预唤醒时段对应的预唤醒时长△t1＝t1‑ts＝e1·△tm，强唤醒时段对应的预唤醒时长△t2＝t2‑t1＝e2·△tm，滞后唤醒时段对应的预唤醒时长△t3＝te‑t2＝e3·△tm，其中e1、e2和e3为预设的比例系数，其具体数值根据用户的睡眠质量分析图进行设置并更新。

[0065] 睡眠监测单元用于获取用户的生理数据，基于生理数据判断用户的时长和睡眠状态，并根据用户的睡眠状态生成对应的唤醒强度值，将唤醒强度值与唤醒进程结合生成唤醒执行计划，将唤醒执行计划发送至唤醒控制单元和灯光控制单元；

[0066] 生成唤醒执行计划的具体过程如下：

[0067] S201、在用户入睡前，获取用户的睡眠前期生理数据，包括心率数据、呼吸频率数据和体温数据，基于用户的睡眠前期生理数据判断用户入眠时刻，并记录入眠时刻t4和深度睡眠时刻t5；

[0068] S202、根据用户的唤醒时刻区间获取唤醒起始时刻ts，在唤醒起始时刻ts到达前获取用户的唤醒前生理数据，同样包括心率数据、呼吸频率数据和体温数据，基于用户的睡眠前期生理数据判断用户的睡眠等级Wn，包括一级睡眠状态W1、二级睡眠状态W2和三级睡眠状态W3；

[0069] S203、根据用户的唤醒起始时刻ts和入眠时刻t4的时间差值计算得到睡眠总时长td；

[0070] S204、根据用户的睡眠总时长td和用户的睡眠等级计算唤醒强度值Ed：其中e1和e2均为预设的比例系数，e2的取值与睡眠等级Wn的具体等
级相关，一级睡眠状态W1、二级睡眠状态W2和三级睡眠状态W3对应的e2取值呈上升趋势；

[0071] S205、根据唤醒强度值Ed对预唤醒时段、强唤醒时段和滞后唤醒时段进行赋值，并标记在唤醒进程中以生成唤醒执行计划，唤醒强度值Ed表示用户在当前睡眠状态下被唤醒所需的灯光提醒强度，唤醒强度值Ed越大，预唤醒时段的提醒强度越小、强唤醒时段和滞后唤醒时段的提醒强度越大。

[0072] 唤醒控制单元获取唤醒信号并处理，对若干个智能灯进行标记M1、M2、M3、…、Mn，并将M1记为第一智能灯，根据唤醒执行计划依次控制智能灯Mn对应连接的驱动系统带动智能灯向上移动，完成智能灯的位置调控；

[0073] 灯光控制单元包括模式存储模块和需求切换模块，其中模式存储模块用于存储智能灯的各工作状态，各工作状态包括助眠模式、唤醒模式、休闲模式和阅读模式，需求切换模式用于根据用户需求和唤醒执行计划切换智能灯的工作状态，完成对照明主灯8和补光副灯9以及雾化玻璃13的开关控制；

[0074] 睡眠分析单元用于获取用户的睡眠时长，并结合唤醒时刻区间分析用户的睡眠状态，绘制睡眠质量分析图，并生成助眠提醒信号发生至唤醒控制单元和灯光控制单元。

[0075] 通过研究表明色温5000K、水平照度500lx左右的光，可以直接抑制褪黑素的产生，让用户清醒精神振奋，色温控制在3000K，不干扰褪黑素的分泌，从而可以提高用户睡眠质量；

[0076] 在色温对情绪的影响规律中，在3000K左右的暖白光照射下，人体较为放松；当色温达到4000K及6000K时，在冷白光的照射下用户状态较为集中，工作学习效率有所提升，由于色温越高用户的警觉性越高的特点，高色温光照环境，可以降低用户的困倦程度，更利于提高工作效率；

[0077] 中间色温则可产生良性刺激，对大脑起到“唤醒”或“放松”作用，利于提高效率，减缓疲劳，在低色温光照环境中，人体会呈现较为放松的状态，更符合用户的情感需求，因此可根据上述设定将工作模式分为以下几种状态：

[0078] 其中助眠模式下照明环境为弥散光，即智能灯沿支撑轴2自上而下顺次排布，且照明主灯8关闭，补光副灯9接入电路，雾化玻璃13断电呈现模糊状态，此时补光副灯9提供低色温光照环境；

[0079] 唤醒模式下照明环境为渐次集中顶光，第一智能灯上照明主灯8接入电路后，预先移动至支撑轴2顶端，剩余智能灯依次移动至与第一智能灯并列执行预唤醒模式，所有智能灯完成顶端集中后补光副灯9接入电路进入强唤醒模式，此时智能灯的色温达到4000K，将雾化玻璃13通电后进入滞后唤醒模式，此时智能灯的色温可达到6000K，确保用户唤醒有效程度；

[0080] 阅读模式下照明模式为集中顶光，所有智能灯同时移动至支撑轴2顶端，完成顶端集中后将照明主灯8和补光副灯9同时接入电路，雾化玻璃13断电，此时智能灯的色温达到4000K；

[0081] 放松模式下照明模式为均匀散光，智能灯自上而下均匀分布在支撑轴2上，照明主灯8接入电路，并根据室内环境调整补光副灯9和雾化玻璃13的工作状态，此时智能灯的色温在2000‑3000K内调整。

[0082] 本发明根据唤醒时刻区间的时长和生理数据制定唤醒执行计划，根据唤醒执行计划依次控制智能灯对应连接的驱动系统带动智能灯向上移动，完成智能灯的位置调控，同时切换智能灯的工作状态，完成对照明主灯8和补光副灯9以及雾化玻璃13的开关控制，通过灯光变化实现唤醒过程，增加滞后唤醒过程，避免唤醒失败，还结合唤醒时刻区间分析用户的睡眠状态，绘制睡眠质量分析图，并生成助眠提醒信号提醒用户及时入睡，提高了睡眠质量。

[0083] 区间的大小的设定是为了便于比较，关于区间取值的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据设定基数数量；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。

[0084] 上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置；

[0085] 在本申请所提供的两个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和系统，可以通过其它的方式实现；例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行；另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式；

[0086] 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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。