一种基于光纤光栅传感器的智能床垫

摘要

一种基于光纤光栅传感器的智能床垫，包括铺覆在床垫表面的由织物包裹的单根光纤，光纤上设有若干分布式光纤光栅压力传感器和光纤光栅温度传感器，床垫内宽带光源通过耦合器与分布式光纤光栅压力传感器和光纤光栅温度传感器相连，分布式光纤光栅压力传感器和光纤光栅温度传感器通过耦合器与光纤光栅解调器相连，光纤光栅解调器、音箱、红外遥控器和蓝牙模块均与处理单元相连。本发明通过传感器感知人们在睡眠过程中被窝内外的环境、睡眠状态、睡眠质量等的变化，通过反馈机制实时地对这些变化进行响应，所有的控制操作包括踢被告警设置、最佳睡眠温度设定、唤醒时间设置、播放音频文件的下载，通过蓝牙模块在智能终端的界面中进行设定。

主权项

一种基于光纤光栅传感器的智能床垫，其特征在于所述床垫包括铺覆在床垫表面的由织物包裹的单根光纤，所述光纤上设有若干分布式光纤光栅压力传感器和光纤光栅温度传感器，光纤光栅压力传感器和光纤光栅温度传感器成对地设置在单根光纤上；所述床垫内设有宽带光源、耦合器、光纤光栅解调器、中央处理单元、音箱、红外遥控器和蓝牙模块，宽带光源通过耦合器与分布式光纤光栅压力传感器和光纤光栅温度传感器相连，分布式光纤光栅压力传感器和光纤光栅温度传感器通过耦合器与光纤光栅解调器相连，光纤光栅解调器、音箱、红外遥控器和蓝牙模块均与中央处理单元相连，空调的模式、温度和风量均在智能终端中预先设定，通过无线蓝牙模块配置到智能床垫中，使用时由分布式光纤光栅压力传感器和光纤光栅温度传感器监测环境温度和使用人的睡眠温度、呼吸频率、心跳频率、睡眠姿势、是否踢被、睡眠深度及时间长短，这些监测数据由中央处理单元进行处理和存储，并指示红外遥控器控制室内空调的开关、模式、温度、风量，以保证舒适的睡眠环境；中央处理单元根据使用人的睡眠深度智能调节音箱的播放音量，以帮助临睡前的催眠和设定起床时间点的自然唤醒，所播放的音频文件可以通过无线蓝牙模块预先存入；蓝牙模块将处理数据发送给智能终端，完成分析、展现和告警，并通过智能终端传送到云端的后台服务器，供使用人、监护人或医生长时间跟踪使用人的睡眠状态；所述光纤光栅压力传感器和光纤光栅温度传感器成对地设置在单根光纤的相邻位置，并构成一个测试点，分别对压力和温度进行测量，同时光纤光栅温度传感器能够对光纤光栅压力传感器进行温度补偿；所述单根光纤上的若干成对的分布式光纤光栅压力和光纤光栅温度传感器同时对床垫的多个点进行测量。