[发明专利]一种基于睡眠状态的智能家居控制系统

说明书

一种基于睡眠状态的智能家居控制系统，脑机接口包括嵌套在眼罩内的电极、集成在枕头内的脑电波信号获取模块、信号处理模块、微处理器和RF基带射频模块；电极用于检测并采集脑电波信号；脑电波信号获取模块用于获取电极检测并发送至信号处理模块；信号处理模块用于提取脑电波信号中的频率信息并发送至微处理器；微处理器用于根据频率信息发送对应的控制信号至RF基带射频模块；RF基带射频模块用于将控制信号发送至IOT网络模块；IOT网络模块通过无线通信的方式连通脑机接口和家电设备控制系统；家电设备控制系统根据控制信号对家电做出控制操作。本发明通过脑电波监测，快速判断用户是否进入睡眠状态，进而根据睡眠状态控制智能家居。

技术领域

本发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种基于睡眠状态的智能家居控制系统。

背景技术

随着物联网的发展，智能家居的功能变得越来越丰富，其最终目标是将人们从日常居家生活的重复操作中解放出来，而睡眠占据了人们家庭生活的一大部分时间，对睡眠/清醒状态下的用户自适应地执行一系列的家电操作，是智能家居自动化的一个重要课题。

现有的睡眠监测方法很多，消费者领域使用较多的是脉搏和微动监测，脉搏监测要求佩戴手环等贴身状态，不符合大部分人群的睡眠或居家习惯，微动监测无需贴身放置，但是精度较差，并且需要较长时间的数据统计才能判断用户是否进入浅层睡眠或是深度睡眠，更适合睡眠质量的检测，而对于睡眠自动调节家电状态的需求难以做到及时响应。目前已经有一些用脑电波监测睡眠状态的方案，将监测装置集成在枕头内，但脑电波的功率十分微弱，枕头内的集成装置在物理上与大脑之间还隔着枕头外表和头发，加上用户睡眠时睡姿不可控的调整，导致实现起来十分困难。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术中的缺陷，提出一种基于睡眠状态的智能家居控制系统，通过脑电波监测，快速判断用户是否进入睡眠状态，进而根据睡眠状态控制智能家居。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于睡眠状态的智能家居控制系统，包括枕头和眼罩，包括脑机接口、IOT网络模块和家电设备控制系统；所述脑机接口包括嵌套在所述眼罩内的电极、集成在所述枕头内的脑电波信号获取模块、信号处理模块、微处理器和RF基带射频模块；

所述电极用于检测并采集脑电波信号；所述脑电波信号获取模块用于获取所述电极检测并发送至所述信号处理模块；所述信号处理模块用于提取脑电波信号中的频率信息并发送至所述微处理器；所述微处理器用于根据频率信息发送对应的控制信号至所述RF基带射频模块；所述RF基带射频模块用于将控制信号发送至所述IOT网络模块；所述IOT网络模块通过无线通信的方式连通所述脑机接口和家电设备控制系统；所述家电设备控制系统根据控制信号对家电做出控制操作。

优选的，所述电极用于检测大脑活动时的脑电波并采集脑电波的电压信号，并将电压信号传输至所述脑电波信号获取模块，所述脑电波信号获取模块对电压信号进行放大处理并将放大处理后的电压信号传输至所述信号处理模块，所述信号处理模块对电压信号进行特征提取，提取出频率信息和信号强度信息，并将频率信息和信号强度信息反馈至所述微处理器，所述微处理器根据真实频率信息和信号强度信息判断睡眠状态是否切换，根据判断结果生成控制信号，然后发送至所述RF基带射频模块，由所述RF基带射频模块发送至所述IOT网络模块。

优选的，所述信号处理模块对脑电波的电压信号进行特征提取，具体包括：

所述信号处理模块对脑电波的电压信号中属于杂波的电压信号，提取出真实频率信息，按照电压随时间变化频率的不同，分为四个波段，包括0.5-3Hz的δ波段、4-7Hz的θ波段、8-13Hz的α波段和14-30Hz的β波段。

优选的，所述微处理器根据所述信号处理模块反馈的频率信息和信号强度信息，得到四个波段的信号电压强弱，选出当前最强电压的主波段信号，并根据主波段信号的强度判断睡眠状态；