本發明涉及睡眠狀態監測技術領域健康監測技術領域，特別涉及一種睡眠手環。

背景技術：

睡眠是生命的需要，人不能沒用睡眠，而且有規律可循，每個完整的睡眠都會有4～6次深淺睡眠交替出現，每次大約在60～90分鐘。如果一個人長時間缺少睡眠或者睡眠不規律的話，那么會有引起內分泌失調、抑郁等疾病發生。睡眠手環可以幫助消費者了解自己的睡眠情況，關注自己的睡眠狀況，幫助大眾獲得更好的睡眠，有更加充沛的精力去學習工作。

現在市場上的手環內部組成大體上是三軸重力傳感器，記錄器，藍牙4.0模塊，處理器電池和振動器。其電量消耗無法只能控制。

技術實現要素：

基于上述現有技術存在的問題，本發明提出了一種睡眠手環，利用app實現更準確和有趣味性的監測睡眠監測手環設備。

本發明的一種睡眠手環，實現了手環面向用戶與手機進行通信交互，所述睡眠手環包含內部存儲器和傳感器，還包括藍牙設備和藍牙通訊管理模塊，其中：

所述綠光攝像頭，進行人體心率的采集；

所述藍牙設備，用于數據上傳和采集；

藍牙通訊管理模塊，用于藍牙通訊的管理，即包括：藍牙被喚醒，連接手機，關閉傳感器，并上傳數據；上傳完畢，關閉內部存儲器；藍牙又再次處于低功耗模式。

本發明的一種睡眠監護方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、開始測量命令：手環接受到此命令，開啟傳感器，內部存儲器為存儲狀態，進行數據的采集和存儲；

步驟二、結束測量命令：手環接受到此命令，關閉傳感器，內部存儲器依舊為開啟狀態；

步驟三、電量獲取命令：手環接受到此命令，上傳到手機端電量信號；

步驟四、數據上傳命令：手環接受到此命令，內部存儲器為讀取狀態。并按照規定上傳數據

步驟五、數據清除命令：手環接受到此命令，內部存儲器清除所有關于測量的數據。

與現有技術相比，本發明的睡眠手環能夠真正監測使用者的實際睡眠時間，睡眠監測結果準確，具有較高的健康參考價值；數據采集上采用了分段上傳，保證了上傳數據的成功率和上傳速度，極大的改善了用戶體驗；頁面處理上使用運魔方日歷、動態作圖、動畫等技術使得在實用的基礎上增加更多的趣味。

附圖說明

圖1為本發明的睡眠手環的框架結構示意圖；

圖2為本發明的睡眠手環的軟件執行流程圖；

圖3為本發明的睡眠手環的一段測量數據格式示意圖；

圖4至圖8為本發明的睡眠手環的數據操作流程圖；

圖9為本發明的睡眠手環的測量數據庫結構示意圖；

圖10為本發明的睡眠手環的數據處理整體框架示意圖。

具體實施方式

本發明的睡眠手環實現了手環面向用戶與手機進行通信交互。硬件設備采用手環，配備綠光攝像頭，進行人體心率的采集，配備藍牙通訊管理，藍牙連接，將數據有序的發送到手機端，手機端為交互數據系統的終端，收集手環數據，手機端顯示最終的報告。并需要安裝配套的app。手環端，為可佩戴在手腕上的移動設備，其中具備一塊顯示屏，一塊綠光攝像頭。app包含以下幾個模塊：用戶登錄，藍牙管理，測量使用，接受手機信號，發送給手機信號，數據采集，數據查看和歷史回顧。

主要有以下兩大功能：

一、和市面上的睡眠手環類似的心率，動作值數據采集功能；

二、本發明創新提出的藍牙通訊管理功能。

其中藍牙通訊是基于藍牙4.0這項技術來實現，這種方式靈活高效，且能保證數據的完整性和有序性。在藍牙4.0本身優越性能的基礎上，本發明做出了以下幾點適合我們軟件開發的改進。有關手環藍牙通訊管理主要有以下幾種命令：當開始測試時，藍牙處于低功耗模式，整個測量過程，手環內部存儲器和傳感器在工作，用于數據的測量和存儲。當用戶點擊測量結束時。藍牙被喚醒，連接手機，關閉傳感器，并上傳數據。上傳完畢，關閉存儲器。藍牙又再次處于低功耗模式。經我們長時間的測試，手環可持續開啟，并采集存儲數據24小時左右。

實施例：本發明的app運行行主要以手機為媒介，與藍牙和服務器進行交互。

如圖2所示，主要分為以下三個模塊：藍牙設備負責進行上傳和采集數據；服務器進行核心算法計算和接收發送數據；手機進行前臺界面顯示和數據的傳輸。

如圖3所示，為本發明的藍牙通訊管理功能整體流程圖，其中，手機與藍牙的數據通信連接操作(測量中可斷開藍牙連接)操作命令包括：準備開始測量；測量中(可以關閉軟件)；關閉離線測量；結束測量后數據上傳手機；數據上傳完畢；上傳服務器，返回數據并觀察結果。

1、開始測量命令：手環接受到此命令，開啟傳感器，存儲器為存儲狀態，進行數據的采集和存儲；

2、結束測量命令：手環接受到此命令，關閉傳感器，存儲器依舊為開啟狀態；

4、電量獲取命令：手環接受到此命令，上傳到手機端電量信號；

4、數據上傳命令：手環接受到此命令，存儲器為讀取狀態。并按照規定上傳數據

5、數據清除命令：手環接受到此命令，存儲器清除所有關于測量的數據。

以上所有命令，都是手環接受手機命令，手環相應的需要回復接受到命令的信號。以讓手機端確認收到。

有關數據的采集和存儲具體為：當開啟睡眠模式時，手環每隔特定的時間，采集用戶的心率和動作值。心率和動作值采取一一對應的存儲模式。例如每隔30秒采集一次數據，心率值為這30秒的平均值，動作值為這30秒時間內的運動次數。

如圖4所示，一段完整的測量測量數據格式包含：

(1)開測量時間：年(占四位)、月(占兩位)、日(占兩位)、時(占兩位)、分(占兩位)，秒(占兩位)，數據例如20160426103426(2016年4月26日10點34分26秒)

(2)心率動作數數據部分：心率和動作數，心率占三位，動作數占兩位，以此每5位數據為一組，進行排列。例如10901(心率為109，動作數為1)，07911(心率為79，動作數為11)；

(3)結束測量時間：數據格式同開始測量時間。

有關數據的發送具體為：將采集的數據，發送到手機軟件中，如果數據量過大，則采取分段發送的模式。保證了上傳的速度和穩定性，并在每段的段頭加入了段號，確保數據的完整性。避免一段數據重復上傳，減少了能耗。當手機端收到最后一段數據時，則手環接收到一個結束上傳的信號。手環結束上傳命令。

有關藍牙的連接具體為：手環采用被動連接的方式，手機的藍牙訊號主動掃描周圍的藍牙設備，手環端不記錄連接過的手機設備，手機端記錄手環的地址，以便下一次進行自動連接。

有關存儲數據的清除具體為：當手環接收到手機發送的清除指令的信號之后，手環清除存儲器中所有的存儲數據。清除完畢向手機端發送清除結束指令。

測量數據格式

如圖4所示，完整的一次測量數據包括：

(1)、數據總段數：該次測量的數據總段數。每80對數據為一段，其中包括運動值和心率值，為一一對應關系。

(2)、開始測量時間：年(占四位)、月(占兩位)、日(占兩位)、時(占兩位)、分(占兩位)，秒(占兩位)，數據例如20160426103426(2016年4月26日10點34分26秒)

(3)當前發送段數：例如當前發送到第2端，則將該數字發送到手機端，以便手機端判斷是否接收完畢。

(4)心率動作數數據部分：每段包含80對數據，先發送80個心率值，在發送80個運動值。

有關手機與數據庫的通信具體為：手機不進行或只存極小的一部分緩存數據。用于快速的顯示，其他數據皆從服務器下載。

1、用戶信息

(1)以手機imei值判斷用戶的id；(2)其他用戶信息交互。

2、手機發送睡眠數據信息

(1)心率和動作數。

3、手機接收睡眠數據信息

(1)睡眠分段值；(2)睡眠效率；(3)睡眠質量；(4)睡眠安穩度；(5)睡眠靜息心率。

4、睡眠數據交互

當用戶測量結束，查閱歷史數據時，都需跟服務器進行信息交互。前提為已經確認用戶id。

(1)測量結束時

如圖9所示，本發名的數據庫結構總體分為2張表。

根據用戶id對每個用戶進行標識，從而索引到每個用戶的睡眠數據，睡眠數據包括所有關于該用戶的數據段，

六、前臺顯示

精簡用戶對于界面的操作，藍牙的連接變得更加智能。

大部分的操作，用在開始測量和結束測量的操作上。

方便用戶對于過往睡眠數據的查看，快速且便捷。

程序更加健壯，即使在測量過程中關機或是關閉軟件，也能很好的得到當天的睡眠結果。

運用多種柱狀圖，條形圖來分析睡眠報告，更將睡眠報告分析為多種參數，利用圖形和參數很好的表達了睡眠結構。

七、產品比對

這款產品的優勢在于，不僅測量用戶的心率值，還可以精確的監控用戶的睡眠期間產生的動作。從而更加精確的分析出用戶的睡眠，而世面上的大部分產品，只是局限于心率和運動的單一測量。我們很好的結合了這兩者之間的關系，經過很長一段時間的深入實驗，得出了動態的睡眠分析報告。并能更加直觀的體現在我們設計制作的app上。操作簡單，便于上手。

當發送的該次數據段數等于總數據段數的時，數據發送結束。

下面結合附圖對本發明作詳細的描述。

手環面向用戶和與手機進行通信交互。主要有以下兩大功能：

心率，動作值數據采集

藍牙通訊

其中藍牙通訊是基于藍牙4.0ble這項技術來實現，這種方式靈活高效，且能保證數據的完整性和有序性。本發明在藍牙4.0本身優越性能的基礎上，做出了以下幾點適合我們軟件開發的改進。

手環藍牙通訊主要有以下幾種命令

開始測量命令

手環接受到此命令，開啟傳感器，存儲器為存儲狀態，進行數據的采集和存儲

結束測量命令

手環接受到此命令，關閉傳感器，存儲器依舊為開啟狀態

電量獲取命令

手環接受到此命令，上傳到手機端電量信號

數據上傳命令

手環接受到此命令，存儲器為讀取狀態。并按照規定上傳數據(后文有詳細介紹)

數據清除命令

手環接受到此命令，存儲器清除所有關于測量的數據。

以上所有命令，都是手環接受手機命令，手環相應的需要回復接受到命令的信號。以讓手機端確認收到。

手環特點：

節約電量

長期處于低功耗模式

對這款手環的藍牙4.0喚醒機制做出了一些調整，當開始測試時，藍牙處于低功耗模式，整個測量過程，手環內部存儲器，和傳感器在工作，用于數據的測量和存儲。當用戶點擊測量結束時。藍牙被喚醒，連接手機，關閉傳感器，并上傳數據。上傳完畢，關閉存儲器。藍牙又再次處于低功耗模式。經我們長時間的測試，手環可持續開啟，并采集存儲數據24小時左右。

數據的采集和存儲

當開啟睡眠模式時，手環每隔特定的時間，采集用戶的心率和動作值。心率和動作值采取一一對應的存儲模式。例如每隔30秒采集一次數據，心率值為這30秒的平均值，動作值為這30秒時間內的運動次數。

一段完整的測量數據值包含：

(1)開測量時間：年(占四位)、月(占兩位)、日(占兩位)、時(占兩位)、分(占兩位)，秒(占兩位)，數據例如20160426103426(2016年4月26日10點34分26秒)

(2)心率動作數數據部分：心率和動作數，心率占三位，動作數占兩位，以此每5位數據為一組，進行排列。例如10901(心率為109，動作數為1)，07911(心率為79，動作數為11)

(3)結束測量時間：數據格式同開始測量時間。

三、數據的發送

將采集的數據，發送到手機軟件中，如果數據量過大，則采取分段發送的模式。保證了上傳的速度和穩定性，并在每段的段頭加入了段號，確保數據的完整性。避免一段數據重復上傳，減少了能耗。當手機端收到最后一段數據時，則手環接收到一個結束上傳的信號。手環結束上傳命令。

四、藍牙的連接

手環采用被動連接的方式，手機的藍牙訊號主動掃描周圍的藍牙設備，手環端不記錄連接過的手機設備，手機端記錄手環的地址，以便下一次進行自動連接。

五、存儲數據的清除

當手環接收到手機發送的清除指令的信號之后，手環清除存儲器中所有的存儲數據。清除完畢向手機端發送清除結束指令。

六、界面顯示

精簡用戶對于界面的操作，藍牙的連接變得更加智能。

大部分的操作，用在開始測量和結束測量的操作上。

方便用戶對于過往睡眠數據的查看，快速且便捷。

程序更加健壯，即使在測量過程中關機或是關閉軟件，也能很好的得到當天的睡眠結果。

運用多種柱狀圖，條形圖來分析睡眠報告，更將睡眠報告分析為多種參數，利用圖形和參數很好的表達了睡眠結構。

七、相似產品的比對

這款產品的優勢在于，一方面，通過對藍牙設備通訊的智能控制，使得耗能降低。另一方面，不僅測量用戶的心率值，還可以精確的監控用戶的睡眠期間產生的動作。從而更加精確的分析出用戶的睡眠，而世面上的大部分產品，只是局限于心率和運動的單一測量。我們很好的結合了這兩者之間的關系，經過很長一段時間的深入實驗，得出了動態的睡眠分析報告。并能更加直觀的體現在我們設計制作的app上。操作簡單，便于上手。

以上所述，僅為本發明的較佳實施例，用于幫助理解本發明的方法及核心思想，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，所以本說明書內容不應理解為對本發明的限制。