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摘要：本文主要介绍一种融合家庭物联网的智能软硬可调床垫的研制及其控制方法，分别从该产品的技术背景、研制内容以及产品功能的实现控制方法进行阐述，希望能够提出一种全新的智能家居控制方式，发挥床垫在智能家居生活中的作用。
关键词：智能家居；床垫；物联网；
1引言
近年来随着经济社会的不断发展，人们的生活水平不断提高，对于智能家居设备的需求也不断增加，但是关于智能家居设备的研究相对局限，产品功能、创新设计不足，仍然受传统家居设备生产设计的思维限制，不能真正体现家居设备的智能化，现阶段研究设计一种融合家庭物联网的智能软硬可调床垫，提出一种全新的智能设备控制方法是十分必要的。
2技术背景
在信息技术不断发展的同时，智能化设备应用愈加普遍，越来越多的智能设备出现在我们的生活中，对于改善人们的生活，提供诸多便利。智能家居也逐渐成为现实，5G信息时代的到来能够将各种智能家居连接到智慧家庭物联网中，构建基于家庭物联网的一体化智慧家居，实现对于整个家庭范围内的信息采集各种智能家居设备的智能化控制。
床垫作为人们日常休息睡眠的重要载体，与人们的健康生活密切相关。目前国内外关于智能床垫的研究主要是针对于床垫的舒适性智能调节，功能性相对单一，并没有与整个智慧家庭结合在一起，没有起到在智慧家庭体系中采集数据及控制智能家居设备的作用。
床垫的使用会与人产生直接的密切联系，能够获取更多更复杂的人体参数，这是其他智能家具设备不具备的优势，而且与人类的接触时间也更长，能够持续获取数据信息，可以说床垫说智慧家庭中最重要的环节之一。
目前智能家居设备的控制设计仍然是以终端遥控为主，但是在实际应用中缺点明显，使用不方便，不符合人们对于智能家居控制的使用需求。研究设计新型的控制方式已经逐渐成为未来智能家居发展面临在重要课题。床垫的使用的长久性以及与人类接触的紧密性能够捕获更多与人体状态相关的数据信息，基于这些数据信息对智慧家庭中的各种智能家居设备进行控制具有一定的可行性，而且更加个性、自动化。
3可调床垫的研制内容
该可调床垫的设计能够实现床垫与智能家居的融合，形成智慧家庭体系，通过获取分析人体数据来识别睡眠状态，进而实现对于智能家居体系中各种智能设备的控制，本床垫的研制内容主要包括四个方面。
其一是智能床垫控制智能家居设备的方法，本床垫的内部设计有多个充气腔，同时配备有气体传感器，这些传感器能够实时监测各个充气腔的气体压力状态。而且在床垫表面设计有耦合电容传感器，这些传感器在使用过程中能够实时监测用户的身体电信号。在用户使用床垫的过程中，智能床垫能够利用传感器实时获取压力信号和电信号，进而分析用户的实时睡眠状态，然后将这些状态信息传输到物联网控制中心，根据睡眠状态对各种智能家居设备发送控制指令。其二是这种智能可调床垫，其三是智能家居设备控制系统，其四是支持整个控制功能的运行程序。
4可调床垫的具体实施方式及控制方法
4.1数据采集
首先是智能可调床垫的信息采集，主要包括压力信号的采集和电信号的采集。本文论述的智能软硬可调床垫，主要有多个不同的充气腔组成，根据冲击将所在位置不同设计配置不同数量的气体压力传感器。用户在使用过程中，身体会对气体压力腔造成压力，而且随着用户使用动作及状态的变化，空气将承受的压力也会发生变化，借助配备在充气腔上的压力传感器，就能获取到与用户使用状态相对应的气体压力值。
在床垫的表面还配备有电容型传感器，这些传感器分布在充电的不同位置。用户自身会带有生物电，而且分布在身体的不同部位，比如脑部，腿部，腰部，胸部，脚部等。在使用床垫的过程中，这些生物电信号会被电容型传感器捕捉到，分析判断为用户的脑电波信号，新电信号，盆腔电信号，呼吸电信号，血压饱和度等。
4.2睡眠状态分析
其次是用户睡眠状态的分析，基于充电检测到的用户的气体压力信息以及身体电信号，来分析判断用户的睡眠状态。产品研究设计中将睡眠状态分为清醒状态和进入睡眠状态，其中清醒状态又细分为起床清醒状态和睡眠状态，进入睡眠状态又分为浅睡眠状态和深度睡眠状态。浅睡眠状态具体包括刚入睡时、起床上厕所时、准备起床时三种。处于不同睡眠状态时，用户自身的身体特征表现也会有较大的差异，具体会体现在用户的身体动作幅度，频率，呼吸频率，心跳，血液流速，盆腔积尿容量，脉搏跳动频率等。比如呼吸频率和动作频率，在深度睡眠状态时更低，在清醒状态时偏高。用气体压力信号可以监测到用户的动作及幅度，借助电信号可以监测到用户的血液流速，心跳脉搏等。同时配备数据处理芯片，进行自学习处理，通过对用户数据的采集分析反馈处理，能够不断提高对于数据处理识别的准确性。
4.3睡眠状态传输到控制中心
借助物联网技术将使用的各种智能家居设备，连接到智能互联网控制中心，控制中心根据接收到的睡眠状态信息，对各种家庭智能设备发出控制指令。这些智能家居设备包括，家庭内使用的电灯，电视，空调，电话，门锁窗帘等。不同的睡眠状态对应的控制指令也不尽相同，比如在睡眠状态，将窗帘、电灯关闭，开启门锁报警等。
除了基础的控制运行回路之外，在系统中还设计有深度学习算法，能够对用户使用的各种历史数据进行总结分析，建立针对于用户的睡眠状态识别模型，通过系统自身的学习调整，让睡眠状态的分析与用户的实际动作数据，对应更加准确。
5结语
通过本文的分析可知，这种融合家庭互联网的智能软硬可调床垫，满足了床垫基本的功能，而且具有智能化的特点。通过物联网技术，能够实现与智能家居设备的联系，并根据使用者的睡眠状态，对多种智能家居设备进行控制，能够改善提升用户的智能家居体验，是一种全新的智能家居控制模式，具有一定的参考意义和市场价值。未来随着5G信息技术的不断发展，物联网控制技术以及智能家居也会迎来更大的发展空间。
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