基于云連接技術(shù)的助眠床自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

費(fèi)葉琦　溫健鑒　齊加勝　焦立煒　牛子銘　郭峻偉

摘要：針對目前市場上助眠床存在個(gè)體適應(yīng)性差、操作繁瑣、不利于提高睡眠質(zhì)量等問題，提出了在助眠床整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，基于云連接技術(shù)、具有人機(jī)交互界面的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中主要包括由氣路控制器、電動(dòng)伸縮桿組成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和由溫度計(jì)、氣壓計(jì)、運(yùn)動(dòng)傳感器組成的反饋機(jī)構(gòu)2部分，實(shí)現(xiàn)對助眠床睡枕高度、床墊溫度以及硬度的閉環(huán)控制;另外通過合宙2G通信模塊、阿里云云端服務(wù)器及移動(dòng)電話APP實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交互功能。通過對睡眠硬件環(huán)境的控制，有效地提高了用戶睡眠舒適性并具備故障保護(hù)能力。相較于傳統(tǒng)助眠床控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)安全性以及智能化程度更高，用戶交互體驗(yàn)良好，有一定的實(shí)用及市場推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：助眠床;睡眠舒適性;角度控制;溫度控制;硬度控制;人機(jī)交互

中圖分類號(hào)：TP23 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1009—9492（2021）03—0142—04

0引言

潘黎等調(diào)查結(jié)果顯示，26℃下較適合睡眠，23℃時(shí)次之，但調(diào)研發(fā)現(xiàn)市場上的床體控制器很少具備對溫度的控制功能。王魯燁指出，普通人頸椎病發(fā)生概率與其睡枕高度有關(guān)，睡枕最適高度與自身右手掌寬、肩顴距有密切關(guān)系。任林燕等-引研究表明，床墊作為睡眠的平臺(tái)，其支撐性能對人體健康和睡眠舒適性有著重要的影響。軟硬度合適的床墊有利于人體腰部支撐，其中男性更適合使用較軟的床墊，而女性更適合使用較硬的床墊。但是傳統(tǒng)睡眠床作為量產(chǎn)產(chǎn)品，很難在成本限制的情況下考慮個(gè)體溫度、枕高等因素，針對客戶進(jìn)行量身定制。本文設(shè)計(jì)的睡眠床配套有新型智能控制系統(tǒng)，可根據(jù)不同用戶的體質(zhì)特點(diǎn)和身體近況，通過控制睡眠溫度、床墊硬度及頭枕高度等來滿足用戶睡眠舒適性需求。

1控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)預(yù)通過調(diào)節(jié)睡眠環(huán)境溫度，使環(huán)境溫度更加適宜睡眠;通過調(diào)節(jié)床墊軟硬度，使用戶身體各部位均勻承壓;通過調(diào)節(jié)頭枕仰起高度，使頸椎始終處于低承壓狀態(tài);通過云連接設(shè)計(jì)，用戶可使用移動(dòng)電話APP調(diào)節(jié)助眠床各項(xiàng)參數(shù)，簡化用戶操作難度。最終在“用戶友好”的前提下提高用戶睡眠舒適性;同時(shí)在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對助眠床做了故障保護(hù)設(shè)計(jì)。

該控制系統(tǒng)的硬件控制電路可分為強(qiáng)電控制部分和弱電控制部分：強(qiáng)電控制主要由繼電器和繼電器驅(qū)動(dòng)器組成;弱電部分主要由基于ARM CORTEX-M0內(nèi)核的STM32微控制器作為主控制器，AIR202 GPRS通信模塊作為數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)核心，另配有A04950雙半橋驅(qū)動(dòng)器、AD623高精密儀表放大器、GSM頻段板載天線、XL1509 BUCK降壓器、RT9193-3.0 LDO降壓器等相關(guān)配件。一方面通過下位機(jī)基于C語言的STM32和基于LUA語言的AIR202通信模塊的軟件開發(fā)，通過多路執(zhí)行機(jī)構(gòu)、反饋機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對床墊溫度、硬度、頭部高度的閉環(huán)控制，精準(zhǔn)地控制用戶睡眠環(huán)境;另一方面，上位機(jī)通過安卓移動(dòng)電話APP端，采用簡單按鍵的交互式界面對助眠床下發(fā)指令，實(shí)現(xiàn)基于云連接的智能助眠床控制，減少了用戶的使用難度。

2下位機(jī)設(shè)計(jì)

2.1工作原理

下位機(jī)的主要功能是響應(yīng)云端下發(fā)的指令并實(shí)時(shí)反饋系統(tǒng)工作狀態(tài)至云端?？傮w結(jié)構(gòu)如圖1所示，由2塊10cm×10cm的獨(dú)立印制電路板組成核心控制器，其余部分為執(zhí)行器件和傳感器件。電路板1主要負(fù)責(zé)弱電控制;電路板2主要負(fù)責(zé)強(qiáng)電驅(qū)動(dòng)與高壓隔離。電路板1輸出弱電控制信號(hào)，通過電路板2驅(qū)動(dòng)氣泵、加熱器等強(qiáng)電器件。

在下位機(jī)控制系統(tǒng)中，存在3路獨(dú)立的閉環(huán)控制。（1）角度閉環(huán)控制。正常工作時(shí)角度變化范圍為0°～40°，通過改變仰角來實(shí)現(xiàn)頭枕部分高度調(diào)節(jié)。（2）床墊溫度閉環(huán)控制。正常工作時(shí)床墊溫度會(huì)在軟件PID控制的20～30℃范圍內(nèi)由用戶設(shè)定，溫度控制精度±2℃。（3）床墊氣壓閉環(huán)控制。正常工作時(shí)氣壓控制范圍在20～印kPa，具體氣壓值由用戶設(shè)定，控制精度±1 kPa，通過床墊氣壓調(diào)節(jié)，從而改變床墊硬度。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括2個(gè)部分。（1）雙路恒溫氣墊硬度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。系統(tǒng)氣體管路中設(shè)置有溫度調(diào)控設(shè)備，可調(diào)節(jié)氣路中氣體溫度，同時(shí)此氣路中配備有5個(gè)閥門、1個(gè)氣泵和1個(gè)熱交換器，分別對枕部、床身兩部分的氣墊進(jìn)行壓力調(diào)控，如圖2所示。（2）頸椎姿態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。設(shè)備中利用能無聲穩(wěn)定傳動(dòng)的電動(dòng)伸縮桿改變頭板角度，以實(shí)現(xiàn)在不影響用戶睡眠的基礎(chǔ)上高效調(diào)節(jié)頭枕高度的需求。

反饋機(jī)構(gòu)主要由氣體壓力傳感器、溫度傳感器和角度傳感器組成。其中氣體壓力傳感器，采用擴(kuò)散硅芯片實(shí)現(xiàn);溫度傳感器采用較為普通的模擬量溫度探頭，由于此類溫度探頭具有溫度一電阻值的非線性特性且個(gè)體差異也不容忽視，所以在本設(shè)計(jì)中采用數(shù)字溫度探頭DS18820對模擬量溫度計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合及標(biāo)定;角度傳感器采用MPU6050芯片，在本系統(tǒng)利用芯片內(nèi)陀螺儀和加速度計(jì)互補(bǔ)濾波進(jìn)行角度反饋，這種設(shè)計(jì)能夠提高傳感器精度。

2.2子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1多級變壓電源系統(tǒng)

多級變壓電源系統(tǒng)為系統(tǒng)內(nèi)部分器件提供穩(wěn)壓工作電源，為適應(yīng)國內(nèi)常用電壓，本設(shè)計(jì)中選擇220V市電作為助眠床控制器唯一供電源;使用筆記本電源實(shí)現(xiàn)了從220V市電到Vin的變換;從Vin到Vair的變換過程中由于輸入輸出壓差較大，并且對電流有所要求，故選擇上海芯龍的XL1509 BUCK降壓方案;Vair到Vmcu的壓差不大，并且Vmcu的負(fù)載級對電流要求不高，故使用RT9193 LDO方案實(shí)現(xiàn);Vanalog要求高輸入電壓、低電流、低紋波，故通過齊納二極管穩(wěn)壓的方式獲取Vanalog電源，電源拓?fù)淙鐖D3所示。

2.2.2主控制器程序運(yùn)行框架

本設(shè)計(jì)所使用的主控制器內(nèi)運(yùn)行了一套基于協(xié)程的任務(wù)分配框架，用以實(shí)現(xiàn)單控制器內(nèi)多任務(wù)運(yùn)行的需求，任務(wù)調(diào)度順序如圖4所示。

2.2.3 GPRS通信系統(tǒng)

下位機(jī)與云端的連接依靠GPRS通信，在本設(shè)計(jì)中依靠合宙通信提供的AIR202模塊實(shí)現(xiàn)，模塊具體電路如圖5所示。

D6是瞬態(tài)抑制二極管，用以抑制可能通過K4引入的ESD干擾，同時(shí)也避免了PCB布線時(shí)產(chǎn)生伴生自感高壓的風(fēng)險(xiǎn)。模塊提供了多路UART通信接口，通過使用UART1與STM32進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并在數(shù)據(jù)發(fā)射腳和數(shù)據(jù)接收腳分別串聯(lián)了470Ω電阻，進(jìn)一步確保通信模塊和STM32間的通信電平兼容性。

AIR202射頻頻率分為兩段，一段約900 MHz，另一段約1800 MHz。吳欣慧等對GSM雙頻微帶天線的研究進(jìn)行了板載PCB天線設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中，天線信號(hào)傳輸線采用微帶結(jié)構(gòu)，其銅皮厚度35μm，要求傳輸阻抗為50Ω，由于其對板材無特殊要求，所以選用電路設(shè)計(jì)中通用板材FR-4，板材相對空氣的介電常數(shù)約4.5。根據(jù)合宙提供的設(shè)計(jì)參考資料，最終選取設(shè)計(jì)參數(shù)為：傳輸線距離同層參考平面0.15 mm，微帶線寬度0.7mm。

2.2.4機(jī)械部件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

由于控制機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)需要不同的控制電壓、驅(qū)動(dòng)功率，主控制器無法直接驅(qū)動(dòng)這些部件，故系統(tǒng)通過使用不同驅(qū)動(dòng)方式來驅(qū)動(dòng)相應(yīng)機(jī)械部件，以實(shí)現(xiàn)各部分所需功能。通過使用4個(gè)MOS管形成的H橋驅(qū)動(dòng)電路，在滿足電動(dòng)伸縮桿驅(qū)動(dòng)功率基礎(chǔ)上，改變電流方向來實(shí)現(xiàn)“伸”和“縮”2種運(yùn)動(dòng);氣泵、加熱器等由于供電電壓高，功率大，所以使用繼電器控制;電磁閥對驅(qū)動(dòng)功率要求較低，但是屬于感性元件，同時(shí)存在多路控制的需求，故使用ULN2803達(dá)林頓陣列進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其內(nèi)含感生電流泄放回路，省去了外置泄放回路的麻煩。

2.2.5頭枕高度控制系統(tǒng)

頭枕高度是通過一個(gè)大推力的電動(dòng)伸縮桿控制用戶頭枕部仰起角度，同時(shí)使用角度傳感器進(jìn)行角度反饋。角度傳感器的主要作用是對助眠床的頭板部分進(jìn)行角度測量，與電動(dòng)伸縮桿形成閉環(huán)控制。本設(shè)計(jì)中同時(shí)采用加速度計(jì)和陀螺儀進(jìn)行角度反饋，并對角度數(shù)據(jù)進(jìn)行互補(bǔ)融合處理，最終使頭枕部分的角度數(shù)據(jù)同時(shí)擁有精度高、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。

當(dāng)電動(dòng)伸縮桿在超過限定行程時(shí)會(huì)出現(xiàn)相鄰氣墊擠壓、氣路管道斷裂、相連接機(jī)構(gòu)破壞等問題，設(shè)計(jì)中在軟件設(shè)計(jì)上對此進(jìn)行了優(yōu)化：對角度傳感器失聯(lián)等特殊情況進(jìn)行識(shí)別和處理，如根據(jù)角度傳感器和主控制器間的約定，無論角度是否發(fā)生變化，角度傳感器必須在窗口時(shí)間內(nèi)（100 ms）向主控制器發(fā)來新的角度值數(shù)據(jù)，否則視為數(shù)據(jù)接收超時(shí)，此時(shí)觸發(fā)伸縮桿保護(hù)，禁止伸縮桿繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。

2.2.6床墊硬度控制系統(tǒng)

床墊硬度的調(diào)節(jié)是通過改變床墊內(nèi)氣壓來實(shí)現(xiàn)。在整個(gè)助眠床系統(tǒng)中有2個(gè)獨(dú)立的氣墊，分別負(fù)責(zé)用戶頭枕部和肩部以下的軟硬度調(diào)節(jié)。通過大流量靜音氣泵、氣閥和氣壓傳感器實(shí)現(xiàn)氣壓反饋控制。為防止氣泵工作噪聲影響用戶睡眠，選擇工作噪聲小于40dB的海利V-30超靜音氣泵。充氣時(shí)控制系統(tǒng)會(huì)定時(shí)地切換充氣對象，以確保兩路氣墊都能有足夠且均衡的氣體壓力。氣壓傳感器采用擴(kuò)散硅傳感器，傳感器信號(hào)通路描述如圖6所示。

床墊硬度控制系統(tǒng)中包括故障檢測和故障保護(hù)。

（1）故障檢測

擴(kuò)散硅傳感器可以用一個(gè)橋臂阻值隨外部受壓變化而變化的電橋電路等效，OUT+和OUT-為電橋信號(hào)輸出，OUT+和OUT-的差值與作用在傳感器上的氣體壓力呈正比關(guān)系。由于制作工藝誤差原因，無論外界有無壓力作用在傳感器表面，電橋總是處于非平衡態(tài)，所以O(shè)UT+和OUT-總存在一定電壓差。利用這一特性，若電橋線路斷開，儀表放大器兩端輸入電平相等，根據(jù)差分放大器特性，會(huì)輸出一個(gè)極其接近0V的單端信號(hào)，可以通過這一特征判定傳感器斷開。同理，在擴(kuò)散硅出現(xiàn)過壓等意外情況下電橋出現(xiàn)任意電阻短路，在放大器兩端會(huì)出現(xiàn)一個(gè)超額電壓差，此時(shí)放大器會(huì)輸出一個(gè)接近滿量程的單端信號(hào)，通過這一特征亦可判斷傳感器故障。

（2）故障保護(hù)

為防止氣墊氣壓過高，可通過氣路系統(tǒng)中自身配置的安全閥進(jìn)行溢流保護(hù)，同時(shí)也會(huì)觸發(fā)控制繼電器斷開來鎖定氣泵，實(shí)現(xiàn)對氣路的雙重保護(hù)。

2.2.7床墊溫度控制系統(tǒng)

床墊的溫度控制是通過改變床墊內(nèi)氣囊循環(huán)氣體溫度來實(shí)現(xiàn)的。加熱器由高安全系數(shù)的陶瓷發(fā)熱芯（PTC）和鋁制熱交換器組成，發(fā)熱芯通過熱交換器間接地給循環(huán)氣體加熱，其中熱交換器含有一個(gè)氣體入口和一個(gè)氣體出口。因?yàn)閿?shù)字溫度計(jì)具有精度高、一致性好的特點(diǎn)，模擬溫度計(jì)具有價(jià)格低廉的特點(diǎn)，所以為了兼顧兩種溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，本控制系統(tǒng)同時(shí)支持?jǐn)?shù)字溫度計(jì)和模擬溫度計(jì)，并且使用數(shù)字溫度計(jì)標(biāo)定模擬溫度計(jì)。在產(chǎn)品組裝時(shí)將數(shù)字溫度計(jì)和模擬溫度計(jì)置于同一溫度環(huán)境下，然后在一定范圍內(nèi)緩慢改變環(huán)境溫度，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)地完成這一標(biāo)定過程。標(biāo)定邏輯如圖7所示。

在軟件控制失效時(shí)，熱交換器最高溫度會(huì)由于PTC發(fā)熱器的自限溫特性被限制在約150℃，熱交換器人口與出口接口處使用耐高溫200℃的硅膠管，此時(shí)機(jī)械結(jié)構(gòu)不會(huì)因?yàn)闊崾Э囟鴵p壞。

2.2.8科學(xué)助眠模式控制系統(tǒng)

劉海琴等調(diào)查顯示，打鼾會(huì)降低睡眠質(zhì)量，故在設(shè)計(jì)睡眠床時(shí)可以通過檢測鼾聲的方法獲得用戶當(dāng)前睡眠質(zhì)量狀況。在啟動(dòng)科學(xué)助眠模式后，通過不斷調(diào)節(jié)床墊軟硬度、溫度和頭枕高度，讓用戶處于最佳睡眠狀態(tài)?？刂浦姓{(diào)整頻次F取決于3個(gè)互相獨(dú)立的參數(shù)，分別為床墊硬度等級X、溫度等級X和頭部仰角等級墨，三者關(guān)系為F=X·X·X墨，在對睡眠時(shí)參數(shù)的不斷反饋和改進(jìn)下，助眠床控制系統(tǒng)會(huì)逐漸迭代出用戶的最佳睡眠參數(shù)。自動(dòng)調(diào)整邏輯如圖8所示。

3上位機(jī)設(shè)計(jì)

3.1工作原理

上位機(jī)的主要功能是給云端發(fā)出用戶指令并接受云端轉(zhuǎn)發(fā)的下位機(jī)實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。上位機(jī)APP的開發(fā)基于非原生SDK包，開發(fā)平臺(tái)為阿里云提供的IOT studio。助眠床批量生產(chǎn)時(shí)，每個(gè)用戶都可以注冊一個(gè)獨(dú)立的賬號(hào)，每個(gè)賬號(hào)下可以管理多個(gè)助眠床。上位機(jī)運(yùn)行時(shí)呈現(xiàn)用戶登錄界面，用戶登陸后，可通過界面修改助眠床的頭枕高度、床墊硬度和溫度的期望值。其中移動(dòng)電話APP到阿里云服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸是通過HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，阿里云服務(wù)器到助眠床控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸是通過MQTT協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)傳輸邏輯如圖9所示。

3.2 APP界面

APP登錄界面采用安卓原生界面，有賬號(hào)密碼輸入框以及“登錄”、“忘記密碼”、“免費(fèi)注冊”等多個(gè)選項(xiàng)，如圖10（a）所示。

用戶成功登入后，自動(dòng)進(jìn)入“首頁”，在“首頁”中可以對多個(gè)助眠床實(shí)體進(jìn)行分別控制，目前僅使用1個(gè)助眠床設(shè)備進(jìn)行測試，如圖10（b）所示。

用戶進(jìn)入助眠床配置界面后，可以看到頁面主體分為3個(gè)部分，從上至下分別是頭枕高度、氣墊硬度和氣墊溫度?？赏ㄟ^頁面文字提示獲取助眠床運(yùn)行狀態(tài)，也可通過文字下方配置按鈕進(jìn)行狀態(tài)設(shè)定，如頭部高度實(shí)現(xiàn)了8～12cm的階段調(diào)節(jié);床墊硬度實(shí)現(xiàn)了20～60kPa的階段調(diào)節(jié);床墊溫度實(shí)現(xiàn)了20～30℃的步進(jìn)調(diào)節(jié)，其步進(jìn)溫度為1℃。上述調(diào)節(jié)量范圍都覆蓋了人體睡眠環(huán)境的舒適區(qū)間，能滿足用戶對睡眠舒適性的要求?？茖W(xué)助眠模式的開啟和關(guān)閉由頁面最下方按鈕決定。開啟科學(xué)助眠模式后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)本文2.2.8節(jié)所描述的自動(dòng)適應(yīng)算法給出推薦床墊溫度、硬度和頭枕高度，配置界面如圖10（c）所示。圖中，右下角的小爬蟲標(biāo)志是DEBUG按鈕，可以通過點(diǎn)擊此按鈕進(jìn)入開發(fā)者模式，用以在程序出現(xiàn)問題時(shí)對程序運(yùn)行日志進(jìn)行分析，如圖10（d）所示，日志界面下方有多個(gè)常用的輔助功能，如刷新、復(fù)制、保存。

4系統(tǒng)測試與分析

系統(tǒng)設(shè)計(jì)完畢后，為了確保系統(tǒng)各部分功能正常運(yùn)行，對系統(tǒng)進(jìn)行測試。首先接通系統(tǒng)電源，連接ST-Link調(diào)試器，插入角度傳感器、氣壓傳感器、數(shù)字溫度計(jì)和模擬量溫度計(jì)，對傳感器數(shù)值進(jìn)行測試。以垂直于地面為Z軸建立三維坐標(biāo)系，以X、Y、Z3個(gè)互相垂直的方向?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)軸，分別在3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器，可以在串口打印界面看到相應(yīng)數(shù)值發(fā)生變化，此處僅打印X和Y軸角度數(shù)據(jù)為例，如圖11（a）所示;手動(dòng)在氣壓傳感器的金屬膜片上施加壓力，可以在調(diào)試界面看到壓力值隨著施壓力度不同而變化，如圖11（b）所示;將數(shù)字溫度計(jì)和模擬量溫度計(jì)放在同一杯約90℃的水中，隨著自然冷卻，可以通過串口打印界面打印出模擬溫度計(jì)到真實(shí)溫度值的映射數(shù)據(jù)，如圖11（c）所示。去除數(shù)字溫度計(jì)后重啟控制系統(tǒng)，可以看到在僅有模擬溫度計(jì)的情況下，調(diào)試界面得到正確的環(huán)境溫度值，如圖11（b）所示。

助眠床控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)如圖12所示。系統(tǒng)上電后AIR202通信模塊進(jìn)入開機(jī)啟動(dòng)階段，待其成功附著GPRS網(wǎng)絡(luò)后，在移動(dòng)電話APP可以看到下位機(jī)的最新狀態(tài)值。通過移動(dòng)電話APP界面的控制按鈕，可使下位機(jī)在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)頭部高度、氣墊硬度以及溫度。

5結(jié)束語

針對傳統(tǒng)氣墊床在控制靈活性、安全性等方面的缺失，本文提出了一種基于云連接技術(shù)的助眠床自動(dòng)控制系統(tǒng)，方便用戶調(diào)整床體參數(shù)，能針對用戶個(gè)體需求給出最適睡眠環(huán)境。

在人們?nèi)找孀非缶滤叩谋尘跋拢叽材苡行У靥岣哂脩羲呤孢m性。助眠床的突出優(yōu)勢除了能在家居環(huán)境使用外，也可用于醫(yī)療領(lǐng)域，替代傳統(tǒng)醫(yī)用氣墊床。通過繼續(xù)挖掘本控制器的智能化優(yōu)勢，可使用動(dòng)態(tài)氣墊硬度控制，進(jìn)一步緩解患者長期臥床所導(dǎo)致的褥瘡問題。同時(shí)后期將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行產(chǎn)品改進(jìn)：（1）使用RT-Thread操作系統(tǒng)對主控制器進(jìn)行代碼重構(gòu)，以增強(qiáng)程序可移植性和實(shí)時(shí)性;（2）運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)呼嚕聲識(shí)別和分析，從而進(jìn)一步增加控制器判斷人體睡眠狀態(tài)及質(zhì)量的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性，以便更好地對硬件參數(shù)進(jìn)行控制;（3）增加柔性睡姿傳感器，實(shí)現(xiàn)不同睡姿下自動(dòng)調(diào)節(jié)頭枕硬度，進(jìn)一步減少睡眠時(shí)頸椎壓力。