一种多功能音乐手环技术领域
本发明属于智能检测与保健服务技术领域，特别涉及一种多功能音乐手环。
背景技术
随着现代社会的发展，人们的学习和工作的生活压力不断加大，很多人长期处于
亚健康状态，睡眠障碍也逐渐变得严重，睡眠得不到保障就会影响工作效率，现有的提高睡
眠质量的装置和方法可协助用户平稳进入睡眠状态，但是需要检查脑电波等多种生理参
数，电路结构复杂，使用很不方便，且采集脑电波使用的电极会干扰睡眠者休息，另外，已有
的催眠产品不仅结构复杂，而且功能单一，适用人群并不广泛。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多功能音乐手环，可
以提高睡眠质量，有助于缓解压力，能够屏蔽嘈杂环境中的噪声，该装置操作简单，方便携
带，具有广泛适用性，另外，该装置可以自动检测用户是否佩戴好手环，当检测到用户没有
佩戴好手环时，系统自动关闭，从而节约电能，增加续航时间。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种多功能音乐手环，包括手环本体和与手环本体通过蓝牙通信的蓝牙耳机，所
述手环本体上设置有：
脉搏传感器，采集佩戴者心率数据；
加速度传感器及陀螺仪，采集佩戴者肢体活动数据，判断其活动状态；
噪声检测传感器，采集佩戴者周围环境噪声数据；
嵌入式微控制器，包括存储模块、处理模块、音乐播放模块和通信模块，所述存储
模块，存储有多种类型音乐，所述处理模块，接收传感器的采集数据，并根据数据所处范围，
调用音乐播放模块相应类型的音乐，所述通信模块，将所播放音乐通过蓝牙方式发送至蓝
牙耳机。
所述音乐类型包括降压型和催眠型，所述处理模块包含三种模式，分别为降压模
式、睡眠模式、屏蔽噪声模式，其中，降压模式下，仅接收脉搏传感器的采集数据并进行判
断；睡眠模式下，仅接收加速度传感器及陀螺仪的采集数据并进行判断；屏蔽噪声模式下，
仅接收噪声检测传感器的采集数据并进行判断。
所述降压模式下，当采集的佩戴者心率数据大于某设定阈值，或者波动幅度大于
某设定值，则调用降压型音乐进行播放；所述睡眠模式下，当采集的佩戴者肢体活动数据频
率小于某设定阈值，则判断其进入睡眠状态，当未进入睡眠状态时，调用催眠型音乐进行播
放，当进入睡眠状态一定时间后，停止音乐播放；所述屏蔽噪声模式下，当采集的佩戴者周
围环境噪声数据大于某设定阈值，则主控单元通过算法将传入的噪声信号进行反转产生负
噪音频谱，再结合储存单元中已经录制好的环境噪音，形成白噪声，实现迅速、精准的噪声
衰减。
所述降压模式下，设定阈值范围，采集数据超出最大值，或波动幅度大于最大值，
则调用降压型音乐进行播放，小于最小值，或波动幅度小于最小值，则停止播放，在阈值范
围内，随采集数据的减小，控制播放音乐的音量逐步减小；所述睡眠模式下，设定阈值范围，
采集数据小于最大值，大于最小值，则判断为浅睡眠状态，小于最小值，判断为深睡眠状态，
在浅睡眠状态下，随着采集数据的减小，控制播放音乐的音量逐步减小。
本发明还包括：
人体检测传感器，用于检测佩戴者是否正确佩戴。人体感应传感器的原理：当贴近
人体皮肤时，通过生物电传感技术检测到电信号，传感器信号输出脚输出高电平。与现有技
术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明通过检测人体的活动频繁程度检测用户是否睡着，过程简单，结果准确，
在不同的状态播放不同的音乐，及时调整音量大小，具有更好的效果。
2)本发明采用多种传感器，集催眠、降压及屏蔽噪声三种功能一体，用户可以根据
需要自行选择不同的模式，适用人群广泛。
3)本发明装置简单易操作，方便携带，不影响用户的正常活动及睡眠。
4)本发明可以在检测到用户没有佩戴好手环时，自动关闭装置，从而节约电能，增
长续航时间。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的主程序流程图。
图3为本发明的催眠程序流程图。
图4为本发明的降压程序流程图。
图5为本发明的屏蔽噪声程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，一种多功能音乐手环，包括智能手环和蓝牙耳机，其特征在于，智能手
环包含有嵌入式微控制器、脉搏传感器、加速度传感器及陀螺仪、人体检测传感器、噪声检
测传感器、音乐播放模块和通信模块；智能手环中嵌入式微控制器作为主控单元，与其它各
传感器相连，脉搏传感器检测用户的心率，加速度传感器及陀螺仪检测用户活动情况，人体
检测传感器检测用户是否佩戴，噪声检测传感器检测外界环境的噪声的频谱及功率；蓝牙
耳机与嵌入式主控单元相连，播放和停止音乐及调整乐曲和音量。
如图2所示，用户佩戴好手环后，进行模式选择，根据实际需要设置工作模式为催
眠、降压或屏蔽噪声，系统将根据用户的选择执行相应子程序，最后回到待机状态，如果用
户将手环取下，系统将自动关闭装置。
如图3所示，当用户选择催眠模式时，系统通过加速度及陀螺仪传感器检测用户活
动频繁程度，当其活动频繁程度较大且动作幅度较大时，播放催眠曲及心理暗示，当其活动
减弱，适当调整音量大小，直至用户进入睡眠状态时停止音乐。
如图4所示，当用户选择降压模式时，系统通过脉搏传感器检测用户的心率情况，
当其心率过快或波动较大时，播放能够放松心情的舒缓轻音乐，直到其心率稳定时，减小音
量，停止播放音乐。
如图5所示，当用户选择屏蔽噪声模式时，系统通过噪声检测传感器检测外界环境
中噪声的频谱及功率后，主控单元通过算法将传入的噪声信号进行反转产生负噪音频谱，
再结合储存单元中已经录制好的环境噪音，形成白噪声，实现迅速、精准的噪声衰减。
本发明中：使用者根据需要选择相应的模式，音乐播放模块将不同的音乐存储在
不同的存储单元中，并将音量分为5个等级，播放音乐时主控通过地址指令和音量指令，控
制音乐播放器播放相应存储单元中的音乐，并选择匹配的音量。
在选择睡眠模式后，嵌入式主控单元通过IIC总线采集加速度陀螺仪传感器模块
的加速度、角度变化，并与程序中设定的范围比对，得到使用者的翻身等活动情况的幅度及
频繁程度，从而判断使用者的睡眠状况，据此发出相应的地址指令和音量指令，控制音乐播
放模块播放所选地址对应的存储单元中的音乐，并选择匹配的音量，最后通过蓝牙耳机进
行音乐播放。
在选择降压模式后，嵌入式主控单元通过脉搏传感器以中断的方式采集脉冲信
号，再通过滤波算法进行修补校正，从而得到使用者的心率，嵌入式主控单元将使用者的心
率和程序中设定的范围进行比对来判断其快慢，再结合使用者的心率的变化趋势，选择相
应的地址指令和音量指令，控制音乐播放模块播放所选地址对应的存储单元中的音乐，并
选择匹配的音量，最后通过蓝牙耳机进行音乐播放。
在选择屏蔽噪声模式后，嵌入式主控单元通过噪声检测传感器(MIC)检测外界环
境中的噪音频谱，主控单元通过算法将传入的噪声信号进行反转产生负噪音频谱，再结合
储存单元中已经录制好的环境噪音，形成白噪声，最后通过蓝牙耳机进行音乐播放，从而实
现迅速精准的噪声衰减。