CN109982610A - 包括温度调节表面的制品、热电控制单元和调节制品表面温度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于对表面进行温度调节的系统、方法和制品。制品由具有多个开口的第一层和具有相应多个开口的第二层形成。至少一个内部腔室被限定在第一层的内表面和第二层的内表面之间，该至少一个内部腔室被构造和配置为保持流体不泄漏。至少一个柔性流体供应管线将流体输送到至少一个内部腔室。至少一个柔性流体返回管线从至少一个内部腔室移除流体。可操作地选择性地冷却或加热流体的至少一个控制单元附接到至少一个柔性流体供应管线和至少一个柔性流体返回管线。

Description

包括温度调节表面的制品、热电控制单元和调节制品表面温 度的方法

相关申请的交叉引用

本申请涉及以下美国专利和专利申请，并要求其优先权:2017年9月15日提交的申请号为15/705,829的美国申请，该申请是2015年9月15日提交的申请号为14/777,050的美国申请的部分延续，该美国申请是2014年3月17日提交的申请号为PCT/US2014/030202的国际申请的国家阶段，该申请要求2013年3月15日提交的申请号为61/800,768的美国临时申请的权益。申请号为15/705,829的美国申请还要求2016年9月22日提交的申请号为62/398,257的美国临时专利申请的权益。以上申请中的每个申请通过引用以其全部并入本文中。

发明背景

1.发明领域

本发明普遍地以及大体上涉及一种包括温度调节表面的制品、热电控制单元、以及用于调节制品表面温度的方法。

2.现有技术描述

提供温度调节表面大体上是现有技术中的公知。期望例如当睡觉时，控制床或支撑人的其他家具的温度。这种控制在治疗更年期症状或低体温症或体温过高的状况上具有治疗价值，尤其是当这些状况在长时间段出现时。对于患有循环系统疾病、睡眠障碍和其他疾病的人来说，也可以看到治疗价值，这些疾病可以通过增加睡眠期间的舒适感被改善。即使在冷却或加热表面(例如床垫)的治疗价值之外，这种控制也是期望的，只是为了匹配健康人的个人舒适偏好，促进更高质量的睡眠，或者当更一般的控制(例如睡眠空间的制热或空气调节)不可用时、或者当对一般控制的调整会导致他人不适或者从能耗的角度来看效率低下时，提供局部控制。

已知的各种温度控制方法包括诸如电热毯或加热垫之类的经典系统，以及涉及加热或冷却的流体通过床垫循环的最新的发展，例如引导空气通过气垫的腔室，或者引导空气或流体通过嵌入床垫或床垫褥(mattress pad)内的管线。这些系统中较先进的系统，利用热源或散热器(即冷却源)将流体储存器加热或冷却到选定的目标温度，并泵送加热后的或冷却的流体通过可用的管道，依靠热交换原理来控制表面温度。

现有技术专利文件包括以下:

发明人Jepson于1954年4月23日提交并于1956年8月3日发布的用于热毯的第2,753,435号的美国专利针对一种其中包括传热装置的毯，由此可以以期望的方式控制毯的温度。

发明人Wibell于1977年1月17日提交并于1979年1月2日发布的用于加热和冷却毯的第4,132,262号的美国专利针对一种冷却和加热的毯，该冷却和加热的毯包括具有加热装置的毯外壳，该加热装置包括位于外壳内的多个柔性元件，用于被通电以向外壳提供热量，使得外壳可以保持在室温以上，以及冷却装置包括位于外壳内的多个柔性流体输送管道，传热流体可以流过多个柔性流体输送管道，使得外壳可以保持在室温以下。控制装置包括电动机和泵，其由此相对于外壳被远程驱动，该控制装置设有连接外壳和冷却装置的柔性管道装置，并且调节装置可操作地与加热装置和冷却装置相关联。该调节装置响应于与外壳相关联的温度的升高和降低适于激励控制装置或加热装置，使得该毯的温度可以保持在该毯所处的室温之上或之下。

发明人Bailey于1982年4月14日提交并于1984年8月10日发布的用于温度控制流体循环系统的第4,459,468号的美国专利针对一种流体循环系统，该系统主要设计用于热毯或垫，并被温度控制，使得加热和冷却效果都可以通过储罐或类似容器中的流体的预热或预冷来产生，其中流体又被迫通过热毯以提供所需的适当的加热或冷却。包括备用切换模式，以防止流体由泵结构循环通过热毯，直到流体达到预选的温度。加热和冷却传递元件被布置在储罐内的流体上，从而消除了对冷凝器结构及类似物的需要，并允许紧凑的整体单元提供在整个热毯中循环的所需流体。

发明人Feher于1987年4月23日提交并于1988年10月18日发布的用于毯子组件和用于向其提供加热或冷却的空气的选择性可调节装置的第4,777,802号的美国专利针对一种毯子组件，该毯子组件具有由相对紧密的防止气流通过的织物构成的外层。顶层下面是连接到顶层的第二层材料边缘，其由可透过空气的材料构成，例如相对薄的塔夫绸。两层之间存在空腔，该空腔接收加压的冷却或加热后的空气，该加压的冷却或加热后的空气通过透气层，利用毯子组件冷却或加热个人。一种改进的毯子组件结构包括刚性边缘壁构件，该刚性边缘壁构件以在预定的间隔保持外层和内层分离，从而减少了限制部分空腔或腔室内的空气流动的层之间的“夹断”。珀尔帖效应元件可选择性地被激励以加热或冷却提供给毯组件空腔的空气。

发明人Elkins于1989年11月6日提交并于1991年8月23日发布的用于具有选择性加热和冷却的床上用品系统的第5,033,136号的美国专利针对一种床上用品系统，该床上用品系统提供对人的加热或冷却，并且仅在人所在的床区域中应用加热或冷却。密封的三层传热和隔热装置在与人体接触的套式床单或其他覆盖物下方覆盖床垫。可任选地使用芯吸套式床单或其它覆盖物，其能够吸收三层装置表面上的任何冷凝。在三层材料的下两层之间是接近人体皮肤温度的调节温度的冷却液的通道流。在这两层之上，即在中间层和上层之间，是一个包含轻微加压的空气的密封封套。还推荐使用一种重量轻、隔热良好的被子，将睡眠者与热周围环境隔离开。

发明人Suematsu于1993年9月27日提交并于1994年7月12日发布的用于蓄热垫的第5,329,096号的美国专利针对一种用于床的蓄热垫，该蓄热垫被构造为提供加热强度、隔热和缓冲效果，其被调节以满足驾驶员身体各部分所需的各种条件，以确保舒适的睡眠。蓄热垫包括沿垫的纵向排列成一排的多个加热元件。每个加热元件由填充有潜热储存剂的扁平袋和设置在扁平袋下侧的电加热器单元组成。与各个加热元件相关联的潜热储存剂的量在从垫子的头侧朝向腿侧的方向上连续增加。多个绝热垫设置在相应袋子的上表面上。隔热垫的厚度与各个袋子的潜热储存剂的量成反比。加热元件和绝热垫被封闭在袋状盖中。

发明人Wu于1994年3月8日提交并于1995年9月12日发布的用于热电式制冷-加热床垫的第5,448,788号的美国专利针对一种恒温控制的床垫，包括具有衬底、表面覆盖物和弯曲电路的床垫单元。水回路管线连接到弯曲回路上，从而允许水借助泵被引入床垫单元。水通过水回路管线在床垫单元和储水盒之间循环。传感器相对于储水盒可操作地布置，以感测储水盒中包含的水的温度和水量，并向恒温电路发送信号。用于水的铝储存器连接到床垫单元的弯曲回路和水回路管线。热电元件连接到储存器和电源以加热或冷却水。水在床垫单元的弯曲回路和储水盒之间的水回路管线中通过储存器循环。基于恒温电路产生的信号来控制水温，恒温电路激活可操作地连接到热电元件的电源。散热器和风扇可以布置在热电元件附近，使得风扇将气流吹到散热器上。

发明人Alexander于1997年4月30日提交并于1999年4月20日发布的用于温度选择性可控的身体支撑垫的第5,894,615号的美国专利针对一种床垫，该床垫中嵌入有连续管线。便携式加热和制冷装置通过快速断开联接器可操作地连接到第二管线回路。电气控制装置被选择性地操作以加热或冷却所述第二管线回路中的液体。恒温控制可以可选地应用于加热和制冷装置两者。这在外科手术室中特别适用于升高和降低病人的温度。它在康复室、医院和/或疗养院也是有用的。

发明人Larson于1998年5月4日提交并于1999年9月7日发布的用于床的温度控制的第5,948,303号的美国专利针对一种用于床的温度控制装置，该装置包括至少一个加热元件，其安装在床的床垫上的休息表面中，用于使休息区域的至少第一区域温暖。温度传感器被定位成检测休息区域的第一区域的温度，并将信息发送到中央控制单元。中央控制单元包括中央处理单元，该中央处理单元与加热元件和温度传感器两者互连，以根据需要调节休息区域的第一区域中的温度。中央控制单元还连接到定时器，以允许根据需要对温度变化进行编程。床垫休息表面中的占用者传感器将检测占用者的存在和不存在，并将该信息发送到中央控制单元进行处理。

发明人Larson于1998年4月3日提交并于2000年12月26日发布的用于可拆卸床垫顶部组件的第6,163,907号的美国专利针对一种用于床垫的床垫顶部组件，该床垫包括填充有缓冲材料的垫和多个连接带，该连接带沿着垫的头部、脚部和侧边缘附接，并可拆卸地连接到床垫的侧壁。床垫包括通常位于床垫侧壁上顶面和底面中间的可配合紧固件的一部分，用于将每条带子可拆卸地连接到其上。

发明人Guttman等人于2000年12月14日提交并于2002年9月12日公开的用于热电空调装置的第2002/0124574号的美国公开针对一种热电空调装置，其包括具有多个空气入口和多个空气出口的壳体；多个热电元件；两个热交换器；具有第一和第二空气入口、主空气出口和至少一个排气出口的温度调节器；两个空气循环单元和控制单元。热电元件被通电，并导致一侧温度降低，另一侧温度升高。迫使一股气流流过一个壳体空气入口，经过热交换器，到达温度调节器的第一空气出口。迫使另一气流流过一个壳体入口，流过另一个热交换器，到达温度调节器的第二空气出口。离开温度调节器的主出口的空气的温度通过使来自温度调节器的第一空气入口的空气流和来自温度调节器的第二空气入口的空气流成比例地进入并通过温度调节器的主出口来确定。

发明人Yoon于2001年3月6日提交并于2003年6月24日发布的关于床加热系统的第6,581,224号的美国专利针对一种加热系统，例如用于床垫或地板睡觉区域的加热系统，该加热系统具有从进水口部分通过弯曲的中间部分以阵列形式延伸到出水口部分的管线。加热系统具有沿阵列中心地延伸的纵向内部区域和沿阵列在内部区域的相对侧延伸的一对纵向外部区域。中间部分具有最内侧通道和最外侧通道，其中最内侧通道分布在睡眠者最有可能躺在其上的中心区域上，并直接连接到入口部分以及彼此，最外侧通道分布在外部区域上并直接连接到出水口部分以及彼此。泵具有通过热水器连接到进水口部分的出口和连接到储水器的入口；水温和流量控制设备连接到泵和热水器。

发明人Lin于2003年3月29日提交并于2004年12月7日发布的用于具有温度调节器的气垫的第6,826,792号的美国专利针对一种气垫设备，该气垫设备包括气垫构件和通过软管耦接到气垫构件的温度调节器，以通过软管将调节后的空气供应到气垫构件中。温度调节器包括设置在壳体中的盒体、设置在盒体中以与流入盒体的空气进行热交换的热交换构件。散热设备设置在壳体中，热交换器包括设置在散热设备和盒体之间的两个导体，以在散热设备和盒体之间传递热量。

发明人Kang等人于2006年12月27日提交并于2009年11月26日公开的用于使用热电元件的车辆后座的冷却和加热柜设备的第2009/0288800号的美国公开，针对一种使用热电模块的车辆的后座侧的冷却和加热柜设备，其安装在车辆后座之间，具有冷却和加热功能，并且还具有扶手功能，而与作为冷却和加热装置的启动无关，并且通过空调系统控制器的控制来启动排气扇，从而实现冷却和加热柜的空气清新功能以及冷却或加热模式功能。

发明人Bykalski等人于2011年7月14日提交并于2012年6月5日公布的用于床的环境调节顶层构件的第8,191,187号的美国专利针对一种与床组件一起使用的调节垫，该调节垫包括包含多个开口的上层、基本上不透流体的下层、由上层和下层限定的至少一个内部腔室、以及位于内部腔室中的隔离材料。在一个实施例中，隔离材料被配置为保持内部腔室的形状，并帮助流体在内部腔室的一部分内通过。调节垫附加地包括与内部腔室流体连通的入口、包括流体传送设备的至少一个流体模块、以及将至少一个流体模块的出口放置在与入口流体连通的管道。在一些布置中，流体模块选择性地通过管道和入口将流体输送到内部腔室。在一个实施例中，通过入口进入腔室的流体通常在沿着上层通过多个开口排出之前由隔离材料分布在腔室内。调节垫可被构造成可释放地固定到床组件的顶部。

发明人Frias于2010年5月23日提交并于2013年4月16日发布的用于可充气温度控制系统的第8,418,285号的美国专利针对一种可充气设备，该可充气设备在充气时具有形成在可充气设备内部的非加压的管道和通道，其中，当管道和通道的内部暴露于允许流体以比可充气设备的充气压力低得多的压力水平流过管道和通道的大气压力时，可充气设备的充气压力得以保持，多个非加压的通道和加压的支撑柱可以位于实质上靠近待加热或冷却物体接触的可充气设备的表面之处。

发明人Sims等人于2010年10月27日提交并于2013年1月24日公开的用于个人温度控制系统的第2013/0019611的美国公开针对一种个人温度控制系统，其包括具有通过其来循环传热流体的柔性管线的制品、以及附着到柔性管线远端的制品联接器。制品联接器可释放地耦接到热交换器，该热交换器具有热电冷却/加热单元(该热电冷却/加热单元具有一个或更多个TEC板、铝散热器、风扇和与TEC板电连通的控制器)、适于可释放地连接到制品联接器的热交换器联接器、流体连接热电冷却/加热单元和热交换器联接器的出口管线、流体连接热电冷却/加热单元和热交换器联接器的返回管线、与出口管线和返回管线流体连通的流体储存器(流体储存器形成TEC板的壳体)、与出口管线和返回管线中的至少一个流体连通的泵、以及与控制器和泵电连通的电源。

发明概述

本发明涉及包括温度调节表面的制品、热电控制单元、以及用于调节制品表面温度的方法。

在一个实施例中，本发明提供了一种用于调节表面温度的制品，包括具有多个开口的第一层，其中第一层具有外表面和内表面；具有相应的多个开口的第二层，其中第二层具有外表面和内表面，并且其中第二层沿着制品的周界和多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到第一层；限定在第一层的内表面和第二层的内表面之间的至少一个内部腔室；用于将流体输送到至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；用于从至少一个内部腔室移除流体的至少一个柔性流体返回管线；以及附接到至少一个柔性流体供应管线和至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热流体；其中至少一个内部腔室被构造和配置为保持所述流体不泄漏，并且其中第一层的内表面和第二层的内表面由至少一层防水材料构成。

在另一个实施例中，本发明提供了一种睡眠系统，包括至少一个远程设备和用于调节表面温度的制品。其中该制品还包括具有多个开口的第一层，其中第一层具有外表面和内表面；具有相应的多个开口的第二层，其中第二层具有外表面和内表面，并且其中第二层沿着制品的周界和多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到第一层；限定在在第一层的内表面和第二层的内表面之间的至少一个内部腔室；用于将流体输送到至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；用于从至少一个内部腔室移除流体的至少一个柔性流体返回管线；以及附接到至少一个柔性流体供应管线和至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热流体，以及其中至少一个控制单元具有至少一个天线和至少一个处理器；其中至少一个远程设备和至少一个控制单元具有实时或接近实时的双向通信，其中至少一个内部腔室被构造和配置为保持流体不泄漏，并且其中第一层的内表面和第二层的内表面由至少一层防水材料构成。

在又一实施例中，本发明提供了一种睡眠系统，包括至少一个身体传感器、至少一个远程设备、至少一个远程服务器以及用于调节表面温度的制品，其中该制品还包括具有多个开口的第一层，其中第一层具有外表面和内表面；具有相应的多个开口的第二层，其中该第二层具有外表面和内表面，并且其中第二层沿着制品的周界和多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到第一层；限定在第一层的内表面和第二层的内表面之间的至少一个内部腔室；用于将流体输送到至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；用于从至少一个内部腔室移除流体的至少一个柔性流体返回管线；以及附接到至少一个柔性流体供应管线和至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热所述流体，以及其中至少一个控制单元具有至少一个天线和至少一个处理器；其中至少一个身体传感器和至少一个远程设备具有实时或接近实时的双向通信，其中至少一个远程服务器和至少一个远程设备具有实时或接近实时的双向通信，其中至少一个远程设备和至少一个控制单元具有实时或接近实时的双向通信，其中至少一个远程服务器可操作地基于来自至少一个身体传感器的数据来确定针对制品的优化参数，其中至少一个远程服务器可操作地将针对制品的优化参数发送到至少一个远程设备，其中至少一个远程设备可操作地将针对制品的优化参数发送到至少一个控制单元，其中至少一个内部腔室被构造和构造为保持流体不泄漏，以及其中第一层的内表面和第二层的内表面包括至少一层防水材料。

当结合附图考虑时，在阅读了下面对优选实施例的描述之后，本发明的这些和其他方面对于本领域技术人员将变得明显，因为附图支持所要求保护的发明。

附图说明

图1是根据本发明一个示例性实施例的温度调节床垫褥的环境透视图，该床垫褥具有连接到相应热电控制单元的两个表面温度区。

图2是展现了柔性流体供应管线和柔性流体返回管线的快速连接/断开的示例性控制单元的透视图。

图3是示出了与床垫褥流体连接的示例性控制单元的各种内部组件的侧面示意图。

图4是示例性控制单元的俯视示意图。

图5示出了结构化水和非结构化水之间的差异。

图6A示出了具有三个独立温度区的床垫褥的一个实施例。

图6B示出了用于两个用户的具有三个独立的温度区的双人床垫褥的一个实施例。

图6C示出了具有连接到至少一个远程设备的三个独立的温度区的床垫褥的一个实施例。

图7A示出了具有两层防水材料的床垫褥的横截面。

图7B示出了具有两层防水材料和两层第二材料的床垫褥的横截面。

图7C示出了具有两层防水材料和一隔离层的床垫褥的横截面。

图7D示出了具有两层防水材料、两层第二材料和一隔离层的床垫褥的横截面。

图8是根据一个实施例的床垫褥软管弯头的视图。

图9是图8的床垫褥软管弯头的另一个视图。

图10为单个床垫褥的分解图。

图11为单个床垫褥的顶部透视图。

图12为单个床垫褥的端部的顶部透视图。

图13为单个床垫褥的端部的侧面透视图。

图14为双人床垫褥的顶部透视图。

图15为双人床垫褥的分解图。

图16为双人床垫褥的另一顶部透视图。

图17为双人床垫褥的拐角的视图。

图18为双人床垫褥的拐角的另一视图。

图19是床垫褥的另一个实施例的示意图。

图20A示出了正常睡眠者的睡眠周期图。

图20B示出了睡眠不安者的睡眠周期图。

图20C示出了受温度影响的睡眠者的睡眠周期图。

图21是睡眠系统的一个实施例的框图。

图22是系统架构的一个实施例的框图。

图23是睡眠系统的网络的图示。

图24是示出了用于监测睡眠系统并基于监测的数据更新虚拟模型的示例过程的示意图。

图25示出了用于移动应用的图形用户界面(GUI)的一个实施例的主屏幕。

图26示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的时间表屏幕。

图27示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的另一时间表屏幕。

图28示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的睡眠屏幕。

图29示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的目标设置屏幕。

图30示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的进度屏幕。

图31示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的配置文件屏幕。

图32示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的另一个配置文件屏幕。

图33示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的又一配置文件屏幕。

图34示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的添加睡眠配置文件屏幕。

图35示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的仪表板屏幕。

图36示出了用于允许分段睡眠的移动应用的GUI的一个实施例的配置文件屏幕。

图37示出了基于云的计算机系统的一般组件的示意图。

详细描述

本发明大体上涉及一种包括温度调节表面的制品、热电控制单元和用于调节制品表面温度的方法。

在一个实施例中，本发明提供了一种用于调节表面温度的制品，包括具有多个开口的第一层，其中第一层具有外表面和内表面；具有相应的多个开口的第二层，其中第二层具有外表面和内表面，并且其中第二层沿着制品的周界和多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到第一层；限定在第一层的内表面和第二层的内表面之间的至少一个内部腔室；用于将流体输送到至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；用于从至少一个内部腔室移除流体的至少一个柔性流体返回管线；以及附接到至少一个柔性流体供应管线和至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热流体；其中至少一个内部腔室被构造和配置为保持所述流体不泄漏，并且其中第一层的内表面和第二层的内表面由至少一层防水材料构成。

在另一个实施例中，本发明提供了一种睡眠系统，包括至少一个远程设备和用于调节表面的温度的制品，其中该制品还包括具有多个开口的第一层，其中第一层具有外表面和内表面；具有相应的多个开口的第二层，其中第二层具有外表面和内表面，并且其中第二层沿着制品的周界和多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到第一层；限定在第一层的内表面和第二层的内表面之间的至少一个内部腔室；用于将流体输送到至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；用于从至少一个内部腔室移除流体的至少一个柔性流体返回管线；以及附接到至少一个柔性流体供应管线和至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热流体，以及其中至少一个控制单元具有至少一个天线和至少一个处理器；其中至少一个远程设备和至少一个控制单元具有实时或接近实时的双向通信，其中至少一个内部腔室被构造和配置为保持流体不泄漏，并且其中第一层的内表面和第二层的内表面由至少一层防水材料构成。

在又一实施例中，本发明提供了一种睡眠系统，包括至少一个身体传感器、至少一个远程设备、至少一个远程服务器以及用于调节表面的温度的制品，其中该制品还包括具有多个开口的第一层，其中第一层具有外表面和内表面；具有相应的多个开口的第二层，其中该第二层具有外表面和内表面，并且其中第二层沿着制品的周界和多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到第一层；限定在第一层的内表面和第二层的内表面之间的至少一个内部腔室；用于将流体输送到至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；用于从至少一个内部腔室移除流体的至少一个柔性流体返回管线；以及附接到至少一个柔性流体供应管线和至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热所述流体，以及其中至少一个控制单元具有至少一个天线和至少一个处理器；其中至少一个身体传感器和至少一个远程设备具有实时或接近实时的双向通信；其中至少一个远程服务器和至少一个远程设备具有实时或接近实时的双向通信；其中至少一个远程设备和至少一个控制单元具有实时或接近实时的双向通信；其中至少一个远程服务器可操作地基于来自至少一个身体传感器的数据确定针对制品的优化参数；其中至少一个远程服务器可操作地将针对制品的优化参数传输到至少一个远程设备；其中至少一个远程设备可操作地将针对制品的优化参数传输到至少一个控制单元；其中至少一个内部腔室被构造和构造为保持流体不泄漏；以及其中第一层的内表面和第二层的内表面包括至少一层防水材料。

现有技术没有公开一种用于调节表面的温度的制品，其中该表面由具有多个开口的第一层和具有相应多个开口的第二层形成，该第二层沿着制品的周界和多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到第一层，并且其中在第一层的内表面和第二层的内表面之间限定了被构造和配置为保持流体不泄漏的至少一个内部腔室。此外，现有技术没有公开在睡眠系统中使用这种制品以利用至少一个远程设备编程地控制随时间(例如在一夜的睡眠过程中)变化的目标温度。最后，现有技术没有公开在具有至少一个身体传感器的睡眠系统中使用这种制品，其中用于该制品的优化参数基于来自至少一个身体传感器的数据。

总之现参考附图，这些图示是为了描述本发明的优选实施例的目的，而不旨在限制本发明。

现具体地参考本发明的示例性实施例和实现方式的附图，在图1中示出了根据本发明的热电控制单元，且通常由数字10表示该热电控制单元。如图所示，一对相同的控制单元10、10’通过柔性管道附接到温度调节制品上，例如床垫褥11。床垫褥11具有两个独立的热调节表面区域“A”和“B”，每个区域包含内部柔性(例如硅)管14，该管14被设计用于在控制单元10和床垫褥11之间的液压回路内循环加热的或冷却的流体。如图1和2中最佳示出的，用于每个控制单元10的柔性管道组件包括连接到管14的单独的流体供应和返回管线16、17，以及用于待附接到控制单元10的外部公连接器19和待与控制单元10的外部公连接器19分离的快拆母连接器18。有利地，床垫褥11允许用户改进现有的床垫。

在一个实施例中，热电控制单元10可操作地连接(例如，通过柔性管道)到床垫，使得温度调节表面嵌入床垫本身。在可选的示例性实施例中，热电控制单元10可操作地连接(例如，通过柔性管道)到任何其他温度调节制品，例如毯子或其他床上用品或覆盖物、座垫、沙发、椅子等。

如图3和4所示，示例性控制单元10具有外壳21和位于外壳21内部的流体储存器22。储存器22具有可通过壳体21中的可移除地加盖的开口15(图2)可进入的填充开口23、流体出口24和流体返回部25。容纳在储存器22中的流体通过管道组件在回路中移动，该管道组件由温度调节垫11内的壳体内管28、柔性供应管线16和柔性返回管线17以及柔性硅树脂管14构成。如下文进一步描述的，通过协作第一和第二热交换器31、32以及热电冷却模块33A-33D，流体被选择性地冷却。冷却模块33A-33D位于第一热交换器31和第二热交换器32之间的电气连接处，并且用于从低至7.78℃(46°F)或更低的温度的冷却点调节流体温度。壳体21和储存器22可以单独或集成地由任何合适的材料构成，例如阻燃ABS、聚丙烯或其它模制聚合物。

参照图3和图4，第一热交换器31由成对的方向相反的内部散热器41A、42A和41B、42B构成，内部散热器41A、42A和41B、42B与储存器22的内部连通，并且与热电冷却模块33A-33D协作，以将储存器22内部的流体冷却到选定(设定)的温度。每个散热器41A、42A、41B、42B具有与储存器22的外侧壁相邻的基本平坦的金属基底44、以及基本垂直于基底44并朝向储存器22的中心区域垂直向内延伸的多个平坦金属翅片45。在示例性实施例中，每对散热器41A、42A和41B、42B由一个4翅片散热器和一个5翅片散热器形成，其布置成使得它们各自的翅片45面对交错，如图4所示。示例性的冷却模块33A-33D可操作地连接到内部电源/主控制板48，并且由具有相对的平坦的内部和外部主表面51、52的相应的薄的帕尔贴(Peltier)片形成。每个冷却模块33A-33D的内部主表面51与其对应的散热器41A、42A、41B、42B的平坦基底44直接热接触。热垫或化合物(未示出)也可以位于每个冷却模块33A-33D和散热器41A、42A、41B、42B之间，以促进从基底44向外穿过翅片45的热传导。

第二热交换器32由位于流体储存器22外部的外部散热器61A-61D形成，并布置在与相应的内部散热器41A、42A、41B、42B相反的对面方向。每个外部散热器61A-61D具有与相关联的相邻冷却模块33A-33D的外部主表面52直接热接触的平坦的金属基底64、以及基本垂直于基底64延伸并水平向外远离流体储存器22的多个平坦金属翅片65。由冷却模块33A-33D产生的热量由外部散热器61A-61D从模块33A-33D传导出去，并消散到流体储存器22外部的周围环境。电的箱式风扇71和72可操作地连接到电源/主控制板48，并安装在外壳21内的相应的散热器61A、61B和61C、61D的附近。示例性风扇71、72促进空气流过散热片65，并通过形成于壳体21的侧面和底部的排气口13从控制单元10向外流动。在一个实施例中，每个外部散热器61A-61D(与4翅片和5翅片内部散热器41A、42A、41B、42B相比)具有大得多的基底64和更多数目的翅片65(例如，32个或更多)。内部和外部散热器都可以是有源或无源的，并且可以由任何合适的导电材料构成，包括铝、铜和其他金属。散热器可以具有400瓦/米开尔文(W/(m·K))或更高的热导率。箱式风扇71、72可以根据需要自动启动和关闭。

温度调节的流体从储存器22通过出口24排出，并进入由壳体内Z形、L形、7形和S形的管28(和接头)的布置形成的管道组件。泵81可操作地连接到储存器22，并用于通过控制单元10使流体在回路中循环，并通过流体返回部25返回储存器22，其中，该回路包括壳体内管28(和接头)、柔性流体供应管线16、硅垫管14、流体返回管线17。如图3所示，绝缘线性热管82位于流体储存器22的外部和壳体21的内部，并与管道组件连通，以选择性地加热从控制单元10移动到床垫褥11的流体。示例性热管82可以将在液压回路中移动的流体加热到如47.78℃(118°F)的期望温度。

控制单元10具有至少一个流体储存器。在一个实施例中，控制单元10包括两个流体储存器。第一流体储存器用于加热和/或冷却循环通过温度调节褥11的流体。第一流体储存器包括至少一个测量流体液位的传感器。第二流体储存器用于储存流体。在优选实施例中，当至少一个传感器指示流体的液位低于最小值时，来自第二流体储存器的流体自动用于填充第一流体储存器。有利地，这优化了第一流体储存器中的温度，因为当需要时，仅有少量储存的流体被引入第一流体储存器中。此外，该实施例减少了控制单元10所需的再填充，为用户节省了时间和努力。在一个实施例中，该至少一个流体储存器由金属形成。在另一个实施例中，该至少一个流体储存器的金属是电接地的。

在优选实施例中，控制单元10包括至少一个用于形成结构化水的机构。图5示出了结构化水和非结构化水之间的差异。在一个实施例中，控制单元包括至少一个涡流以处理流体。该至少一个涡流在不使用额外的化学物质的情况下减少了流体中的细菌、藻类和真菌。在一个实施例中，该至少一个涡流包括至少一个左旋转涡流和至少一个右旋转涡流。该至少一个左旋转涡流和该至少一个右旋转涡流仿真自然界中水的运动。专利号为7,238,289的美国专利描述了利用涡流技术处理流体的一个例子，该专利的全部内容通过引用被并入本文。可选地，流体可以在一系列球和/或岩石上或间流动或翻滚。在一个实施例中，岩石呈六边形。翻滚动作或涡流使结构化水中的分子对齐，以保持能量(即冷或热)更长的时间。令人惊讶的是，对齐的或结构化的水分子使水的加热和冷却能力产生了20％的增加。

在优选的实施例中，流体为水。在一个实施例中，用UV净化系统处理水以杀死微生物(例如细菌、病毒、霉菌)。UV净化系统包括至少一个UV灯泡，以使微生物暴露于UV辐射，防止微生物繁殖。这在无需使用额外的化学物质的情况下，减少了水中的微生物数目。在一个实施例中，该至少一个UV灯泡是UV-C发光二极管(LED)。在另一个实施例中，该至少一个UV灯泡是汞蒸气灯泡。

附加地或可选地，用至少一个过滤器处理水以去除污染物和/或颗粒。在优选实施例中，在暴露于至少一个UV灯泡之前，该至少一个过滤器使水净化。水中的污染物和/或颗粒大于微生物，因此污染物和/或颗粒阻止UV线到达微生物。在一个实施例中，该至少一个过滤器是沉淀过滤器、活性炭过滤器、反渗透过滤器和/或陶瓷过滤器。在另一个实施例中，至少一个过滤器中的一个或更多个过滤器包括铜和/或银(例如，纳米粒子、离子、胶体)以抑制微生物的生长。从水中去除的污染物和/或颗粒包括沉积物、铁锈、碳酸钙、有机化合物、氯和/或矿物质。

该至少一个过滤器优选地去除直径大于0.3μm的污染物和/或颗粒。可选地，该至少一个过滤器去除直径大于0.5μm的污染物和/或颗粒。在另一个实施例中，该至少一个过滤器去除直径大于0.05μm的污染物和/或颗粒。在另一个实施例中，该至少一个过滤器去除直径大于1nm的污染物和/或颗粒。

在一个实施例中，用铜和/或银离子处理水。铜和/或银离子带正电荷，并与微生物细胞壁上的负位点结合。这可以导致蛋白质失活，并最终导致细胞死亡。铜和/或银离子也可以破坏生物膜和黏液。在一个实施例中，铜和/或银离子通过电解产生。

可选地，用至少一种化学物质处理水，以抑制细菌和微生物的生长，或者去除石灰和钙的堆积。在一个实施例中，用含碘或氯的化合物处理水。在另一个实施例中，用盐和/或过氧化物溶液处理水。在另一个实施例中，用柠檬酸处理水。

热电控制单元10还可以包括未示出的其他特征和电子设备，该未示出的其他特征和电子设备包括触摸控制和显示板、过热保护器、液位传感器、恒温器、附加的箱式风扇和其他类似的组件。控制单元10还可以包括设计成插入标准家用电插座的外部电源线，或者可以使用可再充电的电池或非可再充电的电池对控制单元10供电。在一个实施例中，触摸控制和显示板包括电源按钮、温度选择按钮(例如，向上箭头和向下箭头)、和/或LCD以显示温度。在另一个实施例中，触摸控制和显示板包括程序选择菜单。

控制单元10优选地具有至少一个处理器。作为示例而非限制，处理器可以是通用微处理器(例如，中央处理单元(CPU))、图形处理单元(GPU)、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、状态机、门控或晶体管逻辑、分立硬件组件、或能够执行计算、用于执行的过程指令和/或其他信息的操控的任何其他合适的实体或其组合。在一个实施例中，至少一个处理器中的一个或更多个处理器可操作地运行存储在控制单元10的至少一个存储器中的预定的程序。

控制单元10优选地包括至少一个天线，其允许控制单元10从至少一个远程设备(例如智能手机、平板电脑、膝上型计算机、台式计算机、远程控制装置)接收和处理输入数据(例如温度设置、启动和停止命令)。在优选实施例中，至少一个远程设备与控制单元进行无线网络通信。作为示例而非限制，无线通信是射频、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、无线局域网、近场通信(NFC)或其他类似的商用标准。可选地，至少一个远程设备通过USB或等同物与控制单元进行有线通信。

在优选实施例中，该至少一个远程设备可操作地为床垫褥设定目标温度。该至少一个远程设备优选地具有用户界面(例如，用于智能手机或平板电脑的移动应用、远程控制装置上的按钮)，该用户界面允许用户为床垫褥或床垫褥内的独立区域选择目标温度。在一个实施例中，床垫褥包括在每个区域中的温度探针，其中温度探针向至少一个处理器提供该区域的温度数据，该至少一个处理器比较利用该至少一个设备设定的目标温度与实际测量的温度，以确定是加热还是冷却流体，并确定将加热或冷却的流体分配到哪里，以便使实际温度与目标温度相匹配。

本领域技术人员将认识到，使用该至少一个远程设备，随着时间的推移(例如在一夜的睡眠过程中)对目标温度进行编程控制是可能的。因为目标温度可以在任何时间被设定，所以这些目标温度可以在睡眠时段期间被操控，以便匹配用户偏好或与用户睡眠周期相关的程序，从而产生更深、更安宁的睡眠。

图6A示出了具有三个独立温度区的床垫褥的一个实施例。三个独立的温度区501、502、503通常分别对应于用户的头部、身体和腿部、以及脚部。虽然仅示出了三个区域，但具有一个、两个、四个或更多独立的温度区域同样是可能的。无线远程控制装置507用于设置针对区域501、502、503中的每个区域的目标温度。每个区域中的温度探针508向控制单元10提供针对该区域的实际测量的温度数据。控制单元10比较利用无线远程控制装置507设定的目标温度和实际测量的温度，以确定是加热还是冷却流体，并确定加热或冷却的流体应该分配到哪个管道或回路，以便使实际温度与目标温度相匹配。

在一个实施例中，较多数目的温度探针位于与身体核心区域相对应的独立温度区域中，而较少数目的温度探针位于与身体核心区域不对应的独立温度区域中。在一个示例中，区域501包含三个温度探针，区域502包含五个温度探针，区域503包含三个温度探针。该实施例提供了更密切地监测身体核心区域中的褥的温度的优点，这是重要的，因为身体核心温度影响了用户睡眠的质量。

在另一个实施例中，独立的温度区包含三个温度探针。在一个示例中，区域501包含床垫褥11中心的温度探针、床垫褥11左侧的温度探针和床垫褥11右侧的温度探针。有利地，该实施例提供了关于床垫褥的左侧、中心和右侧的信息。在另一个实施例中，独立的温度区包含至少三个温度探针。

床垫褥包括位于管道回路和休息表面之间的衬垫509，以提高用户的舒适度，并防止管道回路的集中的热或冷直接或半直接地施加到用户的身体上。代之的是，管道回路加热或冷却衬垫509，这为用户的身体提供了更温和的温度调节。

图6B示出了双人床垫褥的一个实施例。三个独立的温度区域501A、502A、503A通常分别对应于使用表面区域“A”的第一用户的头部、身体和腿部、以及脚部。三个独立的温度区域501B、502B、503B通常分别对应于使用表面区域“B”的第二用户的头部、身体和腿部、以及脚部。虽然针对每个用户仅示出了三个区域，但具有一个、两个、四个或更多独立的温度区域同样是可能的。第一无线远程控制装置507A用于设置区域501A、502A、503A中的每个区域的目标温度。第二无线远程控制装置507B用于设置区域501B、502B、503B中的每个区域的目标温度。每个区域中的温度探针508向控制单元10提供针对该区域的实际测量的温度数据。控制单元10比较利用无线远程控制装置507A、507B设定的目标温度和实际测量的温度，以确定是加热还是冷却流体，并确定加热或冷却的流体应该分配到哪个管道或回路，以便使实际温度与目标温度相匹配。

在该实施例中，尽管存在两个单独的控制器，但仍使用单个控制单元10来控制流体的温度。在另一个实施例中，第一控制单元用于控制针对第一用户的流体温度，第二控制单元用于控制针对第二用户的流体温度。可选地，每个用户具有至少两个控制单元来控制流体的温度。

图6C示出了具有连接到至少一个远程设备511的三个独立的温度区的床垫褥的一个实施例。在优选实施例中，该至少一个远程设备为智能手机或平板电脑。该至少一个远程设备优选地具有移动应用，该移动应用允许控制单元10根据选定的与用户的睡眠周期相关联的目标温度的时间表来改变床垫褥11的温度。这种安排通过改变临界点处的体温来促进更深、更安宁的睡眠。

优选地，床垫褥11的尺寸适合标准的床垫尺寸。例如，单人床(twin)(约97cm×约191cm(约38英寸×约75英寸))、大码单人床(twin XL)(约97cm×约203cm(约38英寸×约80英寸))、双人床(full)(约137cm×约191cm(约54英寸×约75英寸))、皇后床(queen)(约152cm×约203cm(约60英寸×约80英寸))、国王床(king)(约193cm×约203cm(约76英寸×约80英寸))，以及加州国王床(California king)(约183cm×约213cm(约72英寸×约84英寸))。在一个实施例中，床垫褥为约76cm×203cum(约30英寸×约80英寸)。这允许双人床、皇后床或国王床尺寸的床的单个用户在不会影响睡眠伴侣的情况下使用床垫褥。在一个实施例中，床垫褥的尺寸适合婴儿床的床垫(约71cm×约132cm(约28英寸×约52英寸))。在一个优选实施例中，单个床垫褥(例如，单人床、大码单人床，尺寸适合较大床的单个用户、婴儿床)附接到一个控制单元，双人床垫褥(例如，双人床、皇后床、国王床、加州国王床)附接到两个控制单元。

在另一个实施例中，床垫褥包含导电纤维以加热床垫褥的一部分，以及包含水循环以冷却床垫褥的另一部分。在一个示例中，这允许身体主要部分或身体核心区域的温度低于脚部的温度。脚部在调节体温方面起着积极的作用。脚部有很大的表面积和特殊的血管，这使得脚部能够释放来自身体的热量。如果脚部变得太冷，多余的热量将无法从身体中释放出来，个人将无法入睡。

在一个实施例中，床垫褥接地，为人体提供了与地表的导电接触。接地是基于这样一种理论，即地球是带负电的自由电子的来源，当与地球接触时，身体可以利用这些自由电子作为抗氧化剂以中和身体内的自由基。睡眠期间使身体接地可以使皮质醇水平正常化，改善睡眠，并减少疼痛和压力水平。在优选实施例中，床垫褥在床垫褥的至少一个外表面上具有导电材料。在一个实施例中，床垫褥附接到电线上，其中该电线电连接到电插座的接地端口。可选地，床垫褥附接接到电线上，其中该电线连接到接地棒上。

床垫褥包括至少两层防水材料，它们被层压、彼此附着、彼此粘合、彼此附接、彼此固定或焊接在一起，以防止层的分离或分层。在优选的实施例中，防水材料是尿烷或尿烷和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)的混合物。防水材料的第一层永久附着到防水材料的第二层。防水材料的第一层具有外表面和内表面。防水材料的第二层具有外表面和内表面。在优选实施例中，防水材料的第一层沿着连续的周界被焊接(例如，使用高频/射频(RF)焊接或热焊接)到防水材料的第二层，产生至少一个内部腔室，该内部腔室被构造和配置为在防水材料的第一层的内表面和防水材料的第二层的内表面之间保持流体不泄漏。流体经由流体供应管线16被输送到至少一个内部腔室，该流体供应管线16经由具有适于密封地接收流体供应管线16的尺寸的开口进入连续的周界。流体经由流体返回管线17从至少一个内部腔室被移除，该流体返回管线17经由具有适于密封地接收流体返回管线17的尺寸的开口离开连续的周界。

在一个优选的实施例中，采用双罗纹织物或针织物，防水材料覆盖在外表面上。在床垫褥外表面上的双罗纹织物或针织物优选包含用于抗菌保护的铜或银离子线。可选地，利用抗菌剂或抗微生物剂(例如，美克邦)处理在床垫褥外表面上的双罗纹织物或针织物。在一个实施例中，防水材料采用吸湿材料覆盖在外表面上。

在一个实施例中，床垫褥包括位于防水材料的第一层的内表面和防水材料的第二层的内表面之间的内部腔室中的隔离层。隔离层提供防水材料的第一层和防水材料的第二层之间的分隔，确保当身体在床垫褥上时流体流过床垫褥。隔离层有利地提供了结构支撑，以维持通过内部腔室或流体通路的部分通道，这对于确保在坚实的床垫上有大重量的用户的情况下通过内部腔室的流体的恒定和一致性的流动是重要的。在优选实施例中，隔离层被层压、附着、粘合、附接、固定或焊接到防水材料的第一层和/或防水材料的第二层。隔离层优选由泡沫材料(foam)网状物或间隔织物制成。在一个实施例中，间隔层具有抗菌特性。

图7A示出了具有两层防水材料的床垫褥的横截面。在该实施例中，防水材料的第一层602和防水材料的第二层604附着或粘合在一起以形成内部腔室600。内部腔室600被构造和配置为保持流体不泄漏。在优选实施例中，防水材料的第一层602和防水材料的第二层604焊接在一起(例如，使用高频/射频(RF)焊接或热焊接)。

图7B示出了具有两层防水材料和两层第二材料的床垫褥的横截面。在该实施例中，防水材料的第一层602和防水材料的第二层604附着或粘合在一起以形成内部腔室600。内部腔室600被构造和配置为保持流体不泄漏。在优选实施例中，防水材料的第一层602和防水材料的第二层604焊接在一起(例如，使用高频/射频(RF)焊接或热焊接)。第二材料的第一层606在防水材料的第一层602的外表面上。第二材料的第二层608在防水材料的第二层604的外表面上。在优选实施例中，第二材料为针织或双罗纹材料。可选地，第二材料为织物材料或非织物材料。在又一实施例中，第二材料由塑料形成。

图7C示出了具有两层防水材料和一隔离层的床垫褥的横截面。在该实施例中，防水材料的第一层602和防水材料的第二层604附着或粘合在一起以形成内部腔室600。内部腔室600被构造和配置为保持流体不泄漏。在优选实施例中，防水材料的第一层602和防水材料的第二层604焊接在一起(例如，使用高频/射频(RF)焊接或热焊接)。

隔离层610位于防水材料的第一层602的内表面和防水材料的第二层604的内表面之间的内部腔室600内。隔离层610被配置为提供结构支撑，以维持用于流体流过内部腔室的部分通道。在一个实施例中，流体流过隔离层。在优选实施例中，隔离层被层压、附着、粘合、附接、固定或焊接到防水材料的第一层和/或防水材料的第二层。隔离层优选由泡沫材料网状物或间隔织物制成。在一个实施例中，间隔层具有抗菌特性。在另一实施例中，隔离层610为蜂窝形状。

图7D示出了具有两层防水材料、两层第二材料和一隔离层的床垫褥的横截面。在该实施例中，防水材料的第一层602和防水材料的第二层604附着或粘合在一起以形成内部腔室600。内部腔室600被构造和配置为保持流体不泄漏。在优选实施例中，防水材料的第一层602和防水材料的第二层604焊接在一起(例如，使用高频/射频(RF)焊接或热焊接)。第二材料的第一层606在防水材料的第一层602的外表面上。第二材料的第二层608在防水材料的第二层604的外表面上。在优选实施例中，第二材料为针织或双罗纹材料。可选地，第二材料为织物材料或非织物材料。在又一实施例中，第二材料由塑料形成。

隔离层610位于防水材料的第一层602的内表面和防水材料的第二层604的内表面之间的内部腔室600内。隔离层610被配置为提供结构支撑，以维持用于流体流过内部腔室的部分通道。在一个实施例中，流体流过隔离层。在优选实施例中，隔离层被层压、附着、粘合、附接、固定或焊接到防水材料的第一层和/或防水材料的第二层。隔离层优选由泡沫材料网状物或间隔织物制成。在一个实施例中，间隔层具有抗菌特性。

图8是根据优选实施例的床垫褥软管弯头的视图。床垫褥11放置在弹簧床垫或底座104和床垫102的顶部。床垫褥11经由包含柔性供应管线和返回管线16、17的柔性软管106连接到控制单元10(未示出)。柔性软管优选由聚氨酯形成。可选地，柔性软管由挤压硅酮双壁管形成。在一个实施例中，柔性软管具有聚乙烯泡沫材料或其它绝缘的盖。附加地或可选地，柔性软管覆盖有织物(例如尼龙、聚酯、人造丝)。

床垫褥软管弯头108围绕柔性软管106同心。床垫褥软管弯头108将柔性软管106固定到床垫102和弹簧床垫或底座104的侧面，这为柔性软管106提供了结构支撑。床垫褥软管弯头108的尺寸被设计成紧密地配合包围柔性软管106。在优选实施例中，床垫褥软管弯头108由硅树脂或橡胶形成。可选地，床垫褥软管弯头108由塑料(例如，乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)泡沫材料、聚乙烯泡沫材料)形成。在优选实施例中，床垫褥软管弯头108可操作地在柔性软管106上滑动。在一个实施例中，床垫褥软管弯头108是可调节的。

床垫褥11优选地包含在床垫褥11的表面上的多个孔或开口100。多个孔或开口100引导褥中流体的运动。在优选实施例中，多个孔或开口100呈预选的图案，以有助于制造的效率。可选地，多个孔或开口100呈随机图案。多个孔或开口100在图7中显示为六边形。可选地，多个孔或开口100中的每一个的形状可以为三角形、圆形、矩形、正方形、椭圆形、菱形、五边形、七边形、八边形、九边形、十边形、梯形、平行四边形、斜方形、十字形、半圆形、新月形、心形、星形、雪花形和/或任何其他多边形的形状。在一个实施例中，由多个孔或开口100产生的孔洞包括床垫褥表面积的至少80％。在其它实施例中，由多个孔或开口100产生的孔洞包括床垫褥的表面积的至少5％、至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少85％、至少90％或至少95％。

多个孔或开口100的间距和数目可以改变，以调节床垫褥的热性能。例如，在一个实施例中，孔或开口的密度在躯干区域附近比在头部和腿部区域中更高，以提供对用户躯干区域的更多暴露，从而管理该区域中的体温，以及提供对用户四肢的较少暴露。在一个实施例中，多个孔或开口中的每一个之间的间隔至少为5mm(0.2英寸)。

在优选实施例中，床垫褥11包含至少一条焊接线105，以帮助管理内部腔室中流体的流动。该至少一条焊接线105优选地引导流体从头部到脚部流过垫褥，并通过返回管线将流体返回到控制单元。该至少一条焊接线105允许流体流过床垫褥11的所有区域，以在褥内提供基本均匀的温度。在一个实施例中，至少一条焊接线由防水材料的第一层和防水层的第二层沿着多个孔或开口的周界的永久的附接形成。

图9是图8的床垫褥软管弯头的另一个视图。使用床垫褥软管弯头108将柔性软管106定位在床垫102和弹簧床垫或底座104的旁边。有利地，床垫褥软管弯头108将柔性软管106固定到床垫102和弹簧床垫或底座104的侧面，这为柔性软管106提供了结构支撑。此外，床垫、弹簧床垫或底座和/或床架的总高度不是统一的。床垫褥软管弯头108为床垫、弹簧床垫或底座、和/或床架的高度提供了定制。

在另一个实施例中，使用钩环带将柔性软管定位在床垫的旁边。在又一个实施例中，使用弹性物将柔性软管定位在床垫的旁边。在又一实施例中，使用至少一个卡合件(snap)将柔性软管定位在床垫的旁边。可选地，使用至少一个扣件(buckle)将柔性软管定位在床垫的旁边。

图10为单个床垫褥的顶部透视图。顶板110A在附接点114A处附接(例如缝合、粘合、焊接)到床垫褥11的顶部。底板110B在附接点114B处附接(例如缝合、粘合、焊接)到床垫褥11的底部。防滑件112A在与附接点114A相对的一侧上附接(例如缝合、粘合、焊接)到顶板110A。防滑件112B在与附接点114B相对的一侧上附接(例如缝合、粘合、焊接)到底板110B。优选地，顶板110A和底板110B由与床垫褥外表面上的第二材料(例如，针织物或双罗纹织物)相同的材料形成。在优选实施例中，防滑件112A、112B由泡沫材料形成。可选地，防滑件112A、112B由乳胶、硅或橡胶形成。防滑件112A、112B优选是吸湿和/或抗菌的。在一个实施例中，防滑件112A、112B被印制到顶板110A和底板110B上。在一个实施例中，顶板110A和底板110B的长度在约18cm(约7英寸)和约76cm(约30英寸)之间。在优选实施例中，顶板110A和底板110B的长度约为66cm(约26英寸)。

在另一实施例中，顶板110A和底板110B起到防滑表面的作用。在一个实施例中，顶板110A和底板110B由夹持器或防滑织物制成。在该实施例中，不需要防滑件112A和112B，因为顶板110A和底板110B起到防滑表面的作用。

单个床垫褥优选是可翻转的，使得当任一暴露表面朝上时，床垫褥是可操作翻转的。有利地，这允许柔性软管106在床的左侧或右侧退出。这种可翻转性不再需要为双人床、皇后床或国王床的单个用户和/或床放置的位置需要特定配置(例如靠墙放置的床)的单个用户制造具有“左”配置或“右”配置的单个床垫褥。

图11为单个床垫褥的分解图。床垫褥11示出在床垫102和弹簧床垫或底座104上方。使用时，床垫褥11放置在床垫102的顶部。床垫褥11的端部附接到面板110A、110B。面板110A、110B放置在床垫102的头端和脚端上，面板110A、110B的端部夹在床垫102和弹簧床垫或底座104之间。

如前所述，床垫褥11优选地包含在床垫褥11的表面上的多个孔或开口100。具有多个孔或开口的第一层沿着床垫褥的周界和多个孔或开口中的每一个的周界永久地附着到具有多个孔或开口的第二层上。至少一个内部腔室限定在第一层的内表面和第二层的内表面之间。该至少一个内部腔室被构造和配置为保持流体不泄漏。第一层的内表面和第二层的内表面由至少一层防水材料制成。

在可选的实施例中，床垫褥11不包含在床垫褥11的表面上的多个孔或开口。在一个实施例中，该防水材料是可伸缩的。在优选实施例中，防水材料的伸缩率等于或大于周围材料(例如床垫)的伸缩率。有利地，这防止床垫褥11聚集和蜷曲在用户的下面。

图12为单个床垫褥的端部的分解图。如图6A-6D所示，床垫褥11由至少两层防水材料形成。在一个实施例中，面板110永久地附着(例如，缝合、粘合、焊接)在防水材料的第一层602和防水材料的第二层604之间。在面板110附接到床垫褥11的相对端，防滑件112永久地附着(例如，缝合、粘合、焊接)到面板上。在优选实施例中，防滑件112由泡沫材料形成。可选地，防滑件112由乳胶、硅或橡胶形成。防滑件112优选是吸湿和/或抗菌的。

图13为单个床垫褥的端部的侧面透视图。床垫褥11具有防水材料的第一层602和防水材料的第二层604。面板110的第一端附接到防水材料的第一层602和防水材料层的第二层604。面板110永久地附着(例如，缝合、粘合、焊接)在防水材料的第一层602和防水材料的第二层604之间。在优选实施例中，防水材料的第一层602的外表面和防水材料的第二层604被折叠以附接到面板110的第一端。防滑件112永久地附着(例如，缝合、粘合、焊接)到面板110的第一端的相对端。在优选实施例中，防滑件112由泡沫材料形成。可选地，防滑件112由乳胶、硅或橡胶形成。防滑件112优选是吸湿和/或抗菌的。

在可选的实施例中，床垫褥包括在床垫褥外表面上的双罗纹织物或针织物。在其它实施例中，床垫褥的外表面覆盖有织物、非织物或聚合物膜(例如，聚氨酯或热塑性聚氨酯(TPU))。附加地或可选地，床垫褥包括在防水材料的第一层602的内表面和防水材料的第二层604的内表面之间的隔离层。

图14为双人床垫褥的顶部透视图。床垫褥11具有两个独立的热调节表面区域“A”和“B”。床垫褥11具有第一柔性软管106A和第二柔性软管106B。在优选实施例中，第一柔性软管106A附接到第一控制单元(未示出)，第二柔性软管106B附接到第二控制单元(未示出)。在优选实施例中，床垫褥11的中心包含没有孔或开口的区域124。该没有孔或开口的区域124包含焊接分离物126，其在两个独立的热调节表面区域“A”和“B”之间提供边界。

图15为双人床垫褥的另一个顶部透视图。床垫褥11具有顶部面板110A、左侧面板110B、右侧面板110C和底部面板110D。顶部面板110A、左侧面板110B、右侧面板110C和底部面板110D优选地由具有拉伸性(例如双罗纹或针织)的材料形成。在一个优选实施例中，床垫褥11的每个拐角包含至少一个防滑件。在一个实施例中，顶部防滑件和底部防滑件附接到床垫褥11的每个拐角。在图15所示的实施例中，顶部面板110A和左侧面板110B之间的拐角具有防滑件130A，顶部面板110B和右侧面板110C之间的拐角具有防滑件130B，左侧面板110B和底部面板110D之间的拐角具有防滑件130C，右侧面板110C和底部面板110D之间的拐角具有防滑件130D。

床垫褥11优选地包含至少一条焊接线或其它分隔，以帮助管理至少一个内部腔室中流体的流动。该至少一条焊接线105引导流体从头部到脚部流过垫褥，并通过返回管线将流体返回到控制单元。在图15中，床垫褥具有有助于管理区域“A”的内部腔室中的流体流动的第一焊接线105A和有助于管理区域“B”的内部腔室中的流体流动的第二焊接线105B。尽管对于每个独立的温度区只显示了一条焊接线，但对于每个独立的温度区同样可以有两条或更多条的焊接线。

图16为双人床垫褥的分解图。床垫褥11示出在床垫102和弹簧床垫或底座104的上方。床垫褥11具有第一柔性软管106A和第二柔性软管106B。在优选实施例中，第一柔性软管106A附接到第一控制单元(未示出)，第二柔性软管106B附接到第二控制单元(未示出)。可选地，第一柔性软管106A和第二柔性软管106B附接到相同的控制单元。床垫褥11的表面包含床垫褥11表面上的多个孔或开口100。

图17是在床垫褥固定到床上之前双人床垫褥的一个实施例的左下拐角的分解图。在一个优选实施例中，床垫褥11的每个拐角包含顶部防滑件130C和底部防滑件130C’。在图17中示出了顶部防滑件130C和底部防滑件130C’附接(例如，缝合、粘合、焊接)到在左侧面板110B和底部面板110D之间形成的拐角。左侧面板110B和底部面板110D优选由具有拉伸性的材料(例如，双罗纹或针织)形成。在一个实施例中，弹性物附接(例如缝合、粘合、焊接)到左侧面板110B的底部边缘和底部面板110D的底部边缘。可选地，弹性物被包裹在左侧面板110B的底部边缘和底部面板110D的底部边缘。

为了将床垫褥11固定到床上，左侧面板110B的边缘和底部面板110D的边缘被放置在底部防滑件130C’的顶部。然后，顶部防滑件130被放置在左侧面板110B、底部面板110D和底部防滑件130C’的顶部。顶部防滑件130C和底部防滑件130C’优选由防滑泡沫材料形成。可选地，顶部防滑件130C和底部防滑件130C’由硅树脂、橡胶或乳胶形成。在一个实施例中，左侧面板110B和底部面板110D由具有拉伸性的材料(例如，双罗纹或针织)形成。顶部防滑件130C和底部防滑件130C’提供摩擦以固定住床垫褥。

图18是在床垫褥固定到床上之后双人床垫褥的左下拐角的视图。

图19是床垫褥的另一个实施例的示意图。多个孔或开口100在图19中显示为圆形。在该实施例中，由多个孔或开口100产生的孔洞包括床垫褥11的表面积的至少80％。

如前所述，该至少一个远程设备可操作地编程地随时间(例如在一夜的睡眠过程中)控制目标温度。因为目标温度可以在任何时间被设定，所以这些目标温度可以在睡眠时段期间被操控，以便匹配用户偏好或与用户睡眠周期相关的程序，从而产生更深、更安宁的睡眠。

以下的文件提供了关于睡眠和睡眠监测的一般信息，并通过引用将其全部并入本文:(1)Iber等人，用于睡眠和相关事件评分的AASM手册：规则、术语和技术规范，第一版，韦斯切斯特，伊利诺伊州:美国睡眠医学研究院，2007年。(2)Berry等人，用于睡眠和相关事件评分的AASM手册:规则、术语和技术规范，www.aasm.org，达里恩，伊利诺伊州:美国睡眠医学研究院，2015年。(3)Orem等人(主编)，睡眠生理学，纽约:爱思唯尔，2012年。(4)睡眠研究学会，睡眠行为的基础，洛杉矶，加利福尼亚州:加州大学洛杉矶分校(UCLA)和睡眠研究学会，1993年。(5)Hirshkowitz等人，睡眠生理学，Guilleminault(编辑)的临床神经生理学手册——睡眠障碍的临床神经生理学，费城:爱思唯尔(Elsevier)，2005,3-20。(6)Avidian，人类的正常睡眠，Kuznetsov,B.等人(编辑)，临床睡眠医学地图集(第二版)，费城，宾夕法尼亚州:爱思唯尔(Elsevier)，2014,70-97。(7)消费者技术协会，可穿戴睡眠监视器的定义和特性，ANSI/CTA/NSF-2052.1，2016年9月。

两种主要类型的睡眠：快速眼动(REM)睡眠和非快速眼动(非REM)睡眠。睡眠周期通常持续约90分钟，快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠在睡眠周期内交替进行。非快速眼动睡眠分为三个阶段:阶段1(“N1”，昏昏欲睡的睡眠)、阶段2(“N2”，轻度睡眠)和阶段3(“N3”，深度睡眠)。

N1阶段是清醒和睡眠之间的过渡阶段，其特征是非常轻且容易被打扰的睡眠。在N1睡眠期间，呼吸变得更加规律，以及心率减慢。N1睡眠通常持续不到10分钟，约占总睡眠时间的2-5％。N2阶段是睡眠的更深阶段。N2睡眠约占总睡眠时间的45-50％，因为睡眠者整夜要经过N2阶段多次。N3阶段是深度睡眠。N3睡眠期间，大脑温度、呼吸速率、心率和血压都处于其自身的最低水平。深度睡眠与修复和再生组织、构建骨骼和肌肉以及增强免疫系统有关。

REM睡眠是与眼睛的随机运动相关的睡眠阶段。REM睡眠约占总睡眠时间的20-25％。REM睡眠的第一时段开始于在睡眠开始并持续约10分钟后的约90分钟。此外，REM睡眠在睡眠时段的后半段更普遍，从而最后的REM阶段可以持续高达大约60分钟。在快速眼动睡眠(REM)期间，心率、呼吸速率和血压升高。此外，由于大脑活动频繁，在REM睡眠中做梦更普遍。REM与保存记忆和建立神经联系有关。

因为深度睡眠和REM睡眠是睡眠周期中最具再生性的部分，所以在深度睡眠和/或REM睡眠中度过大部分的睡眠时段是最有益的。使用至少一个远程设备随时间通过程序的控制可以操控床垫褥的目标温度。因为可以使用至少一个远程设备来操控目标温度，所以这些目标温度可以在睡眠时段期间被操控，以允许用户在REM和/或深度睡眠中度过更多的时间。

图20A示出了正常睡眠者的睡眠周期图。正常睡眠者在睡眠时段内进入深度睡眠3-5次。

图20B示出了睡眠不安者的睡眠周期图。不安宁的睡眠的特点是很少的深度睡眠或没有深度睡眠。此外，睡眠周期是不均匀的。睡眠者整夜可能醒来几次，以及重返睡眠有困难。此外，如图19B所示，睡眠的时间可能被延迟和/或睡眠者可能更早醒来。

图20C示出了受温度影响的睡眠者的睡眠周期图。床垫褥11使用户凉爽以引起睡眠周期。当用户处于深度睡眠时，可以应用额外的制冷来延长在深度睡眠中度过的时间。可以在睡眠周期内应用轻微的升温(例如，0.278℃/分钟(0.5°F/分钟))，以便以更快的速度使用户从深度睡眠转到REM睡眠，使得在N2睡眠中度过更少的时间。在上一个睡眠周期结束时，升高温度(例如，0.278℃/分钟(0.5°F/分钟))以轻轻地唤醒用户。有利地，通过增加温度来轻轻地唤醒用户可以防止睡眠惯性。睡眠惯性的特征是苏醒后认知和运动机能变差。从睡眠惯性中恢复可以花费几个小时，这对需要做出重要决定或安全地执行任务(例如开车)的个人来讲是一种危险。

图21是睡眠系统的一个实施例的框图。睡眠系统包括身体传感器702、环境传感器704、具有本地存储器706的远程设备511、远程服务器708和系统组件710。身体传感器702包括呼吸传感器712、眼动电图传感器713、心率传感器714、运动传感器716、肌电图传感器717、脑电波传感器718、体温传感器720、分析物传感器721、脉搏血氧计传感器722、血压传感器723和/或皮肤电活动传感器724。

呼吸传感器712测量呼吸速率。在一个实施例中，呼吸传感器712被合并到可穿戴设备中。在另一个实施例中，呼吸传感器712被合并到贴片或绷带中。可选地，呼吸速率是根据心电图、光电血管容积图(例如，脉搏血氧计)和/或加速计估计的。在又一实施例中，呼吸传感器712使用非接触运动生物运动(biomotion)传感器来监测呼吸。

眼动电图(EOG)传感器713测量眼睛前后之间存在的角膜-视网膜静息电位。眼睛运动的测量是通过将一对电极放置在眼睛的上方和下方或者眼睛的左侧和右侧来完成的。如果眼睛移动到远离中心并朝向其中一个电极的位置，电极之间就会产生电位差。记录的电位是对眼睛位置的测量。

心率传感器714优选地被合并到可穿戴设备(例如乐活(Fitbit)、卓棒(Jawbone))中。可选地，心率传感器714用胸带附接到用户。在另一个实施例中，心率传感器714被合并到贴片或绷带中。在又一个实施例中，心率传感器被合并到床垫上的传感器装置中(例如，睡眠监测器(Beddit))。使用心电图、脉搏血氧仪、心冲击描记术或心震描记法来确定心率。

运动传感器716为加速计和/或陀螺仪。在一个实施例中，加速计和/或陀螺仪被合并到可穿戴设备中(例如，乐活(Fitbit)、卓棒(Jawbone)、人体运动能耗监测仪(actigraph))。在另一个实施例中，加速计和/或陀螺仪被合并到智能手机中。在可选的实施例中，运动传感器716为非接触式传感器。在一个实施例中，运动传感器716为至少一个压电传感器。在另一实施例中，运动传感器716是热释电红外传感器(即，“无源”红外传感器)。在又一实施例中，运动传感器716是嵌入到床垫或床垫衬面中的至少一个压力传感器。可选地，运动传感器716被合并到智能织物中。

肌电图(EMG)传感器717记录由骨骼肌产生的电活动。脉冲是通过在肌肉上的皮肤表面附着电极来记录的。在优选实施例中，三个电极放置在下巴上。一个在前部中间，另两个在颚骨下面和在颚骨上。这些电极表明了睡眠期间的肌肉运动，可以用于检测REM或NREM睡眠。在另一个实施例中，两个电极放置在每个小腿肌肉的内侧，分开间隔约2至4cm(约0.8至1.6英寸)。在又一个实施例中，两个电极放置在每条腿的胫骨前肌上。腿上的电极可用于检测睡眠期间腿的运动，睡眠期间腿的运动可能伴随不宁腿综合征或睡眠的周期性肢体运动而发生。

脑电波传感器718优选为具有至少一个通道的脑电图(EEG)。在优选实施例中，EEG具有至少两个通道。多通道提供更高分辨率数据。

体温传感器720测量核心体温和/或皮肤温度。体温传感器720为热敏电阻、红外传感器或热通量传感器。在一个实施例中，体温传感器720被合并到臂章或腕带中。在另一个实施例中，体温传感器720被合并到贴片或绷带中。在又一实施例中，体温传感器720为可摄取的核心体温传感器(例如，体温传感药丸(CorTemp))。体温传感器720优选是无线的。

分析物传感器721监测血液、汗液或间质液中分析物的水平。在一个实施例中，分析物是电解质、小分子(分子量<900道尔顿)、蛋白质和/或代谢物。在另一个实施例中，分析物是葡萄糖、乳酸盐、谷氨酸盐、氧气、钠、氯化物、钾、钙、铵、铜、镁、铁、锌、肌酸酐、尿酸、草酸、尿素、乙醇、氨基酸、激素(例如皮质醇、褪黑激素)、类固醇、神经递质、儿茶酚胺、细胞因子和/或白介素。分析物传感器721优选是非侵入性的。可选地，分析物传感器721是微创的或植入的。在一个实施例中，分析物传感器721被合并到可佩戴设备中。可选地，分析物传感器721被合并到贴片或绷带中。

脉搏血氧计传感器722监测氧饱和度。在一个实施例中，脉搏血氧计传感器722佩戴在手指、脚趾或耳朵上。在另一个实施例中，脉血氧计搏传感器722被合并到贴片或绷带中。脉搏血氧计传感器722优选是无线的。可选地，脉搏血氧计传感器722是有线的。在一个实施例中，脉搏血氧计传感器722通过导线连接到腕带或围绕手的带子上。在另一实施例中，脉搏血氧计传感器722与心率传感器714相组合。

血压传感器723为血压计。血压计优选是无线的。可选地，血压传感器723在没有充气臂带(例如Salu Pulse+)的情况下估计血压。在一个实施例中，血压传感器723被合并到可穿戴设备中。

皮肤电活动传感器724测量交感神经系统的活动。在深度睡眠期间，皮肤电活动更有可能具有高频峰值模式(即“风暴”)。在一个实施例中，皮肤电活动传感器724被合并到可穿戴设备中。可选地，皮肤电活动传感器724被合并到贴片或绷带中。

环境传感器704包括环境温度传感器725、湿度传感器726、噪声传感器728、空气质量传感器730、光传感器732和/或气压传感器734。在一个实施例中，环境温度传感器725、湿度传感器726、噪声传感器728、空气质量传感器730、光传感器732和/或气压传感器734被内置到家庭自动化系统(例如Nest)中。可选地，环境温度传感器725、湿度传感器726、噪声传感器728和/或光传感器732被合并到智能手机或平板电脑中。在一个实施例中，噪声传感器728为麦克风。在一个实施例中，空气质量传感器730测量一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、微粒和/或挥发性有机化合物(VOC)。

远程设备511优选是智能手机或平板电脑。可选地，远程设备511是膝上型或台式计算机。远程设备511包括处理器760、分析引擎762、控制接口764和用户接口766。远程设备511接受来自身体传感器702和/或环境传感器704的数据输入。远程设备还接受来自远程服务器708的数据输入。远程设备511将数据存储在本地存储器706中。

远程设备511上的本地存储器706包括用户配置文件736、历史主观数据738、预定义的程序740、定制的程序741、历史客观数据742和历史环境数据744。用户配置文件736存储关于用户的睡眠系统偏好和信息，包括但不限于年龄、体重、身高、性别、病史(例如睡眠状况、药物、疾病)、健康状况(例如健康水平、健身活动)、睡眠目标、压力水平和/或职业信息(例如职业、轮班信息)。病史包括咖啡因的摄入、酒精的摄入、烟草消费、处方睡眠辅助和/或其他药物的使用、血压、不宁腿综合征、嗜睡、头痛、心脏病、睡眠呼吸暂停、抑郁、中风、糖尿病、失眠症、焦虑或创伤后应激障碍(PTSD)和/或神经障碍。在一个实施例中，病史包括自埃普沃思(Epworth)嗜睡量表(ESS)、失眠严重度指数(ISI)、广泛性焦虑症7项量表(GAD-7)和/或患者健康问卷调查-9(PHQ-9)(抑郁症评估)收集的信息。在一个实施例中，用户的体重从第三方应用自动上传到本地存储器。在一个实施例中，第三方应用从智能秤(例如，Fitbit Aria智能秤、诺基亚body智能体重体脂秤、Garmin索引智能秤、安德玛智能秤(Under Armour Smart Scale)、Pivotal Living智能秤、iHealth无线秤)获得信息。

历史客观数据742包括从身体传感器702收集的信息。这包括来自呼吸传感器712、眼动电图传感器713、心率传感器714、运动传感器716、肌电图传感器717、脑电波传感器718、体温传感器720、分析物传感器721、脉搏血氧计传感器722、血压传感器723和/或皮肤电活动传感器724的信息。

历史环境数据744包括从环境传感器704收集的信息。这包括来自环境温度传感器725、湿度传感器726、噪声传感器728、空气质量传感器730、光传感器732和/或气压传感器734的信息。

历史主观数据738包括从手动睡眠日志(例如匹兹堡睡眠质量指数)收集的信息。手动睡眠日志包括但不限于，首次尝试睡眠的时间、入睡的时间、苏醒的时间、睡眠的小时数、醒来的次数、醒来的时间、醒来的时间长度、感知的睡眠质量、辅助睡眠的药物的使用、白天期间难以保持清醒和/或集中注意力、晚上难以调节温度(例如太热、太冷)、晚上呼吸困难(例如咳嗽、打鼾)、做噩梦、半夜醒来或在期望的苏醒时间之前醒来、睡觉时腿部抽搐或痉挛、睡觉时不安宁、由于疼痛导致睡眠困难、和/或需要在半夜使用卫生间。

预定义的程序740是用于各种状况和/或身体类型(例如，体重减轻、舒适性、运动恢复、潮热、褥疮、抑郁症、多发性硬化、替代睡眠周期)的一般性睡眠设置。在一个实施例中，体重减轻的预定义的程序将表面温度设定在非常冷的设定(例如，15.56-18.89℃(60-66°F))上以增加代谢反应，导致燃烧的卡路里增加，然后导致体重减轻。在第一个睡眠周期开始使热量消耗最大化同时对睡眠质量的影响最小之后，温度设置会自动调整到用户可以忍受的冷的程度。由于新陈代谢低，超重的个人的核心温度可能不会下降。在一个示例中，表面温度在睡眠时段开始时为20℃(68°F)，在N1-N2睡眠期间为18.89℃(66°F)，在N3睡眠期间为18.33℃(65°F)，在REM睡眠期间为19.44℃(67°F)，以及当唤醒用户时为20℃(68°F)。

在又一个实施例中，温度调节周期用于减少失眠。失眠可能是由于核心体温没有下降或者核心体温下降的延迟造成的。在一个示例中，表面温度在睡眠时段开始时为20℃(68°F)，在N1-N2睡眠期间为17.78℃(64°F)，在N3睡眠期间为15.56℃(60°F)，在REM睡眠期间为18.89℃(66°F)，以及当唤醒用户时为20℃(68°F)。

在又一个实施例中，温度调节周期用于减少由于多发性硬化(MS)的睡眠中断。在MS中，核心温度和极端温度管理是不一致的。因此，建议睡觉时暖和，醒来时暖和。在一个示例中，表面温度在睡眠时段开始时为37.78℃(100°F)，在N1-N2睡眠期间为21.11℃(70°F)，在N3睡眠期间为20℃(68°F)，在REM睡眠期间为26.67℃(80°F)，以及当唤醒用户时为37.78℃(100°F)。

在又一个实施例中，温度调节周期用于支持具有替代睡眠周期的用户。一个替代睡眠周期是用户在24小时周期内改变为多相睡眠周期(例如，双相睡眠、分段睡眠、多相睡眠)的时间。在一个示例中，表面温度在睡眠时段开始时为21.11℃(70°F)，在N1-N2睡眠期间为17.78℃(64°F)，在N3睡眠期间为16.67℃(62°F)，在REM睡眠期间为19.44℃(67°F)，以及当唤醒用户时为21.11℃(70°F)。这个程序可以重复用于多个均匀间隔的睡眠段，或者用于4-5小时的较长段。对于短的30分钟段，温度下降(例如，0.278℃/分钟(0.5°F/分钟)或更多)。

在一个实施例中，温度调节周期用于减少褥疮。温度调节周期基于风险因素的自动收集来改变冷却和加热，这些风险因素包括温度、表面积压力和水分(例如汗)。在另一个实施例中，温度调节周期由睡眠专家或医生基于用户的特定健康状况来规定。

定制的程序741是由用户定义的睡眠设置。在一个示例中，在N3阶段期间，用户通过将预定义的程序(例如，上述的体重减轻的程序)调低1.11℃(2°F)来创建定制的程序。在另一示例中，用户通过调整预定义的程序(例如，上述的体重减轻的程序)以具有37.78℃(100°F)的起始温度来创建定制的程序。定制的程序741允许用户保存优选的睡眠设置。

远程服务器708包括全局历史主观数据746、全局历史客观数据748、全局历史环境数据750、全局配置文件数据752、全局分析引擎754、校准引擎756和仿真引擎758。全局历史主观数据746、全局历史客观数据748、全局历史环境数据750和全局配置文件数据752包括来自多个用户的数据。

系统组件包括具有可调温度控制的床垫褥11、具有可调硬度的床垫768、具有可调高度的床垫770、闹钟772、调节室温的恒温器774、照明系统776、风扇778、加湿器780和/或除湿器782。

身体传感器702、环境传感器704、具有本地存储器706的远程设备511、远程服务器708和系统组件710被设计为通过设计成在各种数据收集源之间交换数据的系统直接连接(例如USB或等同物)或无线连接(例如蓝牙、Wi-Fi、ZigBee)。

图22是系统架构的一个实施例的框图。远程设备具有移动应用，优选在智能手机上，其与传感器702和/或704无线通信。移动应用可操作地与第三方系统(例如，乐活(Fitbit)、卓棒(Jawbone)、Nest)和系统组件710通信。传感器702和/或704可以通过第三方系统向移动应用传递信息。系统组件710可以通过第三方系统向移动应用传递信息。移动应用通过网络与远程服务器708通信。

在睡眠时段开始时，选择为睡眠时段提供优化值的程序。该程序基于用户偏好优选地是预定义的程序或定制的程序。在一个实施例中，优化值包括但不限于，睡眠阶段(例如，清醒，阶段N1、阶段N2、阶段N3、REM睡眠)、呼吸速率、心率、脑电波(例如，β波、α波、θ波、δ波)、血氧率、体温、和/或系统组件710的设置。

如图23所示，在一个实施例中，远程服务器708作为全局分析引擎754、校准引擎756、仿真引擎758以及数据库796、797、798和799的主机。尽管示出了四个数据库，但具有超过一个的任何数目的数据库同样是可能的。全局分析引擎754基于实时数据，利用睡眠系统700的虚拟模型针对被监测的睡眠系统700生成预测值。校准引擎756基于实时数据修改和更新虚拟模型。虚拟模型的任何操作参数可由校准引擎756来修改，只要所得到的修改可操作地由虚拟模型处理即可。

全局分析引擎754分析预测值和优化值之间的差值。如果优化值和预测值之间的差值大于阈值，则仿真引擎758基于实时数据和用户偏好确定被监测的睡眠系统700的优化值。全局分析引擎754基于仿真引擎758的输出确定系统组件710的参数的改变是否是优化睡眠所必需的。如果参数的改变是必需的，则新参数被发送到远程设备511上的移动应用，然后被发送到系统组件710。校准引擎756然后利用新参数更新虚拟模型。因此，在不需要来自用户的输入的情况下，该系统自主地优化睡眠系统(例如，表面温度)。

图23是睡眠系统的网络的图示。来自多个用户的数据可以存储在远程服务器708上。尽管示出了一台远程服务器，但具有超过一台的任何数目的远程服务器同样是可能的。用户可以选择将他们的数据发送到远程服务器708，存储在远程服务器708上的至少一个数据库中。远程服务器708上的仿真引擎758可操作地使用来自多个用户的数据以基于个人偏好(例如，目标睡眠小时数、优选的卧床时间、优选的苏醒时间、更快的入睡时间、睡眠期间更少的醒来、更多的REM睡眠、更深的睡眠、和/或更高的睡眠效率)或身体状况(例如，体重减轻、舒适性、运动恢复、潮热、褥疮、抑郁)确定针对用户的定制的和优化的睡眠设置。在一个示例中，通过仿真引擎758检查从其他有潮热的用户和存储在远程服务器708上的数据库中的温度调节床垫褥获得的数据，针对有潮热的用户的温度调节的床垫褥11的温度设置被自动确定。

睡眠系统700包括睡眠系统的虚拟模型。虚拟模型是基于所选的程序被初始化的。睡眠系统的虚拟模型是动态的，其改变为实时或接近实时地反映睡眠系统700的状态。虚拟模型包括来自身体传感器702和环境传感器704的信息。基于来自身体传感器702和环境传感器704的数据，虚拟模型生成针对睡眠系统700的预测值。根据来自身体传感器702的数据确定用户的睡眠阶段(例如，清醒、阶段N1、阶段N2、阶段N3、REM睡眠)。

睡眠系统700被监测以确定身体传感器702的状态是否有变化(例如，体温的变化)、环境传感器704的状态是否有变化(例如，室温的变化)、系统组件710的状态是否有变化(例如，床垫褥的温度变化)或者用户的睡眠阶段的状态是否有变化。如果有状态发生变化，虚拟模型将被更新以反映状态的变化。为睡眠系统700生成预测值。如果优化值和预测值之间的差值大于阈值，则在仿真引擎758上运行仿真，以基于实时数据优化睡眠系统700。仿真引擎758使用包括但不限于全局历史主观数据746、全局历史客观数据748、全局历史环境数据750、和/或全局配置文件数据752的信息，以确定参数的改变是否是优化睡眠系统700所必需的。在一个示例中，降低床垫褥11的温度，以使用户在N3阶段睡眠中保持更长时间段。

图24是示出了用于监测睡眠系统700并基于监测的数据更新虚拟模型的示例过程的示意图。首先，在步骤2202中，控制睡眠系统700的程序被加载到远程设备511上。在优选实施例中，该程序是基于用户偏好的预定义的程序或定制的程序。在步骤2204中，包括但不限于来自程序的睡眠状态、系统组件710的参数和/或时间的改变的优化值被加载到全局分析引擎754上。在步骤2206中，远程服务器708经由远程设备511接收实时数据。在步骤2208中，实时数据用于监测睡眠系统700的状态。如上所述，睡眠系统700包括身体传感器702、环境传感器704、具有本地存储器706的远程设备511、远程服务器708和系统组件710。因此，在步骤2208中监测身体传感器702、环境传感器704和系统组件710的状态，以及用户的睡眠状态。在步骤2210中，关于被监测设备的状态和/或睡眠状态是否有变化被确定。如果有变化，则校准引擎756在步骤2212中更新虚拟模型以反映状态的变化，即更新相应的虚拟组件数据以反映各个被监测的设备的实际状态。

在步骤2214中，基于被监测系统的当前实时状态，生成被监测的睡眠系统700的预测值。在一个实施例中，预测值包括但不限于睡眠阶段(例如，清醒、阶段N1、阶段N2、阶段N3、REM睡眠)。在步骤2216中，将步骤2204中加载的优化值与步骤2214中获得的预测值进行比较。

因此，在步骤2214中，生成基于被监测的睡眠系统700的实际状况的有意义的预测值。在步骤2216中，这些预测值然后用于基于比较结果确定是否应该采取进一步的行动。例如，如果在步骤2218中确定预测值和优化值之间的差值小于或等于阈值，则在步骤2220中发出不校准的指令。如果如步骤2218中确定的，实时数据和预测值之间的差值大于阈值，则在步骤2222中生成启动仿真命令。

在步骤2224中，响应于启动仿真命令，生成对仿真引擎758的函数调用。在步骤2226中，仿真引擎758选择针对睡眠系统700的优化值。在步骤2204中，在全局分析引擎754上更新这些优化值。在步骤2228中，基于仿真引擎758的输出，全局分析引擎754确定优化值是否需要睡眠系统700的参数(例如床垫褥的温度、室温、照明、床垫硬度、床垫高度)的改变。在优选实施例中，仿真引擎758使用全局历史主观数据746、全局历史客观数据748、全局历史环境数据750和全局配置文件数据752来确定参数的改变是否是必需的。如果参数的改变不是必需的，则在步骤2230中发出不校准指令。如果参数的改变是必需的，则在步骤2232中，将新参数发送到远程设备511。在步骤2234中，远程设备511发送新参数到系统组件710。

校准引擎756基于实时数据和新参数在步骤2212中更新虚拟模型。然后在步骤2214中生成预测值。采用这种方式，在步骤2214中生成的预测值不仅被更新以反映被监测的睡眠系统700的实际状态，而且随着用户在睡眠周期中的移动，这些预测值也被更新以反映被监测的系统700中的自然变化。因此，在步骤2214中可以生成现实的预测值。

如前所述，至少一个远程设备511优选地具有允许睡眠系统700调整睡眠系统的参数的用户界面766(例如，智能手机或平板电脑的移动应用)。可以在睡眠时段期间利用预定的程序或基于用户偏好的定制的程序来操控睡眠系统的参数(例如床垫褥的目标温度)，以产生更深、更安宁的睡眠。

因为目标温度可以在任何时间被设定，所以这些目标温度可以在睡眠时段期间被操控，以便匹配用户偏好或与用户睡眠周期相关的程序，从而产生更深、更安宁的睡眠。

在一个实施例中，移动应用测量用户开始尝试睡眠的时间(TATS)、TATS开始时间、TATS结束时间、卧床时间(TIB)、TIB开始时间和/或TIB结束时间。移动应用基于TATS开始时间和TATS结束时间计算总TATS持续时间。移动应用程序还基于TIB开始时间和TIB结束时间计算总TIB持续时间。在一个实施例中，TATS开始时间、TATS结束时间、TIB开始时间和/或TIB结束时间是由用户(例如，通过按下移动应用中的按钮)指示的。可选地，TATS开始时间、TATS结束时间、TIB开始时间和/或TIB结束时间是由传感器确定的。在一个示例中，TATS开始时间是由在床上时用户闭上眼睛确定的。在另一示例中，TATS结束时间是由运动传感器测量的增加的运动和/或眼睛的睁开确定的。在又一示例中，TIB开始时间是由指示用户是水平的传感器和/或指示用户在床上的床或房间传感器确定的。在又一示例中，TIB结束时间是由指示用户不是水平的传感器和/或指示用户不在床上的床或房间传感器确定的。

移动应用可操作地确定用户是醒着还是睡着了。清醒状态(即，“清醒着”)的特征在于认知意识和/或有意识、对环境提示有反应、运动传感器检测到的持续运动、EEG检测到的β和/或α波、增加的心率、增加的呼吸、增加的血压、增加的皮肤电活动、增加的体温、睁眼、随意眼运动和/或下巴上增加的EMG。睡眠状态(即，“睡着”)的特征在于警觉性和/或意识丧失、对环境提示缺乏反应、缺乏运动、EEG检测到α波减少、EEG检测到增加的θ波和δ波、降低的心率、减少的呼吸、降低的血压、降低的体温、闭眼、眼皮跳(eye twitch)和/或降低的氧饱和度。

在优选实施例中，移动应用可操作地测量初始睡眠开始时间和/或最终醒来的时间。初始睡眠开始时间是TATS开始时间之后的睡眠的第一次发生。最终醒来的时间是TATS结束时间之前紧随最后一次发生的睡眠之后的时间。在一个实施例中，移动应用计算睡眠出现潜伏时间，为TATS开始时间到初始睡眠开始时间之间的时间间隔的持续时间。在另一个实施例中，移动应用计算起来(arising)潜伏时间，为最终醒来时间到TATS结束时间之间的时间间隔的持续时间。在优选实施例中，移动应用可操作地计算睡眠效率百分比。在一个实施例中，睡眠效率百分比被定义为总睡眠时间除以总TATS持续时间。在可选的实施例中，睡眠效率百分比被定义为总睡眠时间除以总TIB持续时间。

在一个实施例中，移动应用可操作地确定总睡眠时段持续时间、总睡眠时间、睡眠维持百分比、总苏醒持续时间、初始睡眠开始后的苏醒持续时间、醒来总次数、每小时醒来率和/或睡眠碎片率。

在另一实施例中，移动应用可操作地确定REM睡眠、N1睡眠、N2睡眠和/或N3睡眠。REM睡眠的特征是低电压、具有少于15秒的α活动的混合频率的EEG活动、锯齿性θ的EEG活动、快速眼动、和/或下巴上的EMG活动减少或下巴上无EMG活动。N1睡眠的特点是低电压、具有在30秒的时间内少于15秒的α活动的混合频率的EEG活动、无睡眠纺锤体或K复合物、可能缓慢转动的眼球运动、和/或下巴上的EMG活动减少。N2睡眠的特征是睡眠纺锤体和/或K复合活动、没有眼球运动、和/或下巴上的EMG活动减少。N3睡眠的特征在于高振幅(例如，大于75μV的峰-峰)、慢波(例如，4Hz或更低的频率)的EEG活动。在又一实施例中，移动应用可操作地计算REM睡眠持续时间、百分比和从睡眠出现潜伏时间；N1睡眠持续时间、百分比和从睡眠出现潜伏时间；N2睡眠持续时间、百分比和从睡眠出现潜伏时间；和/或N3睡眠持续时间、百分比以及从睡眠出现潜伏时间。

可选地，上述睡眠状态的计算和确定是通过网络在远程服务器上确定的。在一个实施例中，睡眠状态的计算和确定然后被发送到至少一个远程设备上。

图25示出了用于移动应用的图形用户界面(GUI)的一个实施例的主屏幕。底部导航条允许用户在移动应用内的目标之间快速切换。在图25中，底部导航条(按从左到右的顺序)包括用于主屏幕、时间表屏幕、睡眠屏幕、进度屏幕和目标设置屏幕的图标。

主屏幕包括用户睡眠小时数对照日期的图表。在此示例中，图表提供了用户在之前的10天中睡眠的小时数。在一个实施例中，用户每天睡眠的小时数是从可穿戴设备(例如乐活(Fitbit)、卓棒(Jawbone)UP、Misfit、苹果手表、诺基亚智能手表(Nokia Steel)、诺基亚智能手环(Nokia Go))中获得的。可选地，用户手动输入用户去睡觉的时间和用户苏醒的时间。

主屏幕还提供用户日常健康信息的当前快照。用户的日常健康信息包括但不限于用户已行走的步数、达到的健身目标百分比、用户消耗的卡路里数以及用户消耗的水量。该信息优选地由移动应用实时或接近实时地更新。在一个实施例中，该信息被手动输入到移动应用中。可选地，该信息从第三方应用(如乐活(Fitbit)、卓棒(Jawbone)、Misfit、减肥宝(MyFitnessPal)、苹果健康(Apple Health)、健康伴侣(Health Mate))中获得。

主屏幕允许用户设置智能告警(例如上午6:10)。智能告警在一段时间内充分地提高床垫褥的表面温度，以允许用户从最后一个睡眠周期中出来。醒来的速度是基于睡眠周期信息的。如果新的周期刚刚开始，则温度升高的速度较快(例如，0.278℃/分钟(0.5°F/分钟))。如果用户刚刚从睡眠周期的底部出来，则温度升高的速度较慢(例如，0.056℃/分钟(0.1°F/分钟))。在一个实施例中，移动应用使用用户生命体征的主动数据收集，包括但不限于心率、呼吸速率、血氧水平、脑电波和/或皮肤温度，以确定醒来的速度。

图26示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的时间表屏幕。移动应用允许用户选择温度时间表。在图25中，在晚上10点至早上6点之间温度在10-18.33℃(50-65°F)之间变化。时间表屏幕显示温度对照时间的图表。

图27示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的另一时间表屏幕。移动应用允许用户选择睡眠时间和苏醒时间。

图28示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的睡眠屏幕。睡眠屏幕显示前一天的时间对照温度的图表。睡眠屏幕显示睡眠时段的开始温度和苏醒时间。用户可以选择“开始睡眠”按钮来手动跟踪睡眠周期。

睡眠屏幕上还有用于智能告警的按钮。这允许移动应用调整床垫褥的设置，以在睡眠周期内的最佳时间唤醒用户。如前所述，通过增加温度来轻轻地唤醒用户可以防止睡眠惯性。睡眠屏幕还具有用于跟踪用户运动的按钮。此外，睡眠屏幕还具有用于跟踪用户声音的按钮。

图29示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的目标设置屏幕。目标设置屏幕允许用户打开或关闭卧床时间提醒，并选择目标睡眠小时数(例如，8小时)。目标设置屏幕还允许用户选择优选的睡眠时间(例如晚上10:00)和优选的苏醒时间(例如上午6:00)。目标设置屏幕还允许用户设置目标体重、目标用水量和目标卡路里消耗量。其他目标包括但不限于，更快的入睡时间、睡眠时段期间更少的醒来、更多的REM睡眠、更深的睡眠(例如N3睡眠)和/或更高的睡眠效率。

图30示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的进度屏幕。进度屏幕包括用户睡眠小时数对照日期的图表。在此示例中，图表提供了用户在之前10天中睡眠的小时数。进度屏幕显示当前睡眠效率(例如80％)。进度屏幕列出了当前日期、睡眠时间、苏醒时间和睡眠小时数。“手动记录”按钮允许用户手动记录睡眠。进度屏幕还包括睡眠深度(例如，浅或深)对照日期的图表。在此示例中，图表提供了在之前10天中的睡眠深度。进度屏幕显示在深度睡眠中度过的时间(例如5.30小时)和在轻度睡眠中度过的时间(例如3.15小时)。

图31示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的配置文件屏幕。在该实施例中，移动应用包括社交组件。移动应用允许用户上传照片。移动应用还允许用户追随其他用户。在这个示例中，用户有863个追随者。通知示出了用户有4个新的追随者。此外，移动应用允许用户喜欢其他用户的状态更新和照片。在这个示例中，用户已贴出了2471张照片，以及1593个喜欢。通知示出了用户有7个新的喜欢。此外，GUI显示了针对几个月内喜欢、追随者和照片的数目的统计。

图32示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的另一个配置文件屏幕。在该示例中，移动应用可操作地在用户之间发送消息。

图33示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的又一配置文件屏幕。在此示例中，配置文件屏幕显示工作日晚上10点的睡眠时间和工作日早上6点的苏醒时间。配置文件屏幕还显示周末晚上10点的睡眠时间、周末早上6点的苏醒时间。配置文件屏幕包括添加睡眠配置文件的按钮。底部导航条允许用户在移动应用内的目的地之间快速切换。在图33中，底部导航条(按从左到右的顺序)包括用于温度屏幕、睡眠屏幕、告警屏幕、通知屏幕和设置屏幕的图标。

图34示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的添加睡眠配置文件屏幕。移动应用可操作地允许用户设置睡眠时间和苏醒时间。此外，移动应用可操作地允许用户选择在睡眠时间段上的用于床垫褥的温度。在此示例中，温度设定为在晚上10点为17.22℃(63°F)、在晚上11点为26.11℃(79°F)、在午夜12点为33.89℃(93°F)、在凌晨1点为26.67℃(80°F)、在凌晨2点为47.78℃(118°F)、在凌晨3点为40.56℃(105°F)、在凌晨4点为37.22℃(99°F)、在凌晨5点为32.22℃(90°F)、以及在早上6点为26.11℃(79°F)。此外，移动应用允许用户选择温暖的苏醒，这缓慢地(例如，0.278℃/分钟(0.5°F/分钟))温暖用户以唤醒用户。

图35示出了用于移动应用的GUI的一个实施例的仪表板屏幕。在该实施例中，移动应用可操作地允许用户检查控制单元中的至少一个储存器的水位。在优选实施例中，当水位低于阈值时，移动应用通知用户。此外，移动应用允许用户显示睡眠效率。

在另一个实施例中，移动应用通知用户需要水处理或水净化。在另一个实施例中，移动应用以指定的时间间隔自动安排水处理或水净化(例如，自动打开UV光进行水处理)。

大多数人采用单相睡眠模式(例如，一次睡眠6-8小时)。当一个人采用双相或多相睡眠模式时，非单相睡眠出现。双相睡眠模式是指一个人每天睡两次。通常，这包括白天期间较短的休息(例如，“午睡”)，晚上期间较长的睡眠时段。多相睡眠模式(例如，Everyman、Uberman、Dymaxion、双核)包括一天中的多次睡眠，通常每天为范围为4至6段的睡眠。

图36示出了用于允许双相睡眠的移动应用的GUI的一个实施例的配置文件屏幕。在此示例中，用户工作日从下午1点到下午3点以及晚上11点到早上5点睡觉。在周末，用户也从下午1点到下午3点和凌晨2点到早上9点睡觉。

尽管图33和36示出了工作日和周末的睡眠时间表，但移动应用可操作地允许用户为一周中的每一天设置特定的睡眠时间表。在一个示例中，移动应用允许用户为周一至周四(例如，压缩的工作周的工作日)、周五、周六和周日设置不同的睡眠时间表。

图37是本发明的一个实施例的示意图，示出了通常被描述为800的计算机系统，其具有网络810、多个计算设备820、830、840、服务器850和数据库870。

服务器850被构造、配置和耦接以使得通过网络810能够与多个计算设备820、830、840通信。服务器850包括具有操作系统852的处理单元851。操作系统852使得服务器850能够通过网络810与远程分布式用户设备通信。数据库870可以容纳操作系统872、存储器874和程序876。

在本发明的一个实施例中，系统800包括基于云的网络810，该基于云的网络810用于经由无线通信天线812进行分布式通信，并由至少一个移动通信计算设备830进行处理。在本发明的另一个实施例中，系统800是能够在计算设备820、830、840上执行本文呈现的软件和/或应用组件的任何或所有方面的虚拟化计算系统。在某些方面，计算机系统800可以利用在专用计算设备中、或者集成到另一实体中、或者分布在多个实体或计算设备上的硬件或软件和硬件的组合来实现。

作为示例而非限制，计算设备820、830、840旨在表示各种形式的数字计算机820、840、850和移动设备830，例如服务器、刀片服务器、大型机、移动电话、个人数字助理(PDA)、智能手机、台式计算机、上网本计算机、平板计算机、工作站、膝上型计算机和其他类似的计算设备。本文示出的组件、它们的连接和关系以及它们的功能仅仅是示例性的，并不意味着对本文中描述和/或要求保护的本发明的实现方式的限制。

在一个实施例中，计算设备820包括诸如处理器860、具有随机存取存储器(RAM)864和只读存储器(ROM)866的系统存储器862、以及将存储器862耦接到处理器860的系统总线868之类的组件。在另一实施例中，计算设备830可以另外地包括诸如用于存储操作系统892和一个或更多个应用程序894的存储设备890、网络接口单元896和/或输入/输出控制器898的组件。每个组件可以通过至少一个总线868彼此耦接。输入/输出控制器898可以接收和处理来自多个其他设备899的输入，或者向多个其他设备899提供输出，其中多个其他设备889包括但不限于，字母数字输入设备、鼠标、电子笔、显示单元、触摸屏、信号生成设备(例如扬声器)、或者打印机。

作为示例而非限制，处理器860可以是通用微处理器(例如，中央处理单元(CPU))、图形处理单元(GPU)、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、状态机、门控或晶体管逻辑、分立硬件组件、或能够执行计算、用于执行的过程指令和/或其他信息的操纵的任何其他合适的实体或其组合。

在另一实现方式中，如图37中的840所示，可以使用多个处理器860和/或多个总线868，以及适当地使用多种类型的多个存储器862(例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或更多个微处理器)。

此外，可以连接多个计算设备，每个设备提供部分的必需的操作(例如，服务器组、一组刀片服务器或多处理器系统)。可选地，一些步骤或方法可以由特定于给定功能的电路来执行。

根据各种实施例，计算机系统800可以使用通过网络810到本地和/或远程计算设备820、830、840、850的逻辑连接在网络化环境中工作。计算设备830可以通过连接到总线868的网络接口单元896连接到网络810。计算设备可以通过有线网络、直接有线连接或者通过与网络天线812和网络接口单元896通信的天线897(必要时可以包括数字信号处理电路)无线地(例如声学、RF或红外地)传送通信媒介。网络接口单元896可以提供各种模式或协议下的通信。

在一个或更多个示例性的方面，指令可以以硬件、软件、固件或其任意组合的方式被实现。计算机可读介质可以为一组或更多组指令(例如操作系统、数据结构、程序模块、应用、或包含本文描述的任何一种或更多种方法或功能的其他数据)提供易失性或非易失性存储。计算机可读介质可以包括存储器862、处理器860和/或存储介质890，并且可以是存储一组或更多组指令900的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式计算机系统)。非瞬态计算机可读介质包括所有计算机可读介质，唯一的例外是瞬态传播的信号本身。指令900还可以经由作为通信介质的网络接口单元896在网络810上被传输或接收，该通信介质可以包括调制数据信号，例如载波或其他传输机制，以及包括任何传输介质。术语“调制数据信号”意味着具有以对信号中的信息进行编码的方式设置或更改的其特性中的一个或更多个特性的信号。

存储设备890和存储器862包括但不限于，易失性和非易失性介质，例如高速缓存、RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储器技术；光盘(例如，数字多功能光盘(DVD)、HD-DVD、蓝光、光盘(CD)或CD-ROM)或其他光学存储器；磁带盒、磁带、磁盘存储器、软盘或其他磁存储设备；或可用于存储计算机可读指令并可由计算机系统800访问的任何其它介质。

还可以设想，计算机系统800可以不包括图37中所示的所有组件，可以包括图37中未明确示出的其他组件，或者可以利用与图37中所示的完全不同的架构。结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法可以被实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚说明这种硬件和软件的可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路和步骤已就其功能在上面进行了一般描述。这类功能被实施为硬件还是软件取决于施加在整个系统的特定应用和设计约束条件。熟练的技术人员可以为每个特定应用(例如，以不同的顺序安排的应用或以不同的方式划分的应用)以各种方式实施所描述的功能，但是此类实施决定不应被理解为导致偏离本发明的范围。

提供上述示例是出于阐明本发明的各个方面的目的，对于本领域技术人员来说明显的是，上述示例不是用于限制本发明的范围的。举例来说，温度调节制品可以是床垫褥、睡袋、垫子或毯子。上述示例只是上述组件可以采用的许多配置中的一些。出于简明和可读性的目的，这里删除了所有的修改和改进，但它们当然在本发明的范围内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于调节表面温度的制品，包括:

具有多个开口的第一层，其中所述第一层具有外表面和内表面；

具有对应的多个开口的第二层，其中所述第二层具有外表面和内表面，并且其中所述第二层沿着所述制品的周界和所述多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到所述第一层；

限定在所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面之间的至少一个内部腔室；

用于将流体输送到所述至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；

用于从所述至少一个内部腔室移除所述流体的至少一个柔性流体返回管线；

附接到所述至少一个柔性流体供应管线和所述至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中所述至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热所述流体；以及

至少一个泵，其用于循环所述流体通过所述至少一个柔性流体供应管线、所述至少一个内部腔室和所述至少一个柔性流体返回管线；

其中所述至少一个内部腔室被构造和配置为保持所述流体不泄漏；

其中所述至少一个泵容纳在所述至少一个控制单元中；以及

其中所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面包括至少一层防水材料。

2.根据权利要求1所述的制品，其中所述流体为水。

3.根据权利要求1所述的制品，其中，所述至少一个柔性流体供应管线和所述至少一个柔性流体返回管线包含在柔性软管中。

4.根据权利要求3所述的制品，其中床垫褥软管弯头围绕所述柔性软管同心，其中所述床垫褥软管弯头将所述柔性软管固定到床垫的一侧，并且其中所述床垫褥软管弯头可操作以在所述柔性软管上滑动。

5.根据权利要求1所述的制品，其中，所述多个开口中的每一个开口呈六边形、三角形、圆形、矩形、正方形、椭圆形、菱形、五边形、七边形、八边形、九边形、十边形、梯形、平行四边形、斜方形、十字形、半圆形、新月形、心形、星形、雪花形和/或任何其他多边形的形状。

6.根据权利要求1所述的制品，其中所述多个开口产生的孔洞包括所述制品的表面积的至少15％。

7.根据权利要求1所述的制品，还包括在第一附接点处附接到所述制品的第一侧的第一面板和在第二附接点处附接到所述制品的第二侧的第二面板，其中所述第一附接点在所述第一层和所述第二层之间，其中所述第二附接点在所述第一层和所述第二层之间，其中所述第二附接点在所述制品的与所述第一附接点相对的一侧上，其中第一防滑件在与所述第一附接点相对的一侧附接到所述第一面板，并且其中第二防滑件在与所述第二附接点相对的一侧附接到所述第二面板。

8.根据权利要求1所述的制品，其中所述至少一个控制单元还包括两个流体储存器，其中第一流体储存器用于加热和/或冷却所述流体，其中所述第一流体储存器包括测量所述流体的液位的至少一个传感器，其中第二流体储存器用于存储额外的流体，并且当所述至少一个传感器指示在所述第一流体储存器中的所述流体的所述液位低于最小值时，来自所述第二流体储存器的所述额外的流体自动地用于填充所述第一流体储存器。

9.根据权利要求1所述的制品，其中所述防水材料是尿烷。

10.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一层的所述外表面和/或所述第二层的所述外表面包括抗菌或抗微生物的保护。

11.根据权利要求1所述的制品，还包括分别附接到所述制品的侧面和端部的侧面板和端面板；其中顶部防滑件和底部防滑件附接到由所述侧面板和所述端面板形成的每个拐角；并且其中在每个拐角，所述侧面板中的一个和所述端面板中的一个位于所述顶部防滑件和所述底部防滑件之间，以将所述制品固定到床垫。

12.根据权利要求1所述的制品，还包括位于所述至少一个内部腔室中的隔离层。

13.一种睡眠系统，包括：

至少一个远程设备；和

用于调节表面温度的制品，其中该制品还包括:

具有多个开口的第一层，其中所述第一层具有外表面和内表面；

具有对应的多个开口的第二层，其中所述第二层具有外表面和内表面，并且其中所述第二层沿着所述制品的周界和所述多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到所述第一层；

限定在所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面之间的至少一个内部腔室；

用于将流体输送到所述至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；

用于从所述至少一个内部腔室移除所述流体的至少一个柔性流体返回管线；和

附接到所述至少一个柔性流体供应管线和所述至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中所述至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热所述流体；以及其中所述至少一个控制单元具有至少一个天线和至少一个处理器；

其中所述至少一个远程设备和所述至少一个控制单元具有实时或接近实时的双向通信；

其中所述至少一个控制单元可操作以从所述至少一个远程设备接收参数以修改所述表面的所述温度；

其中所述至少一个内部腔室被构造和配置为保持所述流体不泄漏；以及

其中所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面包括至少一层防水材料。

14.根据权利要求13所述的睡眠系统，还包括至少一个远程服务器，所述远程服务器具有与所述至少一个远程设备的实时或接近实时的双向通信。

15.根据权利要求13所述的睡眠系统，还包括至少一个身体传感器和/或至少一个环境传感器。

16.根据权利要求15所述的睡眠系统，其中，所述至少一个身体传感器为呼吸传感器、眼动电图传感器、心率传感器、运动传感器、肌电图传感器、脑电波传感器、体温传感器、分析物传感器、血压传感器、皮肤电活动传感器和/或脉搏血氧计传感器。

17.根据权利要求13所述的睡眠系统，其中，所述至少一个控制单元可操作以根据选定的与用户的睡眠周期相关联的目标温度的时间表来改变所述表面的所述温度。

18.根据权利要求13所述的睡眠系统，其中，所述至少一个远程设备经由蓝牙、射频、ZigBee、Wi-Fi或近场通信无线地传输所述参数。

19.一种睡眠系统，包括：

至少一个身体传感器；

至少一个远程设备；

至少一个远程服务器；以及

用于调节表面温度的制品，其中所述制品还包括:

具有多个开口的第一层，其中所述第一层具有外表面和内表面；

具有对应的多个开口的第二层，其中所述第二层具有外表面和内表面，并且其中所述第二层沿着所述制品的周界和所述多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到所述第一层；

限定在所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面之间的至少一个内部腔室；

用于将流体输送到所述至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；

用于从所述至少一个内部腔室移除所述流体的至少一个柔性流体返回管线；和

附接到所述至少一个柔性流体供应管线和所述至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中所述至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热所述流体；以及其中所述至少一个控制单元具有至少一个天线和至少一个处理器；

其中所述至少一个身体传感器和所述至少一个远程设备具有实时或接近实时的双向通信；

其中所述至少一个远程服务器和所述至少一个远程设备具有实时或接近实时的双向通信；

其中所述至少一个远程设备和所述至少一个控制单元具有实时或接近实时的双向通信；

其中所述至少一个远程服务器可操作以基于来自所述至少一个身体传感器的数据自主地确定针对所述制品的优化参数；

其中所述至少一个远程服务器可操作以将针对所述制品的优化参数传输到所述至少一个远程设备；

其中所述至少一个远程设备可操作以将针对所述制品的优化参数传输到所述至少一个控制单元；

其中所述至少一个内部腔室被构造和配置为保持流体不泄漏；以及

其中所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面包括至少一层防水材料。

20.根据权利要求19所述的睡眠系统，其中，所述至少一个身体传感器为呼吸传感器、眼动电图传感器、心率传感器、运动传感器、肌电图传感器、脑电波传感器、体温传感器、分析物传感器、血压传感器、皮肤电活动传感器和/或脉搏血氧计传感器。

Claims (20)

1.一种用于调节表面温度的制品，包括:

具有多个开口的第一层，其中所述第一层具有外表面和内表面；

具有对应的多个开口的第二层，其中所述第二层具有外表面和内表面，并且其中所述第二层沿着所述制品的周界和所述多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到所述第一层；

限定在所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面之间的至少一个内部腔室；

用于将流体输送到所述至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；

用于从所述至少一个内部腔室移除所述流体的至少一个柔性流体返回管线；和

附接到所述至少一个柔性流体供应管线和所述至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中所述至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热所述流体；

其中所述至少一个内部腔室被构造和配置为保持所述流体不泄漏；以及

其中所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面包括至少一层防水材料。

2.根据权利要求1所述的制品，其中所述流体为水。

3.根据权利要求1所述的制品，其中，所述至少一个柔性流体供应管线和所述至少一个柔性流体返回管线包含在柔性软管中。

4.根据权利要求3所述的制品，其中床垫褥软管弯头围绕所述柔性软管同心，并且其中所述床垫褥软管弯头将所述柔性软管固定到床垫的一侧。

5.根据权利要求1所述的制品，其中，所述多个开口中的每一个开口呈六边形、三角形、圆形、矩形、正方形、椭圆形、菱形、五边形、七边形、八边形、九边形、十边形、梯形、平行四边形、斜方形、十字形、半圆形、新月形、心形、星形、雪花形和/或任何其他多边形的形状。

6.根据权利要求1所述的制品，其中所述多个开口包括所述制品的表面积的至少15％。

7.根据权利要求1所述的制品，还包括在第一附接点处附接到所述制品的第一侧的第一面板和在第二附接点处附接到所述制品的第二侧的第二面板，其中所述第一附接点在所述第一层和所述第二层之间，其中所述第二附接点在所述第一层和所述第二层之间，其中所述第二附接点在所述制品的与所述第一附接点相对的一侧上，其中第一防滑件在与所述第一附接点相对的一侧附接到所述第一面板，并且其中第二防滑件在与所述第二附接点相对的一侧附接到所述第二面板。

8.根据权利要求7所述的制品，其中所述第一防滑件和所述第二防滑件包括泡沫材料。

9.根据权利要求1所述的制品，其中所述防水材料是尿烷。

10.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一层的所述外表面和/或所述第二层的所述外表面包括铜离子线或银离子线。

11.根据权利要求1所述的制品，还包括分别附接到所述制品的侧面和端部的侧面板和端面板；其中顶部防滑件和底部防滑件附接到由所述侧面板和所述端面板形成的每个拐角；并且其中在每个拐角，所述侧面板中的一个和所述端面板中的一个位于所述顶部防滑件和所述底部防滑件之间，以将所述制品固定到床垫。

12.根据权利要求1所述的制品，还包括位于所述至少一个内部腔室中的隔离层。

13.一种睡眠系统，包括：

至少一个远程设备；和

用于调节表面温度的制品，其中该制品还包括:

具有多个开口的第一层，其中所述第一层具有外表面和内表面；

具有对应的多个开口的第二层，其中所述第二层具有外表面和内表面，并且其中所述第二层沿着所述制品的周界和所述多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到所述第一层；

限定在所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面之间的至少一个内部腔室；

用于将流体输送到所述至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；

用于从所述至少一个内部腔室移除所述流体的至少一个柔性流体返回管线；和

附接到所述至少一个柔性流体供应管线和所述至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中所述至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热所述流体；以及其中所述至少一个控制单元具有至少一个天线和至少一个处理器；

其中所述至少一个远程设备和所述至少一个控制单元具有实时或接近实时的双向通信；

其中所述至少一个内部腔室被构造和配置为保持所述流体不泄漏；以及

其中所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面包括至少一层防水材料。

14.根据权利要求13所述的睡眠系统，还包括至少一个远程服务器，所述远程服务器具有与所述至少一个远程设备的实时或接近实时的双向通信。

15.根据权利要求13所述的睡眠系统，还包括至少一个身体传感器和/或至少一个环境传感器。

16.根据权利要求15所述的睡眠系统，其中，所述至少一个身体传感器为呼吸传感器、心率传感器、运动传感器、脑电波传感器、体温传感器、分析物传感器、血压传感器和/或脉搏血氧计传感器。

17.根据权利要求13所述的睡眠系统，其中，所述至少一个控制单元可操作以从所述至少一个远程设备接收参数，以修改所述表面的温度。

18.根据权利要求17所述的睡眠系统，其中，所述至少一个远程设备经由蓝牙、射频、ZigBee、Wi-Fi或近场通信无线地传输所述参数。

19.一种睡眠系统，包括：

至少一个身体传感器；

至少一个远程设备；

至少一个远程服务器；以及

用于调节表面温度的制品，其中所述制品还包括:

具有多个开口的第一层，其中所述第一层具有外表面和内表面；

具有对应的多个开口的第二层，其中所述第二层具有外表面和内表面，并且其中所述第二层沿着所述制品的周界和所述多个开口中的每一个开口的周界永久地附着到所述第一层；

限定在所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面之间的至少一个内部腔室；

用于将流体输送到所述至少一个内部腔室的至少一个柔性流体供应管线；

用于从所述至少一个内部腔室移除所述流体的至少一个柔性流体返回管线；和

附接到所述至少一个柔性流体供应管线和所述至少一个柔性流体返回管线的至少一个控制单元，其中所述至少一个控制单元可操作以选择性地冷却或加热所述流体；以及其中所述至少一个控制单元具有至少一个天线和至少一个处理器；

其中所述至少一个身体传感器和所述至少一个远程设备具有实时或接近实时的双向通信；

其中所述至少一个远程服务器和所述至少一个远程设备具有实时或接近实时的双向通信；

其中所述至少一个远程设备和所述至少一个控制单元具有实时或接近实时的双向通信；

其中所述至少一个远程服务器可操作以基于来自所述至少一个身体传感器的数据确定针对所述制品的优化参数；

其中所述至少一个远程服务器可操作以将针对所述制品的优化参数传输到所述至少一个远程设备；

其中所述至少一个远程设备可操作以将针对所述制品的优化参数传输到所述至少一个控制单元；

其中所述至少一个内部腔室被构造和配置为保持流体不泄漏；以及

其中所述第一层的所述内表面和所述第二层的所述内表面包括至少一层防水材料。

20.根据权利要求19所述的睡眠系统，其中，所述至少一个身体传感器为呼吸传感器、心率传感器、运动传感器、脑电波传感器、体温传感器、血糖传感器、血压传感器和/或脉搏血氧计传感器。