專利名稱：預(yù)防近視和頸椎病的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及預(yù)防保健領(lǐng)域的預(yù)防裝置，特別是指一種預(yù)防近視和頸椎病的裝置。
技術(shù)背景
近年來，近視和頸椎病的發(fā)病率逐年升高。在眾多誘發(fā)近視和頸椎病的病因中，長時間保持不良的學(xué)習(xí)、工作姿勢已成為誘發(fā)近視和頸椎病的主要原因。隨著社會日新月異的變化，生活節(jié)奏也隨之加快，人們生活的壓力也愈來愈高，長時間的伏案學(xué)習(xí)，工作已成為大部分人生活中不可或缺的一部分。但長時間不正確的學(xué)習(xí)、工作姿勢，會導(dǎo)致近視和頸椎病的高發(fā)，最終使人們不能專心學(xué)習(xí)、工作，同時還飽受了病痛的折磨。故近年來，預(yù)防近視和頸椎病的裝置應(yīng)運(yùn)而生，其技術(shù)也愈加成熟。
現(xiàn)有技術(shù)中，預(yù)防近視、頸椎病的裝置大體分為兩種，一種是在辦公桌等類似辦公平臺上增加一個限制人體位置的機(jī)械裝置，通過利用機(jī)械裝置限制使用者眼部、頭部與書本的距離和姿勢，來矯正使用者不良的學(xué)習(xí)、工作姿勢。該種裝置對預(yù)防近視、頸椎病有一定的效果，但其應(yīng)用范圍局限性強(qiáng)，不適用于攜帶，并且佩戴感覺不舒服。另一種是利用距離傳感模塊和光強(qiáng)傳感模塊，通過對用眼距離和環(huán)境光照強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)控，對監(jiān)控值低于預(yù)先設(shè)定報警值時，提示報警，使用戶時刻保持良好的學(xué)習(xí)、工作姿勢和環(huán)境。此種裝置能產(chǎn)生良好的預(yù)防作用，且攜帶方便，佩戴舒服。但由于其只能檢測用眼距離和環(huán)境光照，不能根據(jù)判斷用戶的使用狀態(tài)，且更不能根據(jù)用戶不同的使用狀態(tài)來調(diào)整報警值，致使使用范圍局限性強(qiáng)，經(jīng)常造成錯判，誤判而報警。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種能判斷用戶使用狀態(tài)，且能根據(jù)不同的使用狀態(tài)來調(diào)整可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用范圍廣的預(yù)防近視和頸椎病的裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的預(yù)防近視和頸椎病的裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、警示模塊和電源模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述主控模塊相連，所述主控模塊與所述警示模塊相連，所述電源模塊為本裝置提供電源供應(yīng)和充電管理；各模塊通過數(shù)據(jù)總線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)或指令。
所述數(shù)據(jù)采集模塊，包括距離傳感模塊、光強(qiáng)傳感模塊和微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊；所述距離傳感模塊用于采集眼睛與使用目標(biāo)物的距離；所述光強(qiáng)傳感模塊用于收集環(huán)境光強(qiáng)度數(shù)據(jù)；所述微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊用于采集頭部運(yùn)動和姿態(tài)的數(shù)據(jù)。
所述主控模塊，配置為主動分析模式；其包括存儲模塊、智能運(yùn)算模塊；所述存儲模塊用于存儲數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)、可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)誤差數(shù)據(jù)、姿態(tài)和運(yùn)動決策樹算法依賴和訓(xùn)練數(shù)據(jù)；所述智能運(yùn)算模塊調(diào)取存儲模塊中微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊采集的數(shù)據(jù)和存儲模塊中存儲的姿態(tài)和運(yùn)動決策樹算法依賴和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理，判斷用戶當(dāng)前的使用狀態(tài)；當(dāng)確定用戶當(dāng)前的使用狀態(tài)后，智能運(yùn)算模塊從存儲模塊中調(diào)取用戶在不同使用狀態(tài)下的可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，智能運(yùn)算模塊將采集模塊采集的數(shù)據(jù)計算出的結(jié)果與可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，若計算出的數(shù)據(jù)和所述可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)絕對值之差大于標(biāo)準(zhǔn)誤差數(shù)據(jù)，智能運(yùn)算模塊發(fā)出告警信號；在智能運(yùn)算模塊判斷是否發(fā)出告警信號的同時，智能運(yùn)算模塊仍持續(xù)判斷用戶當(dāng)前的使用狀態(tài)，不斷更新判斷所依據(jù)的數(shù)據(jù)。
所述警示模塊，用于接收主控模塊發(fā)出的告警信號后，發(fā)出報警，提示用戶注意。
若智能運(yùn)算模塊無法確定用戶的使用狀態(tài)，則其持續(xù)對采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控；一旦確定用戶的使用狀態(tài)，則對采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和判斷，根據(jù)判斷結(jié)果，決定是否發(fā)出告警信號。
進(jìn)一步說，所述主控模塊還能配置為省電模式；在該狀態(tài)下，數(shù)據(jù)采集模塊還包括定時模塊；距離，光強(qiáng)和微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊都被配置為周期性自動監(jiān)視狀態(tài)，并對其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行先處理，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)分析超出預(yù)先設(shè)置的警示范圍，則發(fā)出喚醒主控模塊信號，喚醒主控模塊，主控模塊對數(shù)據(jù)采集模塊重新采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行再計算，若其計算出的數(shù)據(jù)和所述內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)絕對值之差大于標(biāo)準(zhǔn)誤差數(shù)據(jù)，智能運(yùn)算模塊發(fā)出告警信號， 否則，主控模塊重新進(jìn)入省電模式；若距離，光強(qiáng)和微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊采集的數(shù)據(jù)在一定時間內(nèi)保持不變，則定時模塊向主控模塊發(fā)出喚醒信號，喚醒主控模塊，主控模塊對數(shù)據(jù)采集模塊重新采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，若采集的數(shù)據(jù)仍在一定時間內(nèi)保持不變，則發(fā)出告警信號，否則，主控模塊重新進(jìn)入省電模式。
在主動分析模式和省電模式下，主控模塊還包括自動配置模塊，根據(jù)用戶當(dāng)前狀態(tài)下測量的數(shù)據(jù)設(shè)定為可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，存儲在存儲模塊中，用于作為告警判斷的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
所述警示模塊根據(jù)主控模塊發(fā)出的告警信號指令，發(fā)出聲、光、振動中一種或幾種警示方式。告警方式還可采用眼鏡警示方式，將可控制透明度的液晶屏貼在眼鏡片表面，當(dāng)發(fā)出告警時，對其通電，并通過調(diào)節(jié)電流電壓的大小控制其透明度。不但如此，所述主控模塊還能通過電子電氣標(biāo)準(zhǔn)的傳輸總線，將告警的文字、圖片、符號之一或任意組合信息傳送到液晶屏上顯示，告警信息可以在液晶屏移動顯示，也可以在固定位置顯示。
本裝置還包括通訊模塊，用戶通過主機(jī)改變本裝置配置參數(shù)；且通訊模塊還能將主控模塊發(fā)出的指令傳輸?shù)街鳈C(jī)上，使告警信息顯示在主機(jī)的屏幕上。進(jìn)一步說，本裝置還包括強(qiáng)制休息模塊，若經(jīng)告警后的一定時間內(nèi)，用戶沒有采取相應(yīng)的調(diào)整措施，主控模塊可以發(fā)出強(qiáng)制休息指令，強(qiáng)制休息指令經(jīng)所述通訊模塊傳輸?shù)街鳈C(jī)上，使主機(jī)的屏幕被鎖定或變黑。所述主控模塊還包括健康指數(shù)評估模塊，通過對一段時間內(nèi)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計整理；將整理后的評估健康指數(shù)和改進(jìn)意見顯示在主機(jī)的屏幕上。所述健康指數(shù)評估模塊能根據(jù)用戶的輸入信息和主控模塊計算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，根據(jù)不同用戶的需求， 采用不同的參數(shù)和算法，給出針對用戶所關(guān)注的健康指數(shù)和意見。
進(jìn)一步說，所述電源模塊還包括發(fā)電模塊，通過動能或太陽能為本裝置充電。
進(jìn)一步說，所述主控模塊根據(jù)不同的采集數(shù)據(jù)，采取不同的延時告警時間；對于變化緩慢的變量，一旦檢測到告警信息就立即發(fā)出告警信號；對于變化較快的變量，連續(xù)檢測到一定次數(shù)或一定時間的告警信息時，才發(fā)出告警信號。
更進(jìn)一步說，本裝置還包括可旋轉(zhuǎn)夾具，通過調(diào)整夾具使傳感模塊探頭的方向接近視線方向。
綜上所述，可以看出，本發(fā)明提供的預(yù)防近視和頸椎病的裝置具有以下有益效果
I、通過主控模塊對距離、光強(qiáng)和微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊采集數(shù)據(jù)的分析和判斷，確定用戶的使用狀態(tài)。根據(jù)不同的使用狀態(tài)，依據(jù)不同的判斷數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，增加判斷結(jié)果的準(zhǔn)確程度，降低誤判幾率，且監(jiān)測的維度廣，對用戶日常生活和工作中的不良習(xí)慣準(zhǔn)確、及時的提醒，起到了對近視及頸椎病良好的預(yù)防作用。
進(jìn)一步來說，本發(fā)明預(yù)防近視和頸椎病的裝置還有以下有益效果
2、本裝置可以根據(jù)用戶選擇，采用省電模式，在省電模式下，通過各傳感模塊對數(shù)據(jù)的先處理，采用喚醒主控模塊處理的方式。不但能有效的提示用戶改正不良的生活或工作習(xí)慣，而且大大的延長了本裝置在待機(jī)使用時間。
3、通過采用液晶屏、主機(jī)顯示或強(qiáng)制休息等告警方式，使用戶在忽略其它告警方式時，能及時，有效的制止用戶的不良習(xí)慣，進(jìn)一步增強(qiáng)了本裝置的預(yù)防功能。
4、本裝置可以根據(jù)用戶的生活或工作習(xí)慣，給出健康評估數(shù)據(jù)，用戶可以根據(jù)評估數(shù)據(jù)，及時有效的發(fā)現(xiàn)生活或工作中的不良習(xí)慣，及時糾正、改進(jìn)。并且，還可以根據(jù)不同用戶重視的不同方面，給出評估數(shù)據(jù)。
5、本裝置外置旋轉(zhuǎn)夾具，可以有效的調(diào)整傳感器采集數(shù)據(jù)的角度，使其更能接近近視方向，使判斷出的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。
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圖具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
以下為本發(fā)明的一個實(shí)施例，如圖I所示，本發(fā)明提供的預(yù)防近視和頸椎病的裝置包括嵌入式系統(tǒng)前端和操作和維護(hù)后端，嵌入式系統(tǒng)前端包括數(shù)據(jù)采集模塊I、主控模塊2、警示模塊3和電源模塊4 ;所述數(shù)據(jù)采集模塊I與所述主控模塊2相連，所述主控模塊2 與所述警示模塊3相連，所述電源模塊4為本裝置提供電源供應(yīng)和充電管理；各模塊通過數(shù)據(jù)總線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)或指令；所述數(shù)據(jù)采集模塊1，包括距離傳感模塊、光強(qiáng)傳感模塊和微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊；所述距離傳感模塊用于采集眼睛與使用目標(biāo)物的距離；所述光強(qiáng)傳感模塊用于收集環(huán)境光強(qiáng)度數(shù)據(jù)；所述微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊用于采集頭部運(yùn)動和姿態(tài)的數(shù)據(jù)；所述主控模塊2，配置為主動分析模式；其包括存儲模塊、智能運(yùn)算模塊；所述存儲模塊用于存儲數(shù)據(jù)采集模塊I采集到的數(shù)據(jù)、可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)誤差數(shù)據(jù)。操作和維護(hù)后端包括用戶界面6。
如圖2所示，為本發(fā)明預(yù)防近視和頸椎病的裝置的系統(tǒng)啟動流程圖，包括如下步驟
步驟100，開始。
步驟101，系統(tǒng)會自動對本裝置的電量進(jìn)行檢測，當(dāng)本裝置電量高于報警門限，則進(jìn)入步驟102，配置傳感器，配置中斷；當(dāng)本裝置電量低于報警門限時，則進(jìn)入步驟103，本裝置發(fā)出告警提示，此告警提示會持續(xù)一段時間。然后進(jìn)入步驟104，提示用戶對本裝置進(jìn)行充電或連接外置電源。如果用戶按照提示，為本裝置進(jìn)行充電或連接外置電源，則進(jìn)入步驟102 ;如果用戶沒有按照提示為本裝置進(jìn)行充電或連接外置電源，則系統(tǒng)進(jìn)入步驟105， 關(guān)機(jī)。
步驟106，待本裝置檢測完電量后，提示用戶進(jìn)行模式選擇，用戶可以根據(jù)自己的需求，選擇適合自己的模式，所述可選模式包括主動分析模式和省電模式。
所述主動分析模式，即用戶若選擇該模式，則本裝置時刻采集數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)實(shí)時分析，如果發(fā)現(xiàn)超過報警門限，發(fā)出報警信號。
所述省電模式，即用戶若選擇該模式，則本裝置的主控模塊2處于休眠狀態(tài)，等待傳感器中斷事件喚醒主控模塊2。
如圖3所示，為本發(fā)明預(yù)防近視和頸椎病的裝置主動分析模式的系統(tǒng)流程圖，包括如下步驟
步驟201，用戶選擇該模式后，主控模塊2中的智能模塊會調(diào)取采集模塊中微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊采集的頭部運(yùn)動和姿態(tài)數(shù)據(jù)；同時，還調(diào)取存儲模塊中存儲的姿態(tài)和運(yùn)動決策樹算法依賴和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，智能模塊會將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理。
步驟203，經(jīng)過上面邏輯處理，判斷用戶當(dāng)前的使用狀態(tài)。
步驟204，如果通過上述判斷，系統(tǒng)沒有識別用戶的使用狀態(tài)，則進(jìn)入步驟205，智能模塊通過持續(xù)監(jiān)控微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊采集的用戶的頭部運(yùn)動和姿態(tài)數(shù)據(jù)，對其持續(xù)判斷。仍不能確定，則進(jìn)入步驟206，智能模塊通過持續(xù)監(jiān)控微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊采集的用戶的頭部運(yùn)動和姿態(tài)數(shù)據(jù)。如果通過對用戶頭部運(yùn)動和姿態(tài)數(shù)據(jù)可以確定用戶的使用狀態(tài)，則進(jìn)入步驟207。
步驟207，通過上述處理，可確定用戶的使用狀態(tài)，譬如坐著，仰躺，側(cè)躺。
步驟209，當(dāng)確定用戶的使用狀態(tài)后，智能模塊將根據(jù)確定的使用狀態(tài)，從存貯模塊中調(diào)取該狀態(tài)下的可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；同時，智能模塊對采集模塊中距離、光強(qiáng)、微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析，等出結(jié)果。
步驟210，智能模塊調(diào)取存儲模塊中標(biāo)準(zhǔn)誤差數(shù)據(jù)，與步驟209分析計算的結(jié)果進(jìn)行對比。如果結(jié)果低于告警門限，則返回主動分析模式；如果結(jié)果高于告警門限，則發(fā)出告警信號，進(jìn)入告警模式。
值得一提的是，在步驟209中智能模塊調(diào)取的可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是實(shí)時更新的。這樣，才能有效的及時根據(jù)用戶當(dāng)前的使用狀態(tài)來選擇對比數(shù)據(jù)，使結(jié)構(gòu)更加準(zhǔn)確，其步驟為
步驟202，在步驟203判斷出用戶的使用狀態(tài)的同時，智能模塊仍通過步驟201判斷用戶當(dāng)前的使用狀態(tài)。
步驟208，通過判斷出當(dāng)前的使用狀態(tài)后，智能模塊根據(jù)最新判斷的使用狀態(tài)，調(diào)取存儲模塊中該當(dāng)前使用狀態(tài)的可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并對步驟209中的可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。
重復(fù)上述步驟，實(shí)現(xiàn)本裝置主動分析，實(shí)時監(jiān)控的目的。
如圖4所示，為本發(fā)明預(yù)防近視和頸椎病的裝置省電模式的流程圖。其包括如下步驟
步驟301，距離傳感模塊，光強(qiáng)傳感模塊，微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊對采集的數(shù)據(jù)， 會按照內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行初判斷，通過所采集的數(shù)據(jù)是否超過預(yù)先設(shè)定的報警門限，判斷當(dāng)前用戶使用狀態(tài)是否良好。
步驟302，通過上述判斷，距離傳感模塊，光強(qiáng)傳感模塊，微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊分別得到三種判斷結(jié)果全部數(shù)據(jù)低于報警門限，某一或全部數(shù)據(jù)高于告警門限，全部數(shù)據(jù)保持不變。
如果全部數(shù)據(jù)低于報警門限，則本裝置認(rèn)為用戶當(dāng)前使用狀態(tài)良好，本裝置返回省電模式。
步驟303，當(dāng)某一或全部數(shù)據(jù)高于預(yù)先設(shè)定的告警門限時，距離傳感模塊，光強(qiáng)傳感模塊，微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊中的某一或全部將中斷，發(fā)出喚醒主控模塊2的信號。
步驟304，當(dāng)距離傳感模塊，光強(qiáng)傳感模塊，微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊所采集的數(shù)據(jù)在持續(xù)一定時間內(nèi)保持不變。則系統(tǒng)默認(rèn)為，用戶長時間處于同一狀態(tài)或者用戶沒有使用本裝置，采集模塊中的定時模塊中斷，向主控模塊2發(fā)出喚醒信號。
步驟305，當(dāng)主控模塊2接到步驟303和步驟304的喚醒信號時，主控模塊2喚醒， 智能模塊對采集模塊新采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果判斷是否發(fā)出告警。當(dāng)再次判斷的結(jié)構(gòu)依舊高于告警門限，則進(jìn)入告警模式；如果判斷的結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，也就是低于告警門限，則返回省電模式。
需要指出的，在省電模式下，本裝置依然可以簡單判斷用戶的使用狀態(tài)，主要是根據(jù)微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊采集的頭部運(yùn)動和姿態(tài)數(shù)據(jù)。在省電模式下，根據(jù)三軸加速度傳感器采集到的X，Y，Z三個方向的重力分量計算姿態(tài)。三個重力矢量分別為Ax，Ay, Az0 三個矢量的和成矢量為A。通過矢量A與X，Y，Z三軸中那個軸接近，判斷用戶的姿態(tài)。
重復(fù)上述過程，完成本裝置在省電模式下的運(yùn)行。
如圖5，為本發(fā)明預(yù)防近視和頸椎病的裝置告警模式的流程圖。
在本裝置主動分析模式和省電模式匯中，本裝置發(fā)出告警，則進(jìn)入告警模式。
其分以下步驟
步驟401，告警模塊接到報警信號后，發(fā)出告警提示。譬如，發(fā)出聲、光、振動中一種或幾種警示方式。值得一提的是，本裝置的告警提示還有其他方式，譬如眼鏡警示方式， 是通過將可控制透明度的液晶屏貼在眼鏡片表面，當(dāng)發(fā)出告警時，對該液晶屏通電，并通過調(diào)節(jié)電流電壓的大小控制其透明度。本裝置中主控模塊2還能通過電子電氣標(biāo)準(zhǔn)的傳輸總線，將告警的文字、圖片、符號之一或任意組合的信息傳送到液晶屏上顯示，告警信息可以在液晶屏移動顯示，也可以在固定位置顯示。告警方式的眾多，更能有效的提醒用戶及時糾正不良的生活、工作習(xí)慣，充分實(shí)現(xiàn)裝置預(yù)防近視和頸椎病的目的。
步驟402，發(fā)出告警提示后，當(dāng)用戶根據(jù)提示采取糾正，采集模塊對用戶糾正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，智能模塊對該數(shù)據(jù)進(jìn)行步驟210或步驟305的分析，判斷結(jié)果低于告警門限時，則停止報警，本裝置重新進(jìn)入主動分析模式或省電模式。
步驟403，如果報警提示發(fā)出后，用戶沒有糾正或者經(jīng)用戶糾正后，本裝置仍認(rèn)為用戶處于不良的狀態(tài)中，則持續(xù)告警。
上述為本裝置的基本功能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過程，當(dāng)然本裝置還能實(shí)現(xiàn)其他的功能。本裝置主控模塊2中還包括自動配置模塊，用戶可根據(jù)自身情況不同，設(shè)置可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，用于作為告警判斷的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。由于初始配置的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)并不一定能完全符合不同用戶的需求標(biāo)準(zhǔn)，故通過用戶自身設(shè)定符合自己實(shí)際情況的可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，可以使本裝置的判斷更加準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)更好的預(yù)防作用。如圖I所示，本裝置還配置了通訊模塊5，通過通訊模塊5 可以和安裝相應(yīng)軟件的主機(jī)保持通訊，在該主機(jī)上改變本裝置的參數(shù)；不但如此，如果用戶長時間操作該主機(jī)，本裝置會通過通訊模塊5將告警信息顯示在的屏幕上；此外，主控模塊 2還包括強(qiáng)制休息模塊，當(dāng)上面所述的告警信息在屏幕上顯示，用戶仍不及時糾正時，強(qiáng)制休息模塊接到主控模塊2發(fā)出的強(qiáng)制休息指令，通過通訊模塊5，傳輸?shù)街鳈C(jī)上，主機(jī)的屏幕將被鎖定或變黑，致使用戶無法繼續(xù)操作。所述主機(jī)，即為智能的移動終端，譬如，智能手機(jī)，電腦等。
為了使用戶養(yǎng)成健康的生活和工作習(xí)慣，本裝置主控模塊2中還配置了健康指數(shù)評估模塊，該模塊會對采集模塊一段使用時間內(nèi)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整理和分析，將該區(qū)間內(nèi)，用戶的使用狀態(tài)通過意見和圖表的形式，通過通訊模塊5，顯示在主機(jī)的屏幕上，使用戶非常直觀的體會到自己的生活和工作習(xí)慣，可在以后的生活、工作中加以借鑒。此外，根基用戶的關(guān)注度不同，也就是說，對于年輕的用戶可能會同時關(guān)注對視力和頸椎病的預(yù)防； 而對于年齡較大的用戶，可能只關(guān)注頸椎病的預(yù)防，故健康指數(shù)評估模塊能夠根據(jù)用戶的選擇，對不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整理和分析。譬如，只關(guān)注頸椎病的用戶，可以只整理距離數(shù)據(jù)和頭部運(yùn)動和姿態(tài)數(shù)據(jù)，給出意見或圖表。對于即關(guān)注視力又關(guān)注頸椎病的用戶，對距離傳感模塊、光強(qiáng)傳感模塊和微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊所采集的數(shù)據(jù)均整理、匯總和分析，得出準(zhǔn)確的意見和圖表等分析報告。
考慮到用戶在本裝置電量過低時，無法找到電源進(jìn)行充電，從而致使本裝置不能使用，故本裝置還配置的發(fā)電模塊，可通過動能或太陽能為本裝置進(jìn)行充電。
由于裝置的頻繁報警，會導(dǎo)致用戶的厭煩，故本裝置中主控模塊2也具有延時報警的功能。當(dāng)對于變化比較緩慢的采集數(shù)據(jù)，譬如光強(qiáng)傳感器采集的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，當(dāng)其一旦高于報警門限，主控模塊2就立即發(fā)出告警信號，告警模塊接收到告警信號，立即發(fā)出告警提示；而相對于變化較頻繁的采集數(shù)據(jù)，譬如距離傳感模塊采集的距離數(shù)據(jù)，或者微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊采集的頭部運(yùn)動和姿態(tài)的數(shù)據(jù)，連續(xù)檢測該數(shù)據(jù)一定次數(shù)或一段時間，綜合該區(qū)間內(nèi)的該數(shù)據(jù)的平均值，依然高于告警門限，主控模塊2則發(fā)出告警信號，告警模塊接收到該告警信號，發(fā)出告警提示。
本裝置還包括旋轉(zhuǎn)夾具，其連接在本裝置的外部，當(dāng)本裝置通過旋轉(zhuǎn)夾具固定在眼睛或其它頭部附著物上時，通過調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)夾具，可以有效的使本裝置采集數(shù)據(jù)的方向更能接近于用戶視線的方向，使采集的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，最終得出準(zhǔn)確可靠的結(jié)果。
所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)防近視和頸椎病的裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊(1)、主控模塊(2)、警示模塊(3)和電源模塊(4);所述數(shù)據(jù)采集模塊(1)與所述主控模塊(2)相連，所述主控模塊(2)與所述警示模塊(3)相連，所述電源模塊(4)為本裝置提供電源供應(yīng)和充電管理；各模塊通過數(shù)據(jù)總線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)或指令； 所述數(shù)據(jù)采集模塊(1)，包括距離傳感模塊、光強(qiáng)傳感模塊和微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊；所述距離傳感模塊用于采集眼睛與使用目標(biāo)物的距離；所述光強(qiáng)傳感模塊用于收集環(huán)境光強(qiáng)度數(shù)據(jù)；所述微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊用于采集頭部運(yùn)動和姿態(tài)的數(shù)據(jù)； 所述主控模塊(2)，配置為主動分析模式；其包括存儲模塊、智能運(yùn)算模塊；所述存儲模塊用于存儲數(shù)據(jù)采集模塊(1)采集到的數(shù)據(jù)、可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)誤差數(shù)據(jù)、姿態(tài)和運(yùn)動決策樹算法依賴和訓(xùn)練數(shù)據(jù)；所述智能運(yùn)算模塊調(diào)取存儲模塊中微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊采集的數(shù)據(jù)和存儲模塊中存儲的姿態(tài)和運(yùn)動決策樹算法依賴和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理，判斷用戶當(dāng)前的使用狀態(tài)；當(dāng)確定用戶當(dāng)前的使用狀態(tài)后，智能運(yùn)算模塊從存儲模塊中調(diào)取用戶在不同使用狀態(tài)下的可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，智能運(yùn)算模塊將采集模塊采集的數(shù)據(jù)計算出的結(jié)果，與可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，若計算出的數(shù)據(jù)和所述可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)絕對值之差大于標(biāo)準(zhǔn)誤差數(shù)據(jù)，智能運(yùn)算模塊發(fā)出告警信號；在智能運(yùn)算模塊判斷是否發(fā)出告警信號的同時，智能運(yùn)算模塊仍持續(xù)判斷用戶當(dāng)前的使用狀態(tài)，不斷更新判斷所依據(jù)的數(shù)據(jù)； 所述警示模塊(3)，用于接收主控模塊(2)發(fā)出的告警信號后，發(fā)出報警，提示用戶注
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)防近視和頸椎病的裝置，其特征在于，若智能運(yùn)算模塊無法確定用戶的使用狀態(tài)，則其持續(xù)對采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控；一旦確定用戶的使用狀態(tài)，則對采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和判斷，根據(jù)判斷結(jié)果，決定是否發(fā)出告警信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)防近視和頸椎病的裝置，其特征在于，所述主控模塊(2)還能配置為省電模式；在該狀態(tài)下，數(shù)據(jù)采集模塊(1)還包括定時模塊；距離、光強(qiáng)和微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊都被配置為周期性自動監(jiān)視狀態(tài)，并對其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行先處理，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)分析超出預(yù)先設(shè)置的警示范圍，則發(fā)出喚醒主控模塊(2)信號，喚醒主控模塊(2)，主控模塊(2)對數(shù)據(jù)采集模塊(1)重新采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行再計算，若其計算出的數(shù)據(jù)和所述內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)絕對值之差大于標(biāo)準(zhǔn)誤差數(shù)據(jù)，智能運(yùn)算模塊發(fā)出告警信號，否則，主控模塊(2)重新進(jìn)入省電模式；若距離、光強(qiáng)和微機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動傳感模塊采集的數(shù)據(jù)在一定時間內(nèi)保持不變，則定時模塊向主控模塊(2)發(fā)出喚醒信號，喚醒主控模塊(2)，主控模塊(2)對數(shù)據(jù)采集模塊(1)重新采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，若采集的數(shù)據(jù)仍在一定時間內(nèi)保持不變，則發(fā)出告警信號，否則，主控模塊(2)重新進(jìn)入省電模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的預(yù)防近視和頸椎病的裝置，其特征在于，所述主控模塊(2)還包括自動配置模塊，根據(jù)用戶當(dāng)前狀態(tài)下測量的數(shù)據(jù)設(shè)定為可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，存儲在存儲模塊中，用于作為告警判斷的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的預(yù)防近視和頸椎病的裝置，其特征在于，所述警示模塊(3)根據(jù)主控模塊(2)發(fā)出的告警信號指令，發(fā)出聲、光、振動中一種或幾種警示方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)防近視和頸椎病的裝置，其特征在于，所述警示模塊(3)還包括眼鏡警示方式，將可控制透明度的液晶屏貼在眼鏡片表面，當(dāng)發(fā)出告警時，對其通電，并通過調(diào)節(jié)電流電壓的大小控制其透明度；所述主控模塊(2)還能通過電子電氣標(biāo)準(zhǔn)的傳輸總線，將告警的文字、圖片、符號之一或任意組合的信息傳送到液晶屏上顯示，告警信息可以在液晶屏移動顯示，也可以在固定位置顯示。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的預(yù)防近視和頸椎病的裝置，其特征在于，本裝置還包括通訊模塊(5)，用戶通過主機(jī)改變本裝置配置參數(shù)；且通訊模塊(5)還能將主控模塊(2)發(fā)出的指令傳輸?shù)街鳈C(jī)上，使告警信息顯示在主機(jī)的屏幕上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)防近視和頸椎病的裝置，其特征在于，所述主控模塊(2)還包括強(qiáng)制休息模塊和/或健康評估模塊，若經(jīng)告警后的一定時間內(nèi)，用戶沒有采取相應(yīng)的調(diào)整措施，主控模塊(2)可以發(fā)出強(qiáng)制休息指令，強(qiáng)制休息指令經(jīng)所述通訊模塊(5)傳輸?shù)街鳈C(jī)上，使主機(jī)的屏幕被鎖定或變黑；健康評估模塊通過對一段時間內(nèi)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計整理；將整理后的評估健康指數(shù)和改進(jìn)意見顯示在主機(jī)的屏幕上；健康指數(shù)評估模塊還能根據(jù)用戶的輸入信息和主控模塊(2)計算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，根據(jù)不同用戶的需求，采用不同的參數(shù)和算法，給出針對用戶所關(guān)注的健康指數(shù)和意見。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的預(yù)防近視和頸椎病的裝置，其特征在于所述電源模塊(4)還包括發(fā)電模塊，通過動能或太陽能為本裝置充電；本裝置還包括旋轉(zhuǎn)夾具，通過調(diào)整夾具使傳感模塊探頭的方向接近視線方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的預(yù)防近視和頸椎病的裝置，其特征在于，所述主控模塊(2)根據(jù)不同的采集數(shù)據(jù)，采取不同的延時告警時間；對于變化緩慢的變量，一旦檢測到告警信息就立即發(fā)出告警信號；對于變化較快的變量，連續(xù)檢測到一定次數(shù)或一定時間的告警信息時，才發(fā)出告警信號。
全文摘要
本發(fā)明公開一種預(yù)防近視和頸椎病的裝置，包括數(shù)據(jù)采集模塊(1)、主控模塊(2)、警示模塊(3)和電源模塊(4)；數(shù)據(jù)采集模塊(1)與主控模塊(2)相連，主控模塊(2)與警示模塊(3)相連，電源模塊(4)為本裝置提供電源供應(yīng)和充電管理；各模塊通過數(shù)據(jù)總線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)或指令；主控模塊(2)通過對采集模塊采集的數(shù)據(jù)與姿態(tài)和運(yùn)動決策樹算法依賴和訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定用戶使用狀態(tài)。根據(jù)不同使用狀態(tài)下的不同可配置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，確定是否告警。本裝置不僅可以判斷用戶的使用狀態(tài)，而且根據(jù)用戶不同使用狀態(tài)來調(diào)整告警所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，誤報率低；還根據(jù)用戶選擇，實(shí)現(xiàn)不同的功能，應(yīng)用范圍廣。
文檔編號G08B21/24GK102973276SQ201210559569
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者陳文生, 毛毅翔, 軒言海, 李廣 申請人:毛毅翔