CN103188463A - 应用超声测距的电视防近视预警系统以及预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电视，尤其涉及一种实现防近视的电视系统，以及采用该系统实现预警的方法。本发明的实现防近视和节电功能的电视，包括超声波传感模块、被动热释电红外探头、电视内部接收模块、主处理器、电视电源模块，超声波传感模块、被动热释电红外探头分别通过电视内部接收模块与主处理器连接，主处理器连接电视电源模块。本发明具有如下效果：(1)能够有效地提醒人们看电视的合适距离；(2)能够有效地预防孩童靠近电视机屏幕看电视造成的视力伤害；(3)使用语音播报器，用户可自己设置提醒内容(比如孩子名字等)；(4)置于电视机内部，与电视机系统有机融合。

Description

应用超声测距的电视防近视预警系统以及预警方法

技术领域

本发明涉及一种电视，尤其涉及一种实现防近视的电视系统，以及采用该系统实现预警的方法。

背景技术

现在近视的人群越来越多，据调查显示，人近视的原因不光是源于看书，很多是因为看电视或是上网导致。特别是一些儿童近视者，原因大部分来源于距离电视机太近的缘故。虽然老师和家长再三叮嘱要距离电视机两米以外，但是小孩子的记忆及自控能力较差，很快又会靠近电视机屏幕。

声波测距作为一种典型的非接触测量方法，在很多场合，诸如工业自动控制，建筑工程测量，倒车提醒和机器人视觉识别等方面得到广泛的应用。和其他方法相比，如激光测距、微波测距等，由于声波在空气中传播速度远远小于光线和无线电波的传播速度，对于时间测量精度的要求远小于激光测距、微波测距等系统，因而超声波测距系统电路易实现、结构简单和造价低，且超声波在传播过程中不受烟雾、空气能见度等因素的影响，在各种场合均得到广泛应用。

发明内容

本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种应用超声测距的电视防近视预警系统，其可以有效防止近视。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括超声波传感模块、被动热释电红外探头、电视内部接收模块、主处理器、电视电源模块，超声波传感模块、被动热释电红外探头分别通过电视内部接收模块与主处理器连接，主处理器连接电视电源模块。

本发明的目的就是利用超声波传感模块、被动热释电红外探头同时实现防近视功能：防近视功能主要针对青少年和儿童近距离和长时间看电视开发的。

超声波传感模块、被动热释电红外探头设置在电视内部，直接与电视内部接收模块连接。当然也可以采用另一种结构，即超声波传感模块、被动热释电红外探头设置在电视外部，通过USB接口与电视内部接收模块连接。

由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，应用比较广泛。采用现代化的信号处理技术，加上高性能声波传感器的运用可获得可靠而精确的测量效果。几乎所有可反射声波的物质都可以被测量，甚至包括吸收声波的物质(例如纤维棉或泡沫橡胶等)也可被检测，只是最大检测范围会缩短。因为检测结果不受对象形状影响，因此，检测对象可以是固体、液体甚至粉末。

最大检测距离是由从被测对象身上返回的超声波数量所决定，而反射波数量又由对象的尺寸、表面结构和与超声波波束角度决定。如果条件合适，即使很小的对象，例如直径仅0.2mm的导线也可检测到。然而，任何对象，如果测量条件与理想条件不同，都会影响最大测量距离和测量稳定性。

被动式热释电红外探头的工作原理及特性：人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。价格低廉。

本发明的另一个目的是提供一种采用上述系统的预警方法，其包括如下步骤：

(1)当超声波传感模块、被动热释电红外探头监测到电视机前有活动的人体信号时，判断其与电视的距离，如果小于规定的距离，则主处理器开始计时；

(2)如果在规定的时间内，超声波传感模块、被动热释电红外探头在规定的距离内监测不到人体信号，则重复步骤(1)；超过规定的时间后，超声波传感模块、被动热释电红外探头仍然监测到人体信号与电视的距离小于规定的距离，主处理器发出报警信号，进行下一步；

(3)人体信号退出规定的距离，一定时间间隔后，报警信号终止，电视恢复正常；如果人体信号仍然在规定的距离内，一定时间间隔后电视自动关闭。

超声探测技术关键点：

a.温度影响测量精度：稳定准确的超声波传播速度是保证测量精度的必要条件。而超声波在空气中传播时，其速度受到了温度、湿度、粉尘、大气压、气流等因素的影响。其中温度影响最大，测量时必须进行温度补偿。

b.超声波在空气中传播经过多条相隔很近的路径多次来回影响，解决方法有两个：第一是超声波发射间隔时间增长；第二就是超声波发射模块做小，同时探头T与R平行于电路板，减小其来回反射路径。

c.提高超声波发射功率，可以增加测量距离，可以采用变压器实现升压。

d.超声波发射头和接收头由于靠的很近，容易受到发射的干扰，应该尽量避免余波的干扰。解决方法：一个是增加T/R之间的安装距离，第二就是软件解决，在发射完后，延长一段时间再开启检测超声波发射的信号。这就是超声波存在最小测量距离的主要原因。

本系统的功能实现依赖于软硬件的协同工作，硬件部分使用超声波传感器和被动热释电红外探头进行人体感知和距离探测，软件部分对传感器信号进行分析处理，当探测到人体距离电视小于设定的观看距离时，控制语音器件进行语音提醒，当近距离在电视机前停留超过设定的时间时将关闭电视机。

本发明具有如下效果：

(1)能够有效地提醒人们看电视的合适距离；

(2)能够有效地预防孩童靠近电视机屏幕看电视造成的视力伤害；

(3)使用语音播报器，用户可自己设置提醒内容(比如孩子名字等)；

(4)置于电视机内部，与电视机系统有机融合。

附图说明

图1为本发明的模块结构示意图。

具体实施方式

本发明的应用超声测距的电视防近视预警系统包括超声波传感模块、被动热释电红外探头、电视内部接收模块、主处理器、电视电源模块，超声波传感模块、被动热释电红外探头分别通过电视内部接收模块与主处理器连接，主处理器连接电视电源模块。

超声波传感模块、被动热释电红外探头设置在电视内部，直接与电视内部接收模块连接。超声波传感模块、被动热释电红外探头设置在电视外部，通过USB接口与电视内部接收模块连接。

本发明的采用上述系统的预警方法，包括如下步骤：

(1)当超声波传感模块、被动热释电红外探头监测到电视机前有活动的人体信号时，判断其与电视的距离，如果小于规定的距离，则主处理器开始计时；

(2)如果在规定的时间内，超声波传感模块、被动热释电红外探头在规定的距离内监测不到人体信号，则重复步骤(1)；超过规定的时间后，超声波传感模块、被动热释电红外探头仍然监测到人体信号与电视的距离小于规定的距离，主处理器发出报警信号，进行下一步；

(3)人体信号退出规定的距离，一定时间间隔后，报警信号终止，电视恢复正常；如果人体信号仍然在规定的距离内，一定时间间隔后电视自动关闭。

Claims (4)

1.一种实现防近视和节电功能的电视，其特征在于，包括超声波传感模块、被动热释电红外探头、电视内部接收模块、主处理器、电视电源模块，超声波传感模块、被动热释电红外探头分别通过电视内部接收模块与主处理器连接，主处理器连接电视电源模块。

2.根据权利要求1所述的实现防近视和节电功能的电视，其特征在于，超声波传感模块、被动热释电红外探头设置在电视内部，直接与电视内部接收模块连接。

3.根据权利要求1所述的实现防近视和节电功能的电视，其特征在于，超声波传感模块、被动热释电红外探头设置在电视外部，通过USB接口与电视内部接收模块连接。

4.一种采用上述任一权利要求所述预警系统的预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)当超声波传感模块、被动热释电红外探头监测到电视机前有活动的人体信号时，判断其与电视的距离，如果小于规定的距离，则主处理器开始计时；

(2)如果在规定的时间内，超声波传感模块、被动热释电红外探头在规定的距离内监测不到人体信号，则重复步骤(1)；超过规定的时间后，超声波传感模块、被动热释电红外探头仍然监测到人体信号与电视的距离小于规定的距离，主处理器发出报警信号，进行下一步；

(3)人体信号退出规定的距离，一定时间间隔后，报警信号终止，电视恢复正常；如果人体信号仍然在规定的距离内，一定时间间隔后电视自动关闭。

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