CN104980810A - 儿童电视视力保护系统及其保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种儿童电视视力保护系统及其保护方法，它包括微控制器、输入模块、距离检测模块、频带信号开关、显示模块、语音模块和短信模块，微控制器与定时器连接；输入模块与微控制器连接输入启动系统密码信息和包括距离阈值和时间阈值的设定信息；距离检测模块与微控制器连接反馈检测视距；频带信号开关串接于数字电视的视频信号输出端与数字机顶盒的连接线路上起通断控制；微控制器与频带信号开关连接以控制通断；微控制器与显示模块连接显示状态；微控制器与语音模块连接控制报警。本发明可在家长不在场的时候，也能有效控制儿童观看电视的时间和距离，从而既满足儿童观看电视的需求，又能对儿童视力起到有效保护。

Description

儿童电视视力保护系统及其保护方法
技术领域
本发明属于视力保护领域，更具体地说，本发明涉及一种儿童电视视力保护系统及其保护方法。
背景技术
随着电子产品的不断普及，电视机已经成为家家户户不可缺少的家用电器。电视节目五彩纷呈，既可娱乐身心，又可接收外界信息，无论哪个年龄段的人都爱看，特别是青少年儿童。然而由于青少年儿童眼球正处在生长发育过程中，如果观看电视时间过长或离屏幕太近,可能会引起眼睛干涩、眼球胀痛等问题，严重者则会使眼球发生病变，进而导致近视。有资料指出：连续看电视4小时，可使视力暂时减退30％，足见电视是青少年儿童视力低下的一个隐形杀手。电视是一把双刃剑，它可以让我们足不出户便可知天下事，但对不懂节制或自控性比较弱的青少年儿童而言，则隐藏着带来近视的危险。很显然，对于该不该给孩子看电视这一问题宜管不宜堵，那么当父母不在家或无法在身边陪着孩子时，该怎样管理孩子看电视的习惯和时间呢？
现在国内外也有一些视力保护方法或装置，但是功能特点比较单一，尚不能满足人们日益增长的个性化需求；装置不间断工作，能耗比较高，不够节能。
因此，希望提供一种节能的多功能儿童电视视力保护系统及其保护方法。
发明内容
为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明提出了一种儿童电视视力保护系统及其保护方法，利用该系统及方法，可在家长不在场的时候，也能有效控制儿童观看电视的时间和距离，从而既满足儿童观看电视的需求，又能对儿童视力起到有效保护。
本发明技术方案如下：
一)方案一：
一种儿童电视视力保护系统，其特征在于：它包括微控制器、输入模块、距离检测模块、频带信号开关、显示模块、语音模块和短信模块，所述微控制器内置定时器或与一外置的定时器连接；
所述输入模块的输出端与所述微控制器的输入端连接以输入启动系统密码信息和设定信息；所述设定信息包括观看电视最近距离的距离阈值和观看电视最长时间的时间阈值；
所述距离检测模块的输出端与所述微控制器的输入端连接以将距离检测模块检测的人与电视机之间的视距反馈给微控制器；
所述频带信号开关串接于数字电视的视频信号输出端与电视机的数字机顶盒的连接线路上起通断控制；
所述微控制器的输出端与频带信号开关的控制信号输入端连接以根据启动系统密码信息以及设定信息与视距、定时器的比较情况控制频带信号开关的通断工作；
所述微控制器的输出端与显示模块连接以显示微控制器的工作状态；
所述微控制器的输出端与语音模块的输入端连接以根据视距、定时器和设定信息的比较情况控制语音模块的报警工作；
所述微控制器的输出端与所述短信模块的输入端连接，当输入启动系统密码信息错误的次数超过系统允许的输入次数时，微控制器通过短信模块发送短信给用户手机。
本发明上述技术方案扩展了很多模块，尤其是增加了短信模块，不仅使功能更为多样化，而且满足了人们日益增长的个性化需求。
本发明上述技术方案的进一步优选方案如下：
所述系统还包括温度检测模块，所述温度检测模块的输出端与所述微控制器的输入端连接以将温度检测模块检测的温度信息反馈给微控制器，所述微控制器先根据温度信息对设定信息中的距离阈值进行校正后，再根据校正后的距离阈值信息与距离检测信息的比较情况控制频带信号开关的通断工作以及语音模块的报警工作。增加了温度检测模块，可以及时修正超声波测距的数据，进行温度补偿，提高系统测量的准确性。
所述微控制器还内置一定时中断模块或与一外置的定时中断模块连接，所述微控制器的输出端还分别与距离检测模块的启动控制端、温度检测模块的启动控制端连接，从而根据定时中断模块的设置控制距离检测模块和温度检测模块的工作时段。定时中断模块与距离检测模块和温度检测模块的连接可以控制距离检测模块和温度检测模块的工作时段，通过待机模式，节能80％以上。
所述的距离检测模块为超声波测距模块、红外测距模块、微波测距模块或三维摄像测距模块中的一种。系统的兼容性更好，可以与多种距离检测模块兼容。
所述的距离检测模块为超声波测距模块，所述的超声波测距模块包括一对以上的超声波收发器件，其中至少一对超声波收发器件设置在电视机的正前方。超声波测距模块较之其他测距模块对观看电视的小孩的辐射和干扰性更小。
所述的超声波收发器件的数量优选为三对，其中两对分别设置在电视机的左右两侧，该左右两侧的超声波收发器件为固定模块，检测的角度各为15度；所述设置在电视机的正前方的一对超声波收发器件为旋转运动模块，检测的角度为15度，旋转的角度设置为140度。考虑到每个家庭的房间存在差异性，将正前方的超声波收发器件设计为可旋转移动，并设置左右两对超声波超声波收发器件增加了检测的范围，同时可以避免电视机侧前方由于柜子等固定物体放置的位置与电视机的距离小于正面观看所设置的距离时，造成的误报警，能大大提高了该系统的运用范围。
二)方案二：
一种儿童电视视力保护方法，其特征在于：由上述技术方案所述的儿童电视视力保护系统结合以下方法来实现：
(1)系统开机后，利用输入模块输入启动系统密码信息和设定信息，所述设定信息包括观看电视最近距离的距离阈值和观看电视最长时间的时间阈值；当输入的启动系统密码信息正确时，微控制器通过频带信号开关接通电视机的视频信号，距离检测模块实时测量人与电视机之间的视距，定时器开始计时，并将距离和时间信息显示在显示模块上；若输入启动系统密码信息不正确，电视的视频信号始终不会接通，电视机一直处于无信号的状态；如果密码输入超过系统允许的输入次数(如3次以上)，微控制器通过频带信号开关自动切断电视机的视频信号，并通过短信模块发送短信给用户手机。短信互动功能可以让家长实时知道小孩是否在破解密码，并及时与小孩进行交流沟通，知道小孩在试图破解密码，就可以对孩子的该行为进行制止并决定是否及时修改新的密码；
(2)当视距低于距离阈值或观看时间超过时间阈值时，微控制器控制语音模块发出警示声音；
(3)在设定时间(如30s)内视距仍然低于距离阈值或观看时间仍然超过时间阈值，则微控制器输出断开指令给频带信号开关，进而使电视机的视频信号中断；
(4)视频信号的再次接通，需利用输入模块输入正确的启动系统密码信息后方可接通。
该方法可以真正帮助孩子调整看电视之间的合理距离并有效的控制孩子看电视的时间，让他们在获取外界丰富知识的同时，能很好地保护自己的眼睛。
本发明上述技术方案的进一步优选方案如下：
上述步骤(1)中，当输入的启动系统密码信息正确时，启动温度检测模块检测温度并将温度信息反馈给微控制器，微控制器在接收到距离检测模块检测的视距后，先根据温度信息对设定信息中的距离阈值进行校正后，再根据校正后的距离阈值信息与距离检测信息的比较情况控制频带信号开关的通断工作以及语音模块的报警工作；
此外，所述微控制器还内置一定时中断模块或与一外置的定时中断模块连接，所述微控制器的输出端还分别与距离检测模块的启动控制端、温度检测模块的启动控制端连接，当系统启动达到定时中断模块设定的时间时，微控制器通过定时中断模块的设置控制距离检测模块和温度检测模块在设定间隔时间交替进入待机模式和工作模式。通过待机模式，节能80％以上。
与现有技术相比而言，本发明具有以下优点：
(1)本发明可以真正帮助孩子调整看电视之间的合理距离并有效的控制孩子看电视的时间，让他们在获取外界丰富知识的同时，能很好地保护自己的眼睛。
(2)本发明所述的儿童电视视力保护系统扩展了很多模块，使功能更为多样化，尤其是增加了短信互动功能，可以让家长实时知道小孩是否在破解密码，并及时与小孩进行交流沟通，知道小孩在试图破解密码，就可以对孩子的该行为进行制止并决定是否及时修改新的密码，满足了人们日益增长的个性化需求。
(3)本发明可以通过待机模式，节能80％以上。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明所述儿童电视视力保护系统组成框图。
图2为本发明所述超声波测距模块安装示意图。
图3为本发明所述儿童电视视力保护系统工作流程图。
图中标号说明：1、电视机，2、超声波测距模块，3、柜子，4、沙发。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
本发明提出的一种儿童电视视力保护系统及其保护方法可选因素较多，可以设计出多种实施例，因此具体的实施例仅作为本发明的具体实现方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。为了具体的描述本发明，有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，选择以下实施例进行示例性说明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
参照图1和图2所示为本发明提供的一种儿童电视视力保护系统，它包括微控制器、输入模块、距离检测模块、频带信号开关、显示模块、语音模块和短信模块，所述微控制器内置定时器或与一外置的定时器连接；
所述输入模块的输出端与所述微控制器的输入端连接以输入启动系统密码信息和设定信息；所述设定信息包括观看电视最近距离的距离阈值和观看电视最长时间的时间阈值；
所述距离检测模块的输出端与所述微控制器的输入端连接以将距离检测模块检测的人与电视机1之间的视距反馈给微控制器；
所述频带信号开关串接于数字电视的视频信号输出端与电视机1的数字机顶盒的连接线路上起通断控制；
所述微控制器的输出端与频带信号开关的控制信号输入端连接以根据启动系统密码信息以及设定信息与视距、定时器的比较情况控制频带信号开关的通断工作；
所述微控制器的输出端与显示模块连接以显示微控制器的工作状态；
所述微控制器的输出端与语音模块的输入端连接以根据视距、定时器和设定信息的比较情况控制语音模块的报警工作。
所述微控制器的输出端与所述短信模块的输入端连接，当输入启动系统密码信息错误的次数超过系统允许的输入次数时，微控制器通过短信模块发送短信给用户手机。
所述系统还包括温度检测模块，所述温度检测模块的输出端与所述微控制器的输入端连接以将温度检测模块检测的温度信息反馈给微控制器，所述微控制器先根据温度信息对设定信息中的距离阈值进行校正后，再根据校正后的距离阈值信息与距离检测信息的比较情况控制频带信号开关的通断工作以及语音模块的报警工作。
所述微控制器还内置一定时中断模块或与一外置的定时中断模块连接，所述微控制器的输出端还分别与距离检测模块的启动控制端、温度检测模块的启动控制端连接，从而根据定时中断模块的设置控制距离检测模块和温度检测模块的工作时段。
所述的距离检测模块为超声波测距模块2、红外测距模块、微波测距模块或三维摄像测距模块中的一种。
所述的距离检测模块优选为超声波测距模块2，所述的超声波测距模块2包括一对以上的超声波收发器件，其中至少一对超声波收发器件设置在电视机1的正前方。所述的超声波收发器件的数量优选为三对，其中两对分别设置在电视机1的左右两侧，该左右两侧的超声波收发器件为固定模块，检测的角度各为15度；所述设置在电视机1的正前方的一对超声波收发器件为旋转运动模块，检测的角度为15度，旋转的角度设置为140度。
具体实施时，首先将本发明的儿童电视视力保护系统安放在电视机1旁边，且把微控制器(以MSP430149F芯片作为主控芯片，内置定时器和定时中断模块)的前面板(显示模块)正对观看者；接着将视频信号、频带信号开关(以TS3DV621芯片作为视频信号传输的选择器件)、数字机顶盒和电视机1依次串联；然后将距离检测模块(超声波收发器件)、温度检测模块和输入模块(为4*4矩阵键盘)的输出端接入微控制器的输入端；然后将微控制器的输出端接入显示模块、语音模块和频带信号开关的输入端，以及超声波收发器件和温度检测模块的启动控制端，最后接通系统电源。
(1)系统开机后，利用输入模块输入启动系统密码信息和设定信息，所述设定信息包括观看电视最近距离的距离阈值和观看电视最长时间的时间阈值；当输入的启动系统密码信息正确时，微控制器通过频带信号开关接通电视机1的视频信号，距离检测模块实时测量人与电视机1之间的视距，定时器开始计时，并将距离和时间信息显示在显示模块上；若输入启动系统密码信息不正确，电视的视频信号始终不会接通，电视机1一直处于无信号的状态；温度检测模块会对距离检测模块的测量距离进行校正；并将距离显示在显示模块上；
(2)当视距低于距离阈值或观看时间超过时间阈值时，微控制器控制语音模块发出警示声音；
(3)在设定时间例如30S内视距仍然低于距离阈值或观看时间仍然超过时间阈值，则微控制器输出断开指令给频带信号开关，进而使电视机1的视频信号中断；
(4)视频信号的再次接通，需利用输入模块输入正确的启动系统密码信息后方可接通；
(5)若输入启动系统密码信息不正确，电视的视频信号始终不会接通，电视机1一直处于无信号的状态，如果密码输入超过系统允许的输入次数(如3次)，微控制器会通过频带信号开关自动切断电视机1的视频信号，并通过短信模块(GTM900模块)发送短信给用户手机；
(6)系统启动达到定时中断模块设定的时间(如5min)后，系统进入待机模式，微控制器通过定时中断模块的设置控制距离检测模块和温度检测模块停止工作，系统可以节省80％以上的能耗；
(7)系统运行一段时间(如30min)后，定时中断模块发出指令，系统退出待机模式，重新工作，进行超声波测距；返还步骤(2)。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种儿童电视视力保护系统，其特征在于：它包括微控制器、输入模块、距离检测模块、频带信号开关、显示模块、语音模块和短信模块，所述微控制器内置定时器或与一外置的定时器连接；
所述输入模块的输出端与所述微控制器的输入端连接以输入启动系统密码信息和设定信息；所述设定信息包括观看电视最近距离的距离阈值和观看电视最长时间的时间阈值；
所述距离检测模块的输出端与所述微控制器的输入端连接以将距离检测模块检测的人与电视机(1)之间的视距反馈给微控制器；
所述频带信号开关串接于数字电视的视频信号输出端与电视机(1)的数字机顶盒的连接线路上起通断控制；
所述微控制器的输出端与频带信号开关的控制信号输入端连接以根据启动系统密码信息以及设定信息与视距、定时器的比较情况控制频带信号开关的通断工作；
所述微控制器的输出端与显示模块连接以显示微控制器的工作状态；
所述微控制器的输出端与语音模块的输入端连接以根据视距、定时器和设定信息的比较情况控制语音模块的报警工作；
所述微控制器的输出端与所述短信模块的输入端连接，当输入启动系统密码信息错误的次数超过系统允许的输入次数时，微控制器通过短信模块发送短信给用户手机。
2.根据权利要求1所述的儿童电视视力保护系统，其特征在于：所述系统还包括温度检测模块，所述温度检测模块的输出端与所述微控制器的输入端连接以将温度检测模块检测的温度信息反馈给微控制器，所述微控制器先根据温度信息对设定信息中的距离阈值进行校正后，再根据校正后的距离阈值信息与距离检测信息的比较情况控制频带信号开关的通断工作以及语音模块的报警工作。
3.根据权利要求2所述的儿童电视视力保护系统，其特征在于：所述微控制器还内置一定时中断模块或与一外置的定时中断模块连接，所述微控制器的输出端还分别与距离检测模块的启动控制端、温度检测模块的启动控制端连接，从而根据定时中断模块的设置控制距离检测模块和温度检测模块的工作时段。
4.根据权利要求1所述的儿童电视视力保护系统，其特征在于：所述的 距离检测模块为超声波测距模块(2)、红外测距模块、微波测距模块或三维摄像测距模块中的一种。
5.根据权利要求4所述的儿童电视视力保护系统，其特征在于：所述的距离检测模块为超声波测距模块(2)，所述的超声波测距模块(2)包括一对以上的超声波收发器件，其中至少一对超声波收发器件设置在电视机(1)的正前方。
6.根据权利要求5所述的儿童电视视力保护系统，其特征在于：所述的超声波收发器件的数量为三对，其中两对分别设置在电视机(1)的左右两侧，该左右两侧的超声波收发器件为固定模块，检测的角度各为15度；所述设置在电视机(1)的正前方的一对超声波收发器件为旋转运动模块，检测的角度为15度，旋转的角度设置为140度。
7.一种儿童电视视力保护方法，其特征在于：由权利要求1-6中任一项所述的儿童电视视力保护系统结合以下方法来实现：
(1)系统开机后，利用输入模块输入启动系统密码信息和设定信息，所述设定信息包括观看电视最近距离的距离阈值和观看电视最长时间的时间阈值；当输入的启动系统密码信息正确时，微控制器通过频带信号开关接通电视机(1)的视频信号，距离检测模块实时测量人与电视机(1)之间的视距，定时器开始计时，并将距离和时间信息显示在显示模块上；若输入启动系统密码信息不正确，电视的视频信号始终不会接通，电视机(1)一直处于无信号的状态；如果密码输入超过系统允许的输入次数，微控制器通过频带信号开关自动切断电视机(1)的视频信号，并通过短信模块发送短信给用户手机；
(2)当视距低于距离阈值或观看时间超过时间阈值时，微控制器控制语音模块发出警示声音；
(3)在设定时间内视距仍然低于距离阈值或观看时间仍然超过时间阈值，则微控制器输出断开指令给频带信号开关，进而使电视机(1)的视频信号中断；
(4)视频信号的再次接通，需利用输入模块输入正确的启动系统密码信息后方可接通。
8.根据权利要求7所述的儿童电视视力保护方法，其特征在于：步骤(1)中，当输入的启动系统密码信息正确时，启动温度检测模块检测温度并将温度信息反馈给微控制器，微控制器在接收到距离检测模块检测的视距后，先 根据温度信息对设定信息中的距离阈值进行校正后，再根据校正后的距离阈值信息与距离检测信息的比较情况控制频带信号开关的通断工作以及语音模块的报警工作。
9.根据权利要求8所述的儿童电视视力保护方法，其特征在于：所述微控制器还内置一定时中断模块或与一外置的定时中断模块连接，所述微控制器的输出端还分别与距离检测模块的启动控制端、温度检测模块的启动控制端连接，当系统启动达到定时中断模块设定的时间时，微控制器通过定时中断模块的设置控制距离检测模块和温度检测模块在设定间隔时间交替进入待机模式和工作模式。
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