CN105761453A - 一种预防近距离观看电视的电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种预防近距离观看电视的电子装置，其特征是，包括超声波测距电路、语音模块（6）、显示模块（5）、功能选择模块（1）和控制模块（2）；所述的超声波测距电路、语音模块（6）、显示模块（5）、功能选择模块（1）分别与控制模块（2）连接，当所述的超声波测距电路的测量值超过功能选择模块（1）的设定值时，所述的控制模块（2）驱动语音模块（6）和显示模块（5）。

Description

一种预防近距离观看电视的电子装置
技术领域
本发明专利涉及一种电子装置，具体涉及一种预防近距离观看电视的电子装置。
背景技术
现在的青少年近视现象越来越严重，甚至小学一年级就有不少戴眼镜的，80%以上关于小学生近视的调查报告都把矛头指向电视，看电视距离太近是其中一个很重要的原因，是小学生近视的罪魁祸首；但是市面上还没有任何一款防止近距离看电视的功能的电子产品，所以我们研发了一款预防靠近看电视的装置，防止儿童近距离看电视，减少电视对儿童视力的伤害。
发明内容
本发明专利就是为了解决儿童近距离看电视的问题，通过制作一个电子装置，该装置可固定在电视机附近的任何位置，装置前方有超声波测距电路，可测出看电视者与该装置的距离S，等同于看电视者与电视机的距离，装置内置预设距离，通过比较实际测出的距离S与预设距离的大小，做出相应处理，提醒儿童保持在适当的距离观看电视。
为了解决上述问题，本发明的优选方案是一种预防近距离观看电视的电子装置，包括超声波测距电路、语音模块（6）、显示模块（5）、功能选择模块（1）和控制模块（2）；所述的超声波测距电路、语音模块（6）、显示模块（5）、功能选择模块（1）分别与控制模块（2）连接，当所述的超声波测距电路的测量值超过功能选择模块（1）的设定值时，所述的控制模块（2）电驱动语音模块（6）和显示模块（5）。
所述的超声波测距电路包含超声波发射模块（3）和超声波接收模块（4）。
所述的超声波发射模块（3）是由控制模块（2）通过控制模拟开关芯片U1，经中频变压器(9)驱动超声波传感器（8）发射超声波。
所述的中频变压器（9）包括中频变压器T1和中频变压器T4。
所述的超声波接收模块（4）是由反射回的超声波振动传感器（8），产生电信号，经过运算放大器U3放大处理后传给控制模块（2）作为中断信号。
所述的超声波测距电路的传感器（8）包括传感器L和传感器R。传感器（8）的覆盖广角大约为60°，传感器L加上传感器R达到120°以上，基本可以完全侦测出电视机前方是否有儿童进入警戒范围，由于采用两个传感器（8），所以为了确保传感器L和传感器R不会在同一时刻工作，导致探测结果不准确，加入了四选一模拟开关芯片U1，即同一时刻，传感器L和传感器R只有一个在工作。
根据本发明所述的一种预防近距离观看电视的电子装置的一种优选方式，所述的控制模块（2）为CPU处理器，其记录功能选择模块（1）的数据并驱动超声波测距电路、语音模块（6）、显示模块（5）。
根据本发明所述的一种预防近距离观看电视的电子装置的一种优选方式，所述的显示模块（5）是由数据存储寄存器U7、LED灯（7）和数码管U6构成；控制模块（2）通过数据存储寄存器U7驱动数码管U6实时显示看电视者与电视机的距离S，并不断刷新并以LED灯（7）的形式将超声波测距电路测量的距离S和预设距离对比的结果表现出来。
所述的LED灯（7）包括黄色LED灯D2、绿色LED灯D4和红色LED灯D6。
根据本发明所述的一种预防近距离观看电视的电子装置的一种优选方式，所述的功能选择模块（1）是选择预设距离值，选择之后的数值可以存储在储存芯片U4中，并与控制模块（2）进行比较。
根据本发明所述的一种预防近距离观看电视的电子装置的一种优选方式，所述的语音模块（6）包括语音芯片U5、喇叭LS1，当超声波测距电路测量的距离S小于预设距离并达到一定时间，控制模块（2）驱动喇叭LS1播放预先设置在语音芯片U5里面的录音。
本发明专利的超声波测距电路采用收发一体式压电超声波传感器（8）组成的电路来实现，控制模块（2）发射出40KHz的脉冲，同时启动内部定时器，通过中频变压器（9）驱动传感器（8）发射出超声波，然后关闭发射脉冲，传感器（8）接收反射回来的超声波，通过计算发射和接收的时间差T来判断反射超声波物体的距离S=C*T/2，其中C是超声波的速度，大约340米/秒。由于看电视的距离一般不会大于17米，所以T小于0.1秒，可以每间隔0.5秒发射一次超声波进行测试。
本发明所述的一种预防近距离观看电视的电子装置的有益效果是：包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括超声波发射模块（3）、超声波接收模块（4）、语音模块（6）、显示模块（5）、功能选择模块（1）和控制模块（2）；软件部分实现控制超声波的发射接收，通过记录发射到接收的时间差，计算出距离，并根据测出的距离S做相应的处理，包括LED灯（7）和数码管U6显示距离S以及语音提醒，防止近距离看电视伤害眼睛。
附图说明
图1为模块联系图。
图2为功能示意图。
图3为电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图做本发明的详细解释，本实例仅做解释不用于限制本发明。
本实例电路原理图如图3所示，电源输入端J7接通电源后通过功能选择模块（1）选择预设距离档位，数据储存在储存芯片U4中，再由控制模块(2)驱动超声波传感器L和传感器R发射出超声波，同时控制模块（2）开始启动内部定时器开始计时。发射出的超声波碰到障碍物后形成反射波作用于超声波传感器（8），形成的信号经运算放大器U3运算放大后向控制模块（2）发出中断申请；收到中断申请的信号后，立即响应中断，执行外部中断服务程序，停止计时，得到超声波发送和返回的时间T。若发射出的超声波在测距范围内未遇到障碍物，直到控制中心定时中断产生，执行定时中断服务程序，选择下一路超声波传感器，继续发射和接收超声波，同样执行前面所述内部定时器计时程序。
功能选择模块（1）可以选择的距离值有三个选项，分别是1.2米，1.5米，1.8米。
该电子装置的超声波传感器（8）工作电压是40KHz，140VPP的交流电，但由于输入电压不够，因此，放大电路采用中频变压器T1和中频变压器T4放大，达到传感器L和传感器R的工作电压。
为扩大探测范围，本实例使用了两个传感器（8），并使用模拟开关芯片U1使传感器L和传感器R交替工作。其原理是，装置的控制模块(2)计算发射和接收的时间差T来判断反射超声波物体的距离S=C*T/2，其中C是超声波的速度，大约340米/秒，当T值为0.0070s时，则障碍物与装置距离1.2米，当T值为0.0088s时，则障碍物与装置距离1.5米，当T值为0.0106s时，则障碍物与装置距离1.8米。假设预设值为1.2米，当T值小于等于0.0070s时，判定看电视者与电视机的距离S小于预设距离，当T值大于0.0070s时，判定看电视者在合适的距离观看电视。预设值为1.5米时，当T值小于等于0.0088s时，判定看电视者与电视机的距离S小于预设距离，当T值大于0.0088s时，判定看电视者在合适的距离观看电视；预设值为1.8米时，当T值小于等于0.0106s时，判定看电视者与电视机的距离S小于预设距离，当T值大于0.0106s时，判定看电视者在合适的距离观看电视。
该装置的显示模块（5）由数据存储寄存器U7、LED灯（7）和一个两位的LED数码管U6组成，控制模块（2）通过数据存储寄存器U7驱动数码管U6实时显示经控制模块计算出的看电视者与装置的距离S，单位为米，数据精确到小数点后一位。3个LED灯（7），包括红色LED灯D6、黄色LED灯D2和绿色LED灯D4，当看电视者与电视机的距离S大于预设距离时，绿色LED灯D4亮，表示该距离安全；当看电视者与电视机的距离S小于预设距离时，LED灯切换为黄色LED灯D2表示提醒看电视者远离电视，同时启动控制模块（2）的内部定时器，当定时器达到60秒时，当看电视者与电视机的距离S依旧小于预设距离则LED灯切换为红色LED灯D6。
当LED灯为黄色或者红色时，看电视者离开警戒范围则LED灯会自动切换为绿色。
该装置的语音模块（6）由语音芯片U5、喇叭LS1组成，当超声波测距电路测量的距离S小于预设距离并达到60秒时，控制模块（2）驱动喇叭LS1播放预先设置在语音芯片U5里面的录音。当语音播放时，看电视者远离电视机，直到大于预设距离，则语音播放会自动停止。

Claims (6)

1.一种预防近距离观看电视的电子装置，其特征是，包括超声波测距电路、语音模块（6）、显示模块（5）、功能选择模块（1）和控制模块（2）；所述的超声波测距电路、语音模块（6）、显示模块（5）、功能选择模块（1）分别与控制模块（2）连接，当所述的超声波测距电路的测量值超过功能选择模块（1）的设定值时，所述的控制模块（2）电驱动语音模块（6）和显示模块（5）；
所述的超声波测距电路包括超声波发射模块（3）和超声波接收模块（4）；
所述的超声波发射模块（3）是由控制模块（2）通过控制模拟开关芯片U1，经中频变压器(9)驱动超声波传感器（8）发射超声波；
所述的超声波接收模块（4）是由反射回的超声波振动传感器（8），产生电信号，经过运算放大器U3放大处理后传给控制模块（2）作为中断信号。
2.根据权利要求1所述的一种预防近距离观看电视的电子装置，其特征是，所述的超声波测距电路的传感器（8）可以有一个以上，通过模拟开关芯片U1顺序驱动传感器（8）。
3.根据权利要求1所述一种预防近距离观看电视的电子装置,其特征是,控制模块（2）为CPU处理器，其记录功能选择电路（1）的数据并驱动超声波测距电路、语音模块（6）、显示模块（5）。
4.根据权利要求1所述的一种预防近距离观看电视的电子装置，其特征是，所述的显示模块（5）是由数据存储寄存器U7、LED灯（7）和数码管U6构成；控制模块（2）通过数据存储寄存器U7驱动数码管U6实时显示看电视者与电视机的距离S，并不断刷新并以LED灯（7）的形式将超声波测距电路测量的距离S和预设距离对比的结果表现出来。
5.根据权利要求1所述的一种预防近距离观看电视的电子装置，其特征是，所述的功能选择电路（1）是选择预设距离值，选择之后的数值存储在储存芯片U4中，并与控制模块（2）进行比较。
6.根据权利要求1所述的一种预防近距离观看电视的电子装置，其特征是，所述的语音模块（6）包括语音芯片U5、喇叭LS1，当超声波测距电路测量的距离S小于预设距离并达到一定时间，控制模块（2）驱动喇叭LS1播放预先设置在语音芯片U5里面的录音。
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