CN106289395A - 一种学生近视眼防控穿戴式设备 - Google Patents

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王幼生
代秋楠
龚慧
程娟娟
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GUANGZHOU XINRUISHI OPTICAL TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种学生近视眼防控穿戴式设备，它涉及用眼行为综合监测技术领域；头箍的外壁上安装有按键、外部复位键、LED指示灯，MCU芯片的内部设有蓝牙芯片，蓝牙芯片与蓝牙射频电路连接，按键、外部复位键均与MCU芯片的输入端连接，MCU芯片的接收端分别与环境光线传感器、激光测距传感器、三轴加速度传感器、温度传感器连接，环境光线传感器、激光测距传感器、三轴加速度传感器、温度传感器进行数据采集，采集后传输给MCU芯片，MCU芯片的输出端分别与LED指示灯、马达驱动板连接，马达驱动板的输出端与振动马达连接；本发明便于实现快速检测数据与处理数据，能实现用眼的监测，使用方便，操作简便，工作效率高。

Description

一种学生近视眼防控穿戴式设备
技术领域
本发明涉及用眼行为综合监测技术领域，具体涉及一种学生近视眼防控穿戴式设备。
背景技术
现有的学生在用眼时不注意规范，导致眼睛受到伤害，而现有的防控设备在使用不准确，测量数据不方便。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种学生近视眼防控穿戴式设备。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明的一种学生近视眼防控穿戴式设备，它包含头箍；头箍内部的前端安装有环境光线传感器、激光测距传感器、三轴加速度传感器、温度传感器、蓝牙射频电路、马达驱动板、振动马达、MCU芯片；头箍的外壁上安装有按键、外部复位键、LED指示灯，MCU芯片的内部设有蓝牙芯片，蓝牙芯片与蓝牙射频电路连接，按键、外部复位键均与MCU芯片的输入端连接，MCU芯片的接收端分别与环境光线传感器、激光测距传感器、三轴加速度传感器、温度传感器连接，环境光线传感器、激光测距传感器、三轴加速度传感器、温度传感器进行数据采集，采集后传输给MCU芯片，MCU芯片的输出端分别与LED指示灯、马达驱动板连接，马达驱动板的输出端与振动马达连接。
作为优选，所述的环境光线传感器的型号为LTR-558ALS-01。
作为优选，所述的MCU芯片为Nordic公司nRF51822芯片开发，芯片集成BLE蓝牙4.0协议。
本发明有益效果为：便于实现快速检测数据与处理数据，能实现用眼的监测，使用方便，操作简便，工作效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的电路框架图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-2所示，本具体实施方式采用如下技术方案：一种学生近视眼防控穿戴式设备，它包含头箍；头箍内部的前端安装有环境光线传感器、激光测距传感器、三轴加速度传感器、温度传感器、蓝牙射频电路、马达驱动板、振动马达、MCU芯片；头箍的外壁上安装有按键、外部复位键、LED指示灯，MCU芯片的内部设有蓝牙芯片，蓝牙芯片与蓝牙射频电路连接，按键、外部复位键均与MCU芯片的输入端连接，MCU芯片的接收端分别与环境光线传感器、激光测距传感器、三轴加速度传感器、温度传感器连接，环境光线传感器、激光测距传感器、三轴加速度传感器、温度传感器进行数据采集，采集后传输给MCU芯片，MCU芯片的输出端分别与LED指示灯、马达驱动板连接，马达驱动板的输出端与振动马达连接。
进一步的，所述的环境光线传感器的型号为LTR-558ALS-01。
进一步的，所述的MCU芯片为Nordic公司nRF51822芯片开发，芯片集成BLE蓝牙4.0协议。
本具体实施方式的工作原理为：通过MCU，搜集由各个传感器返回的信号，处理后与内置的原始参考数据做比较，根据比较结果给予阅读者适当的提示提醒；另外，也可通过蓝牙将数据上传给手机APP，由APP汇总和分析数据，并给予阅读者综合的用眼行为优化建议。
探测距离：用激光测距传感器测头离阅读物的距离，同时配有提醒，就像倒车雷达。
探测头位：用一个倾斜感受器，放置在发箍里，就能感受头位的倾斜角度。
监测眼睛周围光线情况：用光谱分析仪探测用眼环境中的光线问题，光谱分析可分析的指标很多，如光源的色温，即通常所说的冷光源还是暖光源，太阳光直射色温是5500k属于中性的光源，而白炽灯光源则属于暖光源色温在3000K以下，这样就可以监测孩子是处于户外还是室内，同时也可以监测还是室内的灯光色温是否合适。还能分析光谱特性，指导一个光源在各个波长上光强的分布，那么就可以提示还是眼睛避免长时间注视红光，导致视疲劳；还有能探测光照强度，光线太强或者太弱的环境用眼，都会导致近视发生发展。
监测阅读物频闪：手机摄像头的CMOS类型就能监测频闪
阅读时间的监控通过三轴加速度传感器+距离传感器实现；比如：
一、加速度传感器感应阅读者的行动；
二、距离传感器感应阅读者眼睛与书本的距离；
三、当且仅当传感器无明显感应信号（安静看书），且阅读者与书本的距离为相对恒定（可预先设定距离）时，系统判断阅读者在看书，并在MCU内部定义计时器，开始计时；
四、中间也许会有偶尔中断（比如抬头看看远方），可以根据信号的变化趋势进行统计性分析和处理，判断是休息，还是短暂中断；该判断的逻辑与算法可再考虑细化；
五、监测温度：也是用红外线感应额头温度。
本具体实施方式具有如下功能：
头戴式模式：
一、制定用眼时长：自动识别阅读物体的种类（纸版的，或者电子类的）、对比度（高对比度，或者低对比度）、阅读背景（绿色背景舒服，红色背景容易疲劳），制定相应的用眼时间，到点后给与语音或者震动提示休息眼睛；
二、同时监测记录用眼坏习惯并给与提示：以及近视的孩子，应该配戴合理的眼镜，孩子否有配戴，以及配戴的时间都可见监测并记录，防止孩子只配眼镜，但是根本就不戴。用眼姿势不正确（歪着头，距离阅读物太近<30cm，移动阅读、躺着或趴着阅读），都及时通过语音提示，并且会记录该不良用眼时长及次数，并将相应的数据传输到后台处理（如手机APP）给出具体分析结果，提醒家长同步监督孩子用眼习惯。
三、监测孩子阅读物产品是否合格，如纸面反光程度、手机电脑的蓝光情况、辐射、还有频闪情况，台灯的亮度及交流电赫兹量（40瓦至60瓦为合格，交流电若为50赫兹容易导致频率性调节，导致视疲劳）然后后台数据提示家长给与一定的处理，采取或更换或采用防蓝光贴膜等措施；
四、监测用眼环境，如室内空气湿度（这对提示用眼环境是否容易导致干眼）、温度；
五、监测还是每分钟眨眼次数，以及孩子是否有眯眼看东西（这些功能的实现可以用通过监测额肌紧张模式来探测），这样就可以将相应的数据发给家长，提示家长注意孩子早期的假性近视出现了。及时去专业检查，避免由假变真。
六、可将震动点设计在穴位处，震动同时起到按摩作用，这针对假性近视是有帮助作用的，缓解视疲劳。
手臂式模式：
将模式调到手臂式模式，该设备就可以戴在手臂上，检测孩子户外活动时间、户外光照强度、空气质量（检查空气中的pm2.5）。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种学生近视眼防控穿戴式设备，其特征在于：它包含头箍；头箍内部的前端安装有环境光线传感器、激光测距传感器、三轴加速度传感器、温度传感器、蓝牙射频电路、马达驱动板、振动马达、MCU芯片；头箍的外壁上安装有按键、外部复位键、LED指示灯，MCU芯片的内部设有蓝牙芯片，蓝牙芯片与蓝牙射频电路连接，按键、外部复位键均与MCU芯片的输入端连接，MCU芯片的接收端分别与环境光线传感器、激光测距传感器、三轴加速度传感器、温度传感器连接，环境光线传感器、激光测距传感器、三轴加速度传感器、温度传感器进行数据采集，采集后传输给MCU芯片，MCU芯片的输出端分别与LED指示灯、马达驱动板连接，马达驱动板的输出端与振动马达连接。
2.根据权利要求1所述的一种学生近视眼防控穿戴式设备，其特征在于：所述的环境光线传感器的型号为LTR-558ALS-01。
3.根据权利要求1所述的一种学生近视眼防控穿戴式设备，其特征在于：所述的MCU芯片为Nordic公司nRF51822芯片开发，芯片集成BLE蓝牙4.0协议。
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