CN107978135A - 一种坐姿矫正控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坐姿矫正控制装置及方法，该装置包括外壳以及设置在外壳内部的测距模块、角度测量模块、光线测量模块、wifi系统、电源模块和震动模块；wifi系统分别与测距模块、角度测量模块、光线测量模块、电源模块、震动模块连接；角度测量模块为九轴传感器，用于获取角速度和XYZ各轴加速度的原始值，结合四元素姿态解算算法，得出当前的阅读角度；wifi系统包括wifi模块和处理器；处理器用于根据测距模块、角度测量模块、光线测量模块采集的数据，执行阅读姿势判断；如果当前阅读姿势为不正确姿势，则控制所述震动模块震动，以提醒阅读者。采用本发明实施例，能解决阅读时的综合情况，减少误判率。

Description

一种坐姿矫正控制装置及方法

技术领域

本发明涉及智能设备技术领域，尤其涉及一种坐姿矫正控制装置及方法。

背景技术

在21世纪电子产品泛滥的局势下，我国近视眼人数竟已近4亿，其中青少年约为2.7亿。学生近视发病率居世界第二，人数居世界之首，调查显示，我国近视学生有平均每年增长125度的趋势。

现有的预防近视或防止近视加深的产品往往是单一的功能，一般是只判断了佩戴者的阅读角度问题，不能很好的解决阅读时的综合情况。例如环境光问题以及阅读时姿势偏移问题，或者在阅读中途起身去做其他事情时，现有技术会判断出你此时的姿势不对，无法判断综合情况。

发明内容

本发明实施例提出一种坐姿矫正控制装置及方法，能解决阅读时的综合情况，减少误判率。

本发明实施例提供一种坐姿矫正控制装置，包括：外壳以及设置在所述外壳内部的测距模块、角度测量模块、光线测量模块、wifi系统、电源模块和震动模块；

其中，所述wifi系统分别与所述测距模块、角度测量模块、光线测量模块、电源模块、震动模块连接；

所述角度测量模块为九轴传感器，用于获取角速度和XYZ各轴加速度的原始值，结合四元素姿态解算算法，得出当前的阅读角度；

所述wifi系统包括wifi模块和处理器；所述处理器用于根据所述测距模块、角度测量模块、光线测量模块采集的数据，执行阅读姿势判断；如果当前阅读姿势为不正确姿势，则控制所述震动模块震动，以提醒阅读者。

进一步的，所述测距模块是型号为GY-53的距离测量模块。

进一步的，所述wifi模块是型号为esp8266的wifi模块。

进一步的，所述处理器为32位CPU。

进一步的，所述外壳的顶部为六边形；

顶部外表面的中间设置有直线凹槽和六边形凹槽；

所述直线凹槽穿过所述六边形凹槽，且所述六边形凹槽的中央设置有六边形通孔。

相应地，本发明实施例还提供一种坐姿矫正控制方法，本发明所述的坐姿矫正控制装置执行所述坐姿矫正控制方法；

所述坐姿矫正控制方法包括：

步骤A：获取由光线测量模块测量的环境光照强度，如果所述环境光照强度在预设的光照强度范围内，则执行步骤B；否则，执行步骤D；

步骤B：获取由测距模块测量的目标物体距离，如果所述目标物体距离大于预设距离时，执行步骤C；否则，执行步骤D；

步骤C：获取由角度测量模块得出的当前阅读角度，结合所述目标物体距离，判断当前阅读姿势是否为正确姿势，如果是，则执行步骤E，否则，执行步骤D；

步骤D：控制震动模块震动，以提醒阅读者；

步骤E：将所述环境光照强度、目标物体距离、当前阅读角度和当前阅读姿势通过wifi模块发送给远程设备。

进一步的，所述步骤E之前还包括：

检测是否需要将数据发送给所述远程设备；如果是，则执行步骤E，否则，结束。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的坐姿矫正控制装置及方法，该装置包括外壳以及设置在外壳内部的测距模块、角度测量模块、光线测量模块、wifi系统、电源模块和震动模块；wifi系统分别与测距模块、角度测量模块、光线测量模块、电源模块、震动模块连接；角度测量模块为九轴传感器，用于获取角速度和XYZ各轴加速度的原始值，结合四元素姿态解算算法，得出当前的阅读角度；wifi系统包括wifi模块和处理器；处理器用于根据测距模块、角度测量模块、光线测量模块采集的数据，执行阅读姿势判断；如果当前阅读姿势为不正确姿势，则控制所述震动模块震动，以提醒阅读者。相比于现有技术的单一功能，本发明技术方案能解决阅读时的综合情况，减少误判率。

附图说明

图1是本发明提供的坐姿矫正控制装置的一种实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的电源模块的一种实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的外壳的一种实施例的结构示意图；

图4是本发明提供的外壳的一种实施例的结构示意图；

图5是本发明提供的震动模块的一种实施例的结构示意图；

图6是本发明提供的坐姿矫正控制方法的一种实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明提供的坐姿矫正控制装置的一种实施例的结构示意图。该控制装置包括：外壳1以及设置在外壳1内部的测距模块2、角度测量模块3、光线测量模块4、wifi系统5、电源模块6和震动模块7。其中，wifi系统5分别与测距模块2、角度测量模块3、光线测量模块4、电源模块6、震动模块7连接。本发明的控制装置需要将外壳1卡在眼镜框上。

在本实施例中，角度测量模块3为九轴传感器，用于获取角速度和XYZ各轴加速度的原始值，结合四元素姿态解算算法，得出当前的阅读角度。wifi系统5包括wifi模块和处理器。处理器用于根据测距模块2、角度测量模块3、光线测量模块4采集的数据，执行阅读姿势判断；如果当前阅读姿势为不正确姿势，则控制震动模块7震动，以提醒阅读者。

在本实施例中，测距模块2是型号为GY-53的距离测量模块。它是一款低成本数字红外测距传感器模块。工作电压3-5v，功耗小，体积小，安装方便。其工作原理是：红外LED发光，照射到被测物体后，返回光经过MCU接收，MCU计算出时间差，得出并输出距离值。此模块有两种方式读取数据，即串口UART+PWM或者芯片IIC模式，串口的波特率有9600bps与115200bps，可配置，连续，询问输出两种方式，可掉电保存设置。

在本实施例中，角度测量模块3是型号为JY-901的九轴传感器，该模块集成高精度的陀螺仪、加速度计、地磁场传感器，采用高性能的微处理器和先进的动力学解算与卡尔曼动态滤波算法，能够快速求解出模块当前的实时运动姿态。角度测量模块3的体积为15mm*15mm*2mm，符合系统最小化要求。

在本实施例中，九轴传感器通过配置MPU6050的寄存器，得到XYZ的加速度和角速度原始值，通过现有得四元素姿态解算算法，得出横滚角、俯仰角、航向角，解决了欧拉死角问题。而且在加速度、角速度的互补下，横滚角、航向角的精度在1％内，可以很精确的显示当前姿态。可见，本发明只需要两个角，无需使用航向角。

在本实施例中，光线测量模块4为光敏传感器。

在本实施例中，wifi模块是型号为esp8266的wifi模块。ESP8266专为移动设备、可穿戴电子产品和物联网应用设计，并与其他几项专利技术一起使机器实现最低能耗。这种节能的构造以三种模式运行：激活模式、睡眠模式和深度模睡眠式，实现超低功耗功能，节省电池容量和体积。处理器为32位的低功耗CPU，集成在wifi系统中。

在本实施例中，参见图2，图2是本发明提供的电源模块的一种实施例的结构示意图。电源模块3利用可编程的LTC4054构成可充电电路以及利用mic5219构成降压电路为传感器供电。

在本实施例中，参见图3和图4，图3和图4是本发明提供的外壳的一种实施例的结构示意图。如图3和图4所示，外壳1的顶部为六边形。顶部外表面的中间设置有直线凹槽和六边形凹槽；直线凹槽穿过六边形凹槽，且六边形凹槽的中央设置有六边形通孔。

在本实施例中，参见图5，图5是本发明提供的震动模块的一种实施例的结构示意图。如图5所示，震动模块5利用处理器得到当前姿势判断后，给出io口信号控制三极管电路以达到震动马达工作的效果。

相应地，本发明提供了一种坐姿矫正控制方法。如图6所示，图6是本发明提供的坐姿矫正控制方法的一种实施例的流程示意图。本发明的坐姿矫正控制装置执行该坐姿矫正控制方法，具体包括：

步骤A：获取由光线测量模块测量的环境光照强度，如果环境光照强度在预设的光照强度范围内，则执行步骤B；否则，执行步骤D；

步骤B：获取由测距模块测量的目标物体距离，如果目标物体距离大于预设距离时，执行步骤C；否则，执行步骤D；

步骤C：获取由角度测量模块得出的当前阅读角度，结合目标物体距离，判断当前阅读姿势是否为正确姿势，如果是，则执行步骤E，否则，执行步骤D；

步骤D：控制震动模块震动，以提醒阅读者；

步骤E：将环境光照强度、目标物体距离、当前阅读角度和当前阅读姿势通过wifi模块发送给远程设备。

在本实施例中，远程设备可以为手机、平板电脑或其他智能设备。

作为本实施例的一种举例，步骤E之前还包括：检测是否需要将数据发送给远程设备；如果是，则执行步骤E，否则，结束。

由上可见，本发明实施例提供的坐姿矫正控制装置及方法，该装置包括外壳1以及设置在外壳1内部的测距模块2、角度测量模块3、光线测量模块4、wifi系统5、电源模块6和震动模块7。角度测量模块3为九轴传感器，用于获取角速度和XYZ各轴加速度的原始值，结合四元素姿态解算算法，得出当前的阅读角度。wifi系统5包括wifi模块和处理器。处理器用于根据测距模块2、角度测量模块3、光线测量模块4采集的数据，执行阅读姿势判断；如果当前阅读姿势为不正确姿势，则控制震动模块7震动，以提醒阅读者。相比于现有技术的单一功能，本发明技术方案能解决阅读时的综合情况，减少误判率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种坐姿矫正控制装置，其特征在于，包括：外壳以及设置在所述外壳内部的测距模块、角度测量模块、光线测量模块、wifi系统、电源模块和震动模块；

其中，所述wifi系统分别与所述测距模块、角度测量模块、光线测量模块、电源模块、震动模块连接；

所述角度测量模块为九轴传感器，用于获取角速度和XYZ各轴加速度的原始值，结合四元素姿态解算算法，得出当前的阅读角度；

所述wifi系统包括wifi模块和处理器；所述处理器用于根据所述测距模块、角度测量模块、光线测量模块采集的数据，执行阅读姿势判断；如果当前阅读姿势为不正确姿势，则控制所述震动模块震动，以提醒阅读者。

2.根据权利要求1所述的坐姿矫正控制装置，其特征在于，所述测距模块是型号为GY-53的距离测量模块。

3.根据权利要求1所述的坐姿矫正控制装置，其特征在于，所述wifi模块是型号为esp8266的wifi模块。

4.根据权利要求1所述的坐姿矫正控制装置，其特征在于，所述处理器为32位CPU。

5.根据权利要求1所述的坐姿矫正控制装置，其特征在于，所述外壳的顶部为六边形；

顶部外表面的中间设置有直线凹槽和六边形凹槽；

所述直线凹槽穿过所述六边形凹槽，且所述六边形凹槽的中央设置有六边形通孔。

6.一种坐姿矫正控制方法，其特征在于，如权利要求1至5任一项所述的坐姿矫正控制装置执行所述坐姿矫正控制方法；

所述坐姿矫正控制方法包括：

步骤A：获取由光线测量模块测量的环境光照强度，如果所述环境光照强度在预设的光照强度范围内，则执行步骤B；否则，执行步骤D；

步骤B：获取由测距模块测量的目标物体距离，如果所述目标物体距离大于预设距离时，执行步骤C；否则，执行步骤D；

步骤C：获取由角度测量模块得出的当前阅读角度，结合所述目标物体距离，判断当前阅读姿势是否为正确姿势，如果是，则执行步骤E，否则，执行步骤D；

步骤D：控制震动模块震动，以提醒阅读者；

步骤E：将所述环境光照强度、目标物体距离、当前阅读角度和当前阅读姿势通过wifi模块发送给远程设备。

7.根据权利要求6所述的坐姿矫正控制方法，其特征在于，所述步骤E之前还包括：

检测是否需要将数据发送给所述远程设备；如果是，则执行步骤E，否则，结束。