CN108806209A - 用于感知屏幕距离的智能报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用眼提醒装置技术领域，具体为用于感知屏幕距离的智能报警系统，包括供电模块、控制模块以及与控制模块信号连接的距离检测模块、显示模块、警报模块和无线通信模块；所述距离检测模块用于检测用户面部到屏幕的距离；所述控制模块用于根据距离检测模块的检测结果判断用户距离屏幕是否过近并在用户距离屏幕过近时控制警报模块开启，所述控制模块还用于控制显示模块显示距离检测模块的检测结果，所述控制器还用于将距离检测模块的检测结果通过无线通信模块发送给用户终端。本发明提供的用于感知屏幕距离的智能报警系统，能够在用户使用电脑产品时对用户与屏幕之间的距离进行检测并提醒，避免用户用眼过度，保护用户视力。

Description

用于感知屏幕距离的智能报警系统

技术领域

本发明涉及用眼提醒装置技术领域，具体为用于感知屏幕距离的智能报警系统。

背景技术

如今社会的快速发展，人们的生活得到改善，使用电子产品频繁广泛，尤其是对手机和电脑的使用。在使用电子设备时往往会忽略一些细节，比如距离屏幕过近等现象，这样的细节往往会被人们忽视，长期忽略这样的细节会引起眼睛近视等一些身体症状。因为便携式设备和无线网络的普及，人们似乎越来越离不开这些屏幕了。于是，长时间盯着各类屏幕成为家常便饭，随之而来的近视现象也就不可避免了。据新华网报道：英国聚焦诊所创办人、眼科雷射手术医师阿兰比指出，智能手机的风行使得近视的年轻人越来越普遍。智能手机1997年问世以来，近视人数已经上升了35％，未来10年，近视的问题会继续恶化，近视人数可能会增加50％。人们平均每天使用手机2小时，再加上使用电脑和看电视，视力可能严重受损。并且，人们在使用手机时，眼睛距屏幕的平均距离在30厘米左右，远低于看报纸及看书的平均距离40公分，这也给眼睛带来了巨大的伤害。他们认为智能手机是导致屏幕近视的主要原因，并警告称这一问题只会愈发严重。一般情况下，过了21岁后，近视就不会再加深，但长时间近距离看屏幕会改变人体基因，使得近视持续恶化直到40多岁。据了解，因为距离手机或电脑过近引起近视的人群有很大一部分，所以这样的细节不能被我们忽视。

如今并没有针对人们距离屏幕过近而出现的实时提醒装置。而因为使用电子产品造成近视的人群在逐年上升，为了使人们注意到距离屏幕过近产生近视的严重性，防止在不经意间距离屏幕过近使用电子产品。如何解决距离屏幕过近而引起近视的问题成为了重点。目前，手机虽然具备距离检测装置，但也只是打电话时能感觉到距离传感器的作用，并不能在使用中因为距离过近而提醒我们。电脑不具有距离检测装置，也不具备提醒功能。

发明内容

本发明意在提供用于感知屏幕距离的智能报警系统，能够在用户使用电脑产品时对用户与屏幕之间的距离进行检测并提醒。

为了解决上述技术问题，本专利提供如下技术方案：

用于感知屏幕距离的智能报警系统，包括供电模块、控制模块以及与控制模块信号连接的距离检测模块、显示模块、警报模块和无线通信模块；所述距离检测模块用于检测用户面部到屏幕的距离；所述控制模块用于根据距离检测模块的检测结果判断用户距离屏幕是否过近并在用户距离屏幕过近时控制警报模块开启，所述控制模块还用于控制显示模块显示距离检测模块的检测结果，所述控制器还用于将距离检测模块的检测结果通过无线通信模块发送给用户终端，所述供电模块用于为控制模块、距离检测模块、显示模块、警报模块以及无线通信模块供电。

本发明技术方案中，通过控制模块以及距离检测模块能够实时检测用户面部与屏幕之间的距离，并控制显示模块实时显示，同时发送给用户终端进行实时的上传记录，控制模块在检测到用户眼睛离屏幕过近时，通过警报模块进行提醒，促使用户及时地纠正，保护用户眼睛。

进一步，所述距离检测模块为超声波测距模块。超声波测距模块测距范围广，测量精度高。

进一步，所述控制模块还用于在控制警报模块发出警报的同时通过无线通信模块向用户终端发送警报提醒。通过对用户终端如手机、平板的推送，使得用户能够及时看到警报。

进一步，所述供电模块采用USB供电模块。USB供电模块通用性强，可以直接插到电脑上配合电脑使用。

进一步，所述控制模块还用于通过距离检测模块的检测结果判断用户是否在使用电脑，还包括计时模块，所述计时模块用于记录用于使用电脑的时间，所述控制模块用于在检测到用户使用电脑的时长超过预设时长后控制警报模块发出警报。用户使用电脑一段时间后，通过警报模块提醒用户休息一下，避免用户长时间使用电脑而造成眼睛、颈椎、腰椎等过度劳累。

进一步，所述控制模块能够在检测到用户面部距离屏幕的大于预设值或检测到用户没有使用电脑时，控制计时模块进行计时并在计时的时长大于预设值后使控制模块、显示模块、警报模块以及无线通信模块均进入低功耗模式。在检测到用户长时间没有使用电脑或者用户长时间距离电脑过远时，自动进入低功耗模式，降低能源消耗，更加节能。

进一步，还包括计数模块，所述控制模块与计数模块信号连接，所述计数模块用于记录用户离屏幕过近的过近次数，所述显示模块还用于显示过近次数。通过记录并显示用户的过近次数，进一步提醒用户用电脑时注意与屏幕之间的距离。

进一步，还包括动作识别模块，所述动作识别模块用于识别用户眨眼动作，所述动作识别模块与计数模块信号连接，所述计数模块还用于统计记录用户眨眼的次数，所述控制模块用于根据计数模块的统计结果计算出用户每分钟平均眨眼次数，控制模块还用于在检测到用于每分钟平均眨眼次数低于预设值时控制警报模块发出提醒。通过记录眨眼次数，判断用户是否盯着屏幕的时间过长，当检测到用户眨眼次数较少时，通过警报模块提醒用户眨眼，避免用眼过度。

进一步，还包括记录模块和对比评分模块，所述记录模块用于记录距离检测模块的检测结果、用户每天过近看屏幕的次数以及用户眨眼的频率，所述对比评分模块用于对用户每天看屏幕的距离、用户过近看屏幕的次数以及用户的眨眼频率进行统计和对比，计算出视力变化得分，控制模块在检测到用户视力变化得分大于预设值时控制警报模块发出警报。通过对比每天用户看屏幕的距离、过近的次数等变化，统计变化规律，进而判断用户是否存在近视加深或者从不近视而近视的情况，其判断通过评分来进行，更加准确。

进一步，所述对比评分模块包括当前值评分模块、变化率评分模块、权重存储模块以及总分评价模块，所述权重存储模块中存储有各个距离对应的权重以及各个次数对应的权重，所述当前值评分模块用于根据用户看屏幕的距离以及持续时间计算当前距离评分，变化率评分模块用于计算本次的当前距离评分与历史最低的当前距离评分之间的差值，并以该差值作为距离变化率评分，所述当前值评分模块还用于根据用户当天的过近次数以及次数对应的权重计算当前次数评分，所述变化率评分模块用于根据用户当天的过近次数与记录中最少过近次数之间的差值计算出次数变化率评分，所述总分评价模块用于对当前距离评分、距离变化率评分、当前次数评分以及次数变化率评分进行加权求和，并以该和作为视力变化得分。

当前距离评分采用距离权重和距离持续时间两个参数进行计算，距离变化率评分则采用当前距离评分的变化值来计算，当前次数评分采用次数加权求和进行计算，次数变化率评分采用当天次数与最低次数的差值进行计算，最后再对这四个值进行加权求和作为最后的视力变化得分，评判更加全面，客观，因此评价结果与实际情况更加吻合。

附图说明

图1为本发明用于感知屏幕距离的智能报警系统实施例中的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

如图1所示，本实施例的用于感知屏幕距离的智能报警系统，包括供电模块、控制模块以及与控制模块信号连接的距离检测模块、显示模块、警报模块、计时模块、计数模块、动作识别模块、记录模块、对比评分模块和无线通信模块。

其中，控制模块采用单片机，距离检测模块用于检测用户面部到屏幕的距离，本实施例中距离检测模块采用超声波测距模块，超声波测距模块设置在电脑显示器上方，超声波测距模块包括超声波发生模块和超声波接收模块，超声波发生模块和超声波接收模块均与控制模块信号连接，控制模块根据超声波发出的时间和接收的时间差值即可计算出用户脸部与显示器之间的距离,在本发明的另一个实施例中,距离检测模块采用激光测距模块；控制模块用于根据距离检测模块的检测结果判断用户距离屏幕是否过近并在用户距离屏幕过近时控制警报模块开启，控制模块中设有一个预设的最近距离值，本实施例中为60cm，当用户与屏幕之间的距离小于60cm时，则认为用户离屏幕过近；控制模块还用于控制显示模块显示距离检测模块的检测结果，控制器还用于将距离检测模块的检测结果通过无线通信模块发送给用户终端，供电模块用于为控制模块、距离检测模块、显示模块、警报模块以及无线通信模块供电，显示模块采用1602液晶显示屏，无线通信模块优选为WiFi无线通信模块，警报模块包括警示灯与蜂鸣器，警示灯采用红色LED灯；供电模块采用USB供电模块。USB供电模块通用性强，可以直接插到电脑上配合电脑使用。

通过控制模块以及距离检测模块能够实时检测用户面部与屏幕之间的距离，并控制显示模块实时显示，同时发送给用户终端进行实时的上传记录，控制模块在检测到用户眼睛离屏幕过近时，通过警报模块进行提醒，促使用户及时地纠正，保护用户眼睛。

控制模块还用于在控制警报模块发出警报的同时通过无线通信模块向用户终端发送警报提醒。通过对用户终端如手机、平板的推送，使得用户能够及时看到警报。控制模块还用于通过距离检测模块的检测结果判断用户是否在使用电脑，计时模块用于记录用于使用电脑的时间，控制模块用于在检测到用户使用电脑的时长超过预设时长后控制警报模块发出警报。用户使用电脑一段时间后，通过警报模块提醒用户休息一下，避免用户长时间使用电脑而造成眼睛、颈椎、腰椎等过度劳累。控制模块能够在检测到用户面部距离屏幕的大于预设值或检测到用户没有使用电脑时，控制计时模块进行计时并在计时的时长大于预设值后进入低功耗模式。在检测到用户长时间没有使用电脑或者用户长时间距离电脑过远时，自动进入低功耗模式，降低能源消耗，更加节能。控制模块与计数模块信号连接，计数模块用于记录用户离屏幕过近的过近次数，显示模块还用于显示过近次数。通过记录并显示用户的过近次数，进一步提醒用户用电脑时注意与屏幕之间的距离。本实施例中，本实施例中控制模块优选为STC12C5A60S2单片机，其内置了计数器和计时器。

动作识别模块用于识别用户眨眼动作，动作识别模块包括微处理器和摄像头,微处理器内部运行有眨眼识别算法,其通过摄像头采集面部图像,然后对用户眨眼动作进行识别,该眨眼识别算法为现有的算法,如基于Adaboost算法的眨眼识别算法等,动作识别模块与计数模块信号连接，计数模块还用于统计记录用户眨眼的次数，控制模块用于根据计数模块的统计结果计算出用户每分钟平均眨眼次数，控制模块还用于在检测到用于每分钟平均眨眼次数低于预设值时控制警报模块发出提醒。通过记录眨眼次数，判断用户是否盯着屏幕的时间过长，当检测到用户眨眼次数较少时，通过警报模块提醒用户眨眼，避免用眼过度。

记录模块用于记录距离检测模块的检测结果、用户每天过近看屏幕的次数以及用户眨眼的频率，对比评分模块用于对用户每天看屏幕的距离、用户过近看屏幕的次数以及用户的眨眼频率进行统计和对比，计算出视力变化得分，控制模块在检测到用户视力变化得分大于预设值时控制警报模块发出警报。通过对比每天用户看屏幕的距离、过近的次数等变化，统计变化规律，进而判断用户是否存在近视加深或者从不近视而近视的情况，其判断通过评分来进行，更加准确。对比评分模块包括当前值评分模块、变化率评分模块、权重存储模块以及总分评价模块，权重存储模块中存储有各个距离对应的权重以及各个次数对应的权重，当前值评分模块用于根据用户看屏幕的距离以及持续时间计算当前距离评分，变化率评分模块用于计算本次的当前距离评分与历史最低的当前距离评分之间的差值，并以该差值作为距离变化率评分，当前值评分模块还用于根据用户当天的过近次数以及次数对应的权重计算当前次数评分，变化率评分模块用于根据用户当天的过近次数与记录中最少过近次数之间的差值计算出次数变化率评分，总分评价模块用于对当前距离评分、距离变化率评分、当前次数评分以及次数变化率评分进行加权求和，并以该和作为视力变化得分。

当前距离评分采用距离权重和距离持续时间两个参数进行计算，距离变化率评分则采用当前距离评分的变化值来计算，当前次数评分采用次数加权求和进行计算，次数变化率评分采用当天次数与最低次数的差值进行计算，最后再对这四个值进行加权求和作为最后的视力变化得分，评判更加全面，客观，因此评价结果与实际情况更加吻合。

距离检测模块还包括第二超声波测距模块,第二超声波测距模块用于检测用户肩部到屏幕的距离,还包括驼背检测模块,所述驼背检测模块用于根据用户的脸部与肩部之间的距离判断用户是否驼背,驼背检测模块包括差值计算子模块、字体调节子模块、驼背判定子模块，所述差值计算子模块用于计算用户脸部与肩部之间的距离，并在检测到用户向前驼背伸头的姿势时，即脸部与肩部之间的距离大于预设值时，使计时模块开始记录用户驼背的持续时间，当持续时间大于预设值后，字体调节子模块通过调节电脑系统的设置控制屏幕显示字体变大，所述驼背判定子模块用于比较字体变大前以及变大后，用户的脸部到肩部的距离的变化情况，如果字体变大前和变大后，用户脸部到肩部的距离的变化量小于预设值，说明用户伸头驼背的姿势并不仅仅是因为屏幕看不清的问题，而可能是由于用户本身存在驼背的问题，此时警报模块向用户发出警报，进行提醒。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.用于感知屏幕距离的智能报警系统，其特征在于：包括供电模块、控制模块以及与控制模块信号连接的距离检测模块、显示模块、警报模块和无线通信模块；所述距离检测模块用于检测用户面部到屏幕的距离；所述控制模块用于根据距离检测模块的检测结果判断用户距离屏幕是否过近并在用户距离屏幕过近时控制警报模块开启，所述控制模块还用于控制显示模块显示距离检测模块的检测结果，所述控制器还用于将距离检测模块的检测结果通过无线通信模块发送给用户终端，所述供电模块用于为控制模块、距离检测模块、显示模块、警报模块以及无线通信模块供电。

2.根据权利要求1所述的用于感知屏幕距离的智能报警系统，其特征在于：所述距离检测模块为超声波测距模块。

3.根据权利要求2所述的用于感知屏幕距离的智能报警系统，其特征在于：所述控制模块还用于在控制警报模块发出警报的同时通过无线通信模块向用户终端发送警报提醒。

4.根据权利要求3所述的用于感知屏幕距离的智能报警系统，其特征在于：所述供电模块采用USB供电模块。

5.根据权利要求4所述的用于感知屏幕距离的智能报警系统，其特征在于：所述控制模块还用于通过距离检测模块的检测结果判断用户是否在使用电脑，还包括计时模块，所述计时模块用于记录用于使用电脑的时间，所述控制模块用于在检测到用户使用电脑的时长超过预设时长后控制警报模块发出警报。

6.根据权利要求5所述的用于感知屏幕距离的智能报警系统，其特征在于：所述控制模块能够在检测到用户面部距离屏幕的大于预设值或检测到用户没有使用电脑时，控制计时模块进行计时并在计时的时长大于预设值后使控制模块、显示模块、警报模块以及无线通信模块均进入低功耗模式。

7.根据权利要求6所述的用于感知屏幕距离的智能报警系统，其特征在于：还包括计数模块，所述控制模块与计数模块信号连接，所述计数模块用于记录用户离屏幕过近的过近次数，所述显示模块还用于显示过近次数。

8.根据权利要求7所述的用于感知屏幕距离的智能报警系统，其特征在于：还包括动作识别模块，所述动作识别模块用于识别用户眨眼动作，所述动作识别模块与计数模块信号连接，所述计数模块还用于统计记录用户眨眼的次数，所述控制模块用于根据计数模块的统计结果计算出用户每分钟平均眨眼次数，控制模块还用于在检测到用于每分钟平均眨眼次数低于预设值时控制警报模块发出提醒。

9.根据权利要求8所述的用于感知屏幕距离的智能报警系统，其特征在于：还包括记录模块和对比评分模块，所述记录模块用于记录距离检测模块的检测结果、用户每天过近看屏幕的次数以及用户眨眼的频率，所述对比评分模块用于对用户每天看屏幕的距离、用户过近看屏幕的次数以及用户的眨眼频率进行统计和对比，计算出视力变化得分，控制模块在检测到用户视力变化得分大于预设值时控制警报模块发出警报。

10.根据权利要求9所述的用于感知屏幕距离的智能报警系统，其特征在于：所述对比评分模块包括当前值评分模块、变化率评分模块、权重存储模块以及总分评价模块，所述权重存储模块中存储有各个距离对应的权重以及各个次数对应的权重，所述当前值评分模块用于根据用户看屏幕的距离以及持续时间计算当前距离评分，变化率评分模块用于计算本次的当前距离评分与历史最低的当前距离评分之间的差值，并以该差值作为距离变化率评分，所述当前值评分模块还用于根据用户当天的过近次数以及次数对应的权重计算当前次数评分，所述变化率评分模块用于根据用户当天的过近次数与记录中最少过近次数之间的差值计算出次数变化率评分，所述总分评价模块用于对当前距离评分、距离变化率评分、当前次数评分以及次数变化率评分进行加权求和，并以该和作为视力变化得分。