CN108932825A - 一种儿童智能防近视警示装置及方法 - Google Patents

一种儿童智能防近视警示装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于儿童健康用眼设备技术领域，公开了一种儿童智能防近视警示装置及方法，设置有：环形外壳、端口、硅胶带、控制器、调节按钮、微型处理器、振动器、距离传感器、充电口、松紧旋钮、挂孔、蓄电池。端口胶接于环形外壳、控制器通过螺丝固定于环形外壳，调节按钮嵌装于控制器上表面，微型处理器和振动器通过螺丝固定于控制器内部，距离传感器嵌装于控制器下表面。本发明在儿童使用时佩戴于头部，通过硅胶带固定于头部，通过设置距离传感器的预设值，当儿童看书时眼睛距离书本过近时，振动器震动，提醒儿童及时调整姿势。本发明结构简单，使用方便，能够有效防止儿童看书时由于距离过近而造成近视问题。

Description

一种儿童智能防近视警示装置及方法
技术领域
本发明属于儿童健康用眼设备技术领域，尤其涉及一种儿童智能防近视警示装置及方法。
背景技术
目前，家长对教育的观念越来越重，家庭早教也越来越流行，儿童在看书时由于护眼意识不强，很容易长时间近距离看书或者连环画，久而久之，会造成眼睛的伤害，现在近视正在发展成低龄化趋势，越来越应该引起家长的注意。而现有设备结构复杂，操作麻烦，同时智能化程度低，不适合儿童等低龄儿童佩戴。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有设备结构复杂，操作麻烦，同时智能化程度低，不适合儿童等低龄儿童佩戴，无法满足使用者的需要。
(2)现有的智能防近视警示的蓄电池受温度影响情况不明确；使用者和书本之间的距离不高准确度的识别；在最大限度去除噪声的前提下，不能较完整地保留有用信号。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种儿童智能防近视警示装置及方法。
本发明是这样实现的，一种儿童智能防近视警示方法，所述儿童智能防近视警示方法包括：
(1)儿童使用时佩戴于头部，通过硅胶带固定于头部，家长通过设置距离传感器的预设值，在儿童看书眼睛距离书本过近而造成距离低于预设值时；
(2)微型处理器将数据结果输出，通过电路将开关信号传入振动器，振动器震动，提醒儿童及时调整姿势；
所述微型处理器蓄电池的额定容量和蓄电池的内阻受温度影响公式：
Ca＝Crx[l+K(T一25)]；
式中:Ca表示任何温度下的蓄电额定容量；Cr表示蓄电池在25℃下的额定容量；T表示实际温度℃；K表示温度系数；在0.005-0.008℃；
所述振动器内部为微型偏心电机；振动器的消噪算法：原始信号f(n)为定义在F＝(0，1，…，N-1)上的离散函数，定义结构元素b(n)为B＝(0，1，…，M-1)上的离散函数，且N M，则f(n)关于b(n)的腐蚀“Θ”和膨胀“⊕”分别定义为：
(fΘb)(n)＝min{f(n+m)-b(m)}；
(f⊕b)(n)＝max{f(n-m)+b(m)}；
(f°b)(n)＝(fΘb⊕b)(n)；
(f·b)(n)＝(f⊕bΘb)(n)；
其中，m＝0，1，2…，M-1；“°”抑制信号的正脉冲；“·”抑制信号的负脉冲；
采用开表示闭FOC、闭表示开FCO的形态学滤波运算：
MFb(f)＝1/2[FOC(f(n))+FCO(f(n))]；
其中：FOC(f(n))＝f(n)°b(n)·b(n)；FCO(f(n))＝f(n·)b(n)°b(n)；
f与b(n)的形态学峰谷提取运算为：
PVEb＝f-MFb(f)＝f-1/2[FOC(f(n))+FCO(f(n))]＝f-1/2[f(n)°b1(n·)b2(n)+f(n·)b1(n)°b2(n)]。
进一步，所述距离传感器对使用者与书本之间距离的准确识别方法包括：
f(x)∈C[a，b]，pn(x)是次数不超过n的全体多项式构成的集合； 则称p＊(x)是f(x)在[a，b]上的最佳极小化极大多项式，采用里米兹算法；由切比雪夫定理得如下公式：
其中，ak(k＝0，1，…n)为待求多项式系数；ρ为最佳逼近值；xi用反复校正法取得。
进一步，所述距离传感器的监测数据的平均距离为：
其中，Dij(t)＝|Pi(t)-Pj(t)|；
式中，Dij(t)表示距离传感器节点Pi(t)和Pj(t)的绝对距离，将所有感知测量的距离真值X领域，且满足的节点集合P保留，有m个节点，距离传感器融合度矩阵M为：
t时刻传感器Pi的权重系数为：
其中，
式中，表示信任度权重，
Fij(t)表示融合度函数，0≤Fij(t)≤1。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述儿童智能防近视警示方法的儿童智能防近视警示装置，所述儿童智能防近视警示装置设置有：环形外壳、端口、硅胶带、控制器、调节按钮、微型处理器、振动器、距离传感器、充电口、松紧旋钮、挂孔、蓄电池；
所述端口胶接于所述环形外壳、所述控制器通过螺丝固定于所述环形外壳，所述调节按钮嵌装于所述控制器上表面，所述微型处理器和所述振动器通过螺丝固定于所述控制器内部；
所述距离传感器嵌装于所述控制器下表面，所述充电口嵌装于所述端口内部，所述松紧旋钮通过螺纹连接于所述端口，所述端口表面开有挂孔，所述蓄电池嵌装于所述控制器内部。
进一步，所述充电口为USB接口，通过导线连接于所述蓄电池。
进一步，所述振动器内部为微型偏心电机。
进一步，所述微型处理器通过电路连接于所述距离传感器。
进一步，所述控制器正面有显示屏，用于显示装置与书本之间的距离。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明在儿童使用时佩戴于头部，通过硅胶带固定于头部，通过设置距离传感器的预设值，当儿童看书时眼睛距离书本过近时，振动器震动，提醒儿童及时调整姿势。本发明结构简单，使用方便，能够有效防止儿童看书时由于距离过近而造成近视问题。
本发明给出温度过高或者过低时需要减少使用儿童智能防近视警示装置，防止蓄电池损耗过大，缩短产品的使用寿命；本发明在最大限度去除噪声的前提下，较完整地保留有用信号。
附图说明
图1是本发明实施例提供的儿童智能防近视警示装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的儿童智能防近视警示装置的运行原理示意图；
图中：1、环形外壳；2、端口；3、硅胶带；4、控制器；5、调节按钮；6、微型处理器；7、振动器；8、距离传感器；9、充电口；10、松紧旋钮；11、挂孔；12、蓄电池。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的儿童智能防近视警示装置包括：环形外壳1、端口2、硅胶带3、控制器4、调节按钮5、微型处理器6、振动器7、距离传感器8、充电口9、松紧旋钮10、挂孔11、蓄电池12。
所述端口2胶接于所述环形外壳1、所述控制器4通过螺丝固定于所述环形外壳1，所述调节按钮5嵌装于所述控制器4上表面，所述微型处理器6和所述振动器7通过螺丝固定于所述控制器4内部。
所述距离传感器8嵌装于所述控制器4下表面，所述充电口9嵌装于所述端口2内部，所述松紧旋钮10通过螺纹连接于所述端口2，所述端口2表面开有挂孔11，所述蓄电池112嵌装于所述控制器5内部。
进一步，所述充电口9为USB接口，通过导线连接于所述蓄电池12。
进一步，所述振动器7内部为微型偏心电机。
进一步，所述微型处理器6通过电路连接于所述距离传感器8。
进一步，所述控制器4正面有显示屏，用于显示装置与书本之间的距离。
本发明实施例提供的儿童智能防近视警示方法包括：
(1)儿童使用时佩戴于头部，通过硅胶带固定于头部，家长通过设置距离传感器的预设值，在儿童看书眼睛距离书本过近而造成距离低于预设值时；
(2)微型处理器将数据结果输出，通过电路将开关信号传入振动器，振动器震动，提醒儿童及时调整姿势；
所述微型处理器蓄电池的额定容量和蓄电池的内阻受温度影响公式：
Ca＝Crx[l+K(T一25)]；
式中:Ca表示任何温度下的蓄电额定容量；Cr表示蓄电池在25℃下的额定容量；T表示实际温度℃；K表示温度系数；在0.005-0.008℃；
所述振动器内部为微型偏心电机；振动器的消噪算法：原始信号f(n)为定义在F＝(0，1，…，N-1)上的离散函数，定义结构元素b(n)为B＝(0，1，…，M-1)上的离散函数，且N M，则f(n)关于b(n)的腐蚀“Θ”和膨胀“⊕”分别定义为：
(fΘb)(n)＝min{f(n+m)-b(m)}；
(f⊕b)(n)＝max{f(n-m)+b(m)}；
(f°b)(n)＝(fΘb⊕b)(n)；
(f·b)(n)＝(f⊕bΘb)(n)；
其中，m＝0，1，2…，M-1；“°”抑制信号的正脉冲；“·”抑制信号的负脉冲；
采用开表示闭FOC、闭表示开FCO的形态学滤波运算：
MFb(f)＝1/2[FOC(f(n))+FCO(f(n))]；
其中：FOC(f(n))＝f(n)°b(n)·b(n)；FCO(f(n))＝f(n·)b(n)°b(n)；
f与b(n)的形态学峰谷提取运算为：
PVEb＝f-MFb(f)＝f-1/2[FOC(f(n))+FCO(f(n))]＝f-1/2[f(n)°b1(n·)b2(n)+f(n·)b1(n)°b2(n)]。
进一步，所述距离传感器对使用者与书本之间距离的准确识别方法包括：
f(x)∈C[a，b]，pn(x)是次数不超过n的全体多项式构成的集合； 则称p＊(x)是f(x)在[a，b]上的最佳极小化极大多项式，采用里米兹算法；由切比雪夫定理得如下公式：
其中，ak(k＝0，1，…n)为待求多项式系数；ρ为最佳逼近值；xi用反复校正法取得。
进一步，所述距离传感器的监测数据的平均距离为：
其中，Dij(t)＝|Pi(t)-Pj(t)|；
式中，Dij(t)表示距离传感器节点Pi(t)和Pj(t)的绝对距离，将所有感知测量的距离真值X领域，且满足的节点集合P保留，有m个节点，距离传感器融合度矩阵M为：
t时刻传感器Pi的权重系数为：
其中，
式中，表示信任度权重，
Fij(t)表示融合度函数，0≤Fij(t)≤1。
本发明工作原理：儿童使用时佩戴于头部，通过硅胶带固定于头部，家长通过设置距离传感器的预设值，在儿童看书眼睛距离书本过近而造成距离低于预设值时，微型处理器将数据结果输出，通过电路将开关信号传入振动器，振动器震动，提醒儿童及时调整姿势，智能化程度高，家长不必时时刻刻关注儿童的看书距离太近问题。同时硅胶带的设置方便儿童佩戴，松紧旋钮的设置可以调整环形外壳的弧度，适用于不同年龄的儿童。本发明结构简单，使用方便，能够有效防止儿童看书时由于距离过近而造成近视问题。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种儿童智能防近视警示方法，其特征在于，所述儿童智能防近视警示方法包括：
(1)儿童使用时佩戴于头部，通过硅胶带固定于头部，家长通过设置距离传感器的预设值，在儿童看书眼睛距离书本过近而造成距离低于预设值时；
(2)微型处理器将数据结果输出，通过电路将开关信号传入振动器，振动器震动，提醒儿童及时调整姿势；
所述微型处理器蓄电池的额定容量和蓄电池的内阻受温度影响公式：
Ca＝Crx[l+K(T一25)]；
式中:Ca表示任何温度下的蓄电额定容量；Cr表示蓄电池在25℃下的额定容量；T表示实际温度℃；K表示温度系数；在0.005-0.008℃；
所述振动器内部为微型偏心电机；振动器的消噪算法：原始信号f(n)为定义在F＝(0，1，…，N-1)上的离散函数，定义结构元素b(n)为B＝(0，1，…，M-1)上的离散函数，且N M，则f(n)关于b(n)的腐蚀“Θ”和膨胀“⊕”分别定义为：
(fΘb)(n)＝min{f(n+m)-b(m)}；
(f⊕b)(n)＝max{f(n-m)+b(m)}；
(f°b)(n)＝(fΘb⊕b)(n)；
(f·b)(n)＝(f⊕bΘb)(n)；
其中，m＝0，1，2…，M-1；“°”抑制信号的正脉冲；“·”抑制信号的负脉冲；
采用开表示闭FOC、闭表示开FCO的形态学滤波运算：
MFb(f)＝1/2[FOC(f(n))+FCO(f(n))]；
其中：FOC(f(n))＝f(n)°b(n)·b(n)；FCO(f(n))＝f(n·)b(n)°b(n)；
f与b(n)的形态学峰谷提取运算为：
PVEb＝f-MFb(f)＝f-1/2[FOC(f(n))+FCO(f(n))]＝f-1/2[f(n)°b1(n·)b2(n)+f(n·)b1(n)°b2(n)]。
2.如权利要求1所述的儿童智能防近视警示方法，其特征在于，所述距离传感器对使用者与书本之间距离的准确识别方法包括：
f(x)∈C[a，b]，pn(x)是次数不超过n的全体多项式构成的集合； 则称p＊(x)是f(x)在[a，b]上的最佳极小化极大多项式，采用里米兹算法；由切比雪夫定理得如下公式：
其中，ak(k＝0，1，…n)为待求多项式系数；ρ为最佳逼近值；xi用反复校正法取得。
3.如权利要求1所述的儿童智能防近视警示方法，其特征在于，所述距离传感器的监测数据的平均距离为：
其中，Dij(t)＝|Pi(t)-Pj(t)|；
式中，Dij(t)表示距离传感器节点Pi(t)和Pj(t)的绝对距离，将所有感知测量的距离真值X领域，且满足的节点集合P保留，有m个节点，距离传感器融合度矩阵M为：
t时刻传感器Pi的权重系数为：
其中，
式中，表示信任度权重，
Fij(t)表示融合度函数，0≤Fij(t)≤1。
4.一种实现权利要求1所述儿童智能防近视警示方法的儿童智能防近视警示装置，其特征在于，所述儿童智能防近视警示装置设置有：环形外壳、端口、硅胶带、控制器、调节按钮、微型处理器、振动器、距离传感器、充电口、松紧旋钮、挂孔、蓄电池；
所述端口胶接于所述环形外壳、所述控制器通过螺丝固定于所述环形外壳，所述调节按钮嵌装于所述控制器上表面，所述微型处理器和所述振动器通过螺丝固定于所述控制器内部；
所述距离传感器嵌装于所述控制器下表面，所述充电口嵌装于所述端口内部，所述松紧旋钮通过螺纹连接于所述端口，所述端口表面开有挂孔，所述蓄电池嵌装于所述控制器内部。
5.如权利要求4所述的儿童智能防近视警示装置，其特征在于，所述充电口为USB接口，通过导线连接于所述蓄电池。
6.如权利要求4所述的儿童智能防近视警示装置，其特征在于，所述振动器内部为微型偏心电机。
7.如权利要求4所述的儿童智能防近视警示装置，其特征在于，所述微型处理器通过电路连接于所述距离传感器。
8.如权利要求4所述的儿童智能防近视警示装置，其特征在于，所述控制器正面有显示屏，用于显示装置与书本之间的距离。
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