CN110150837B - 应用于背包的姿态校正系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于背包的姿态校正系统，应用于背包的姿态校正系统包括：背包包体，用于供用户背起以运载物品；监控装置，用于监测用户的行为并根据监测到的行为对用户进行反馈，监控装置设置于背包包体的接触用户背部的一侧；后台服务器，用于无线连接至监控装置以收集监控装置的运行数据并对运行数据进行分析；控制装置，用于无线连接至监控装置以控制监控装置，控制装置还无线连接至后台服务器以与后台服务器进行数据交换。应用于背包的姿态校正系统能够预防使用书包的用户发生驼背现象，有益于用户身体的正常发育。

Description

应用于背包的姿态校正系统

技术领域

本发明涉及一种应用于背包的姿态校正系统。

背景技术

书包是用于供用户背起以运载物品的。学生用户是书包的主要使用对象，而大部分学生都是身体处于发育时期的青少年。他们的书包内放置着大量的书本及文具，重量较重。青少年长期背起这样的书包很容易造成驼背，影响身体的正常发育。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种可以解决上述问题的应用于背包的姿态校正系统。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种应用于背包的姿态校正系统，应用于背包的姿态校正系统包括：

背包包体，用于供用户背起以运载物品；

监控装置，用于监测用户的行为并根据监测到的行为对用户进行反馈，监控装置设置于背包包体的接触用户背部的一侧；

后台服务器，用于无线连接至监控装置以收集监控装置的运行数据并对运行数据进行分析；

控制装置，用于无线连接至监控装置以控制监控装置，控制装置还无线连接至后台服务器以与后台服务器进行数据交换；

监控装置包括：

压力检测装置，用于实时检测背包包体压迫用户背部的压力值；

第一处理器，用于接受压力检测装置检测到的压力值以判断用户的运动状态，当第一处理器根据其判断出的用户的运动状态和压力值与标准压力值之间的关系综合判定用户的姿态偏离标准姿势时，生成并发送报警信号；

振动提示装置，用于连接至第一处理器并当接受到第一处理器发送的报警信号后产生振动以提醒用户；

存储装置，用于存储一定时间内与监控装置的有关的运行数据；

第一信号收发装置，用于无线连接至后台服务器以将存储装置存储的运行数据发送至后台服务器，第一信号收发装置同时还用于接受控制装置发送的控制指令；

电子开关，用于打开或关闭监控装置；

第一电源，用于给压力检测装置、第一处理器、振动提示装置、存储装置、第一信号收发装置和电子开关供电。

进一步地，第一处理器根据所接受到的压力值的波动性判断用户处于静止状态或行走状态。

进一步地，当用户处于静止状态时，第一处理器接受到的压力检测装置检测到的压力值超过标准压力值一定范围并持续一定时间时生成并发送报警信号至振动提示装置。

进一步地，当用户处于静止状态时，第一处理器接受到的压力检测装置检测到的压力值超过标准压力值达到第一预设压力值并持续第一预设时间时生成并发送第一报警信号至振动提示装置；

第一处理器接受到的压力检测装置检测到的压力值超过标准压力值达到第二预设压力值并持续第二预设时间时生成并发送第二报警信号至振动提示装置；

其中，第二预设压力值大于第一预设压力值，且第二预设时间小于第一预设时间。

进一步地，当用户处于行走状态时，第一处理器分析压力检测装置检测到的压力值得到对应的静态压力值，当静态压力值超过标准压力值一定范围并持续一定时间时，第一处理器生成并发送报警信号至提示装置。

进一步地，当用户处于行走状态时，第一处理器分析得到的静态压力值超过标准压力值达到第一预设压力值并持续第一预设时间时生成并发送第一报警信号至振动提示装置；

第一处理器分析得到的静态压力值超过标准压力值达到第二预设压力值并持续第二预设时间时生成并发送第二报警信号至振动提示装置；

其中，第二预设压力值大于第一预设压力值，且第二预设时间小于第一预设时间。

进一步地，控制装置包括：

壳体，用于供用户握持；

按键，用于设置于壳体上供用户操作以发送操控指令至监控装置；

显示屏，设置于控制装置壳体上用于显示信息以供用户查看；

第二信号收发装置，用于无线连接至第一信号收发装置和后台服务器；

第二处理器，用于根据用户的对按键的操作以产生相应的操控指令并通过第二信号收发装置发送至第一信号收发装置以控制监控装置；

第二电源，用于给显示屏、第二信号收发装置和第二处理器供电。

进一步地，按键包括：

开关键，用于供用户操控以通过控制装置发送操控指令至监控装置从而启动或关闭监控装置；

标准压力值获取键，用于供用户操作以发送操控指令至监控装置以使第一处理器获取一定时间范围内压力检测装置检测到的压力值以计算出标准压力值。

进一步地，监控装置可拆卸安装于背包包体；背包包体具有用于容纳物品的第一空间和用于容纳监控装置的第二空间；第二空间距离用户背部的距离小于第一空间距离用户背部的距离；监控装置还包括一安装袋；压力检测装置、第一处理器、振动提示装置、存储装置、第一信号收发装置、电子开关和第一电源均安装至安装袋内部。

进一步地，后台服务器包括第三信号收发装置和数据分析装置；第三信号收发装置接收监控装置发送的运行数据；数据分析装置分析第三信号收发装置接收到的运行数据并将分析结果通过第三信号收发装置发送至控制装置。

本发明的有益之处在于提供的应用于背包的姿态校正系统能够预防使用书包的用户发生驼背现象，有益于用户身体的正常发育。

本发明的有益之处在于提供的应用于背包的姿态校正系统能够根据检测到的压力值判断用户处于行走状态或静止状态，且能够将用户行走状态下检测到的波动的压力值转换成一个对应的静态压力值，并根据转换后得到的静态压力值判断用户的姿态，解决了用户在行走状态下检测到的压力值不稳定带来的判断不准确的情况。

附图说明

图1是本发明的背包包体的示意图；

图2是本发明的监控装置的示意图；

图3是本发明的控制装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如图1至图3所示，一种应用于背包的姿态校正系统，该应用于背包的姿态校正系统包括：背包包体10、监控装置20、后台服务器和控制装置30。

背包包体10用于供用户背起以运载物品。当用户背起背包包体10时，该背包包体10在重力作用下会对用户的背部施加压力。

监控装置20用于监测用户的行为并根据监测到的行为对用户进行反馈，监控装置20设置于背包包体10的接触用户背部的一侧。具体而言，监控装置20能够检测分析出用户是否具有弯腰驼背现象，并将用户的弯腰驼背信息反馈给用户自己以便于其关注并矫正自己的姿势。

后台服务器用于无线连接至监控装置20以收集监控装置20的运行数据并对运行数据进行分析，然后将分析后的结果反馈给用户。

控制装置30用于无线连接至监控装置20以控制监控装置20，控制装置30还无线连接至后台服务器以与后台服务器进行数据交换。具体而言，用户可以通过控制装置30对监控装置20发出操作指令。监控装置20将其运行数据发送到后台服务器进行分析处理。后台服务器将分析处理后的信息反馈至控制装置30以供用户查看。

上述方案中的监控装置20包括：压力检测装置21、第一处理器22、振动提示装置23、存储装置24、第一信号收发装置25、电子开关26和第一电源27。

压力检测装置21实时检测背包包体10压迫用户背部的压力值。

第一处理器22接收压力检测装置21检测到的压力值以判断用户的运动状态。当第一处理器22根据其判断出的用户的运动状态和压力值与标准压力值之间的关系综合判定用户的姿态偏离标准姿势时，生成并发送报警信号以提示用户矫正自身的姿势。其中，标准压力值表示当用户以正确姿态背起背包包体10时，背包包体10对用户后背的压力，因此，当用户的姿态偏离标准姿态时(驼背时)，压力值与标准压力值存在偏差。

振动提示装置23连接至第一处理器22，并在接收到第一处理器22发送的报警信号后产生振动以提醒用户矫正姿势。具体地，振动提示装置23收到第一处理器22发送的报警信号后对用户的背部进行振动操作。

存储装置24存储一定时间内与监控装置20的有关的运行数据。

第一信号收发装置25无线连接至后台服务器以将存储装置24存储的运行数据发送至后台服务器进行分析处理。第一信号收发装置25同时还用于接收控制装置30发送的控制指令。用户可以通过控制装置30查阅一定时间内与监控装置20有关的运行数据的分析结果，从而了解这段时间内用户的姿势状态。

电子开关26用于打开或关闭监控装置20。

第一电源27用于给压力检测装置21、第一处理器22、振动提示装置23、存储装置24、第一信号收发装置25和电子开关26供电。其中，第一电源27即可固定于背包包体10，通过充电线进行补充电力，也可设定为可拆卸方式，以根据需要进行更换。

作为一种具体的方案，压力检测装置21将实时检测到的压力值发送至第一处理器22。第一处理器22根据所接收到的压力值的波动性判断用户是处于静止状态还是处于行走状态。当用户处于静止状态时，压力检测装置21检测到的压力值变化较小，而当用户在行走状态时，由于人体运动，因此压力检测装置21检测到的压力值根据用户行走的频率表现出一定周期的波动性。因此，第一处理器22可以根据压力值的情况判断出用户是处于静止状态或行走状态。

在该方案中，当用户处于静止状态时，第一处理器22接收到的压力检测装置21检测到的压力值超过标准压力值一定范围并持续一定时间时，生成并发送报警信号至振动提示装置23。此时，振动提示装置23产生振动从而提示用户矫正姿势。振动提示装置23产生的振动还能对用户的背部起到一定的按摩作用，缓解背包包体10对用户背部压迫而造成的背部酸痛。上述的“压力值超过标准压力值一定范围并持续一定时”是指压力检测装置21持续检测到的压力值均大于标准压力值并且持续了一定时间。此时，第一处理器22判定用户的姿态偏离标准姿势，便生成报警信号并将报警信号发送至振动提示装置23。并且，根据用户的姿态偏离程度的不同，监控装置20对用户的反馈方式也不同。

具体而言，当用户处于静止状态时，第一处理器22接收到的压力检测装置21检测到的压力值超过标准压力值达到第一预设压力值并持续第一预设时间时生成并发送第一报警信号至振动提示装置23，从而实现第一次提醒用户矫正姿势。当第一处理器22接收到的压力检测装置21检测到的压力值超过标准压力值达到第二预设压力值并持续第二预设时间时生成并发送第二报警信号至振动提示装置23，从而实现第二次提醒用户矫正姿势。其中，第二预设压力值大于第一预设压力值，且第二预设时间小于第一预设时间。一般，第一预设压力值为标准压力值的5％至10％，第二预设压力值大于标注压力值的10％，第一预设时间为大于等于6秒且小于等于10秒，第二预设时间为大于等于3秒且小于6秒，在本实施例中，第一预设时间设定为8秒，第二预设时间设定为5秒。可以理解的是，用户的姿态偏离程度越大，压力检测装置21检测到的压力值越大，其偏离标准压力值程度越大。上述设定能够实现当用户的姿态偏离程度较低时，监控装置20间隔较长时间提醒用户，而当用户的姿态偏离程度较大时，监控装置20间隔较小的时间提醒用户。并且，在用户的姿态偏离程度不同时，监控装置20对用户的提示方式也不同，当用户姿态偏离程度较低时，第一处理器22发送第一报警报警信号至振动提示，振动提示装置23以较小的振动频率和振动力度提示用户，当用户姿态偏离程度较大时，第一处理器22发送第二报警报警信号至振动提示，振动提示装置23以较大的振动频率和振动力度提示用户。当用户感受到振动提示装置23的振动信息时，调整身体姿态至标准姿势后，振动提示装置23停止振动。

当用户处于行走状态时，压力检测装置21检测到的压力值为呈周期性波动变化，该波动性压力值不便于与标准压力值进行对比以判断用户的姿态。该波动性的压力值对应着一个当用户在同等条件下(身体姿态)的静止不动时的静态压力值，两者之间存在对应关系，通过第一处理器22的智能分析，可以根据接收到的压力检测装置21检测到的压力值得到其所对应的静态压力值。接下来，进一步的运行逻辑与用户在静止状态时的相同，即当静态压力值超过标准压力值一定范围并持续一定时间时，第一处理器22生成并发送报警信号至振动提示装置23。此时的静态压力值的意义等同于用户在静止状态下的压力值。

具体地，当用户处于行走状态时，第一处理器22分析得到的静态压力值超过标准压力值达到第一预设压力值并持续第一预设时间时生成并发送第一报警信号至振动提示装置23。第一处理器22分析得到的静态压力值超过标准压力值达到第二预设压力值并持续第二预设时间时生成并发送第二报警信号至振动提示装置23。其中，第二预设压力值大于第一预设压力值，且第二预设时间小于第一预设时间。一般，第一预设压力值为标准压力值的5％至10％，第二预设压力值大于标注压力值的10％，第一预设时间为大于等于6秒且小于等于10秒，第二预设时间为大于等于3秒且小于6秒，在本实施例中，第一预设时间设定为8秒，第二预设时间设定为5秒。

作为一种优选的实施方式，控制装置30包括：

壳体31，用于供用户握持。

按键，用于设置于壳体31上供用户操作以发送操控指令至监控装置20。

显示屏34，设置于控制装置30壳体31上用于显示信息以供用户查看。用户可以通过显示屏34查看后台服务器发送的关于对监控装置20的运行数据进行分析处理后得出的结果，从而了解自身的姿势信息。

第二信号收发装置，用于无线连接至第一信号收发装置25和后台服务器，以实现向监控装置20发送操控指令以及接收后台服务器发送的处理信息。

第二处理器，用于根据用户的对按键的操作以产生相应的操控指令并通过第二信号收发装置发送至第一信号收发装置25以控制监控装置20。

第二电源，用于给显示屏34、第二信号收发装置和第二处理器供电。

作为一种具体的实施方式，按键包括：

开关键32，用于供用户操控以通过控制装置30发送操控指令至监控装置20从而启动或关闭监控装置20。

标准压力值获取键33，用于供用户操作以发送操控指令至监控装置20以使第一处理器22获取一定时间范围内压力检测装置21检测到的压力值以计算出标准压力值。标准压力值表示当用户以正确姿态背起背包包体10时，背包包体10对用户后背的压力，而当背包包体10内的物品有所增减，其整体的重量发生改变时，背包包体10对用户后背在压力也随之改变，因此，标准压力值根据背包包体10所盛放的物品的变化而随之变化。当背包包体10内的物品有所增减，其整体的重量发生改变时，用户通过按压标准压力值获取键33，可以对标准压力值进行重新设置，从而提高监控装置20的可靠性，保证实时运行数据的准确性。具体方法为用户标准压力值获取键33至监控装置20时，处理器接收一定时间范围内压力检测装置21检测到的压力值并对其进行求平均作为标准压力值，在采集数据的过程中，用户保持标准姿态。

作为一种具体的实施方式，背包包体10具有第一空间11和第二空间12。第一空间11用于容纳物品。第二空间12用于容纳监控装置20。第二空间12距离用户背部的距离小于第一空间11距离用户背部的距离，即第二空间12位于用户的背部和第一空间11之间。

作为一种可选的实施方式，监控装置还包括一安装袋。监控装置通过安装袋可拆卸安装于背包包体以便于更换背包包体以及清洗背包包体。压力检测装置、第一处理器、振动提示装置、存储装置、第一信号收发装置、电子开关和第一电源均安装至安装袋内部。具体而言，监控装置的安装袋可以通过拉链可拆卸安装于背包包体。

监控装置的安装袋还可以通过纽扣可拆卸安装于背包包体。

作为一种优选的实施方式，后台服务器包括第三信号收发装置和数据分析装置。第三信号收发装置用于向监控装置20发送操控指令并接收监控装置20发送的运行数据。数据分析装置用于分析第三信号收发装置接收到的运行数据并将分析结果通过第三信号收发装置发送至控制装置30。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种应用于背包的姿态校正系统，其特征在于，所述应用于背包的姿态校正系统包括：

背包包体，用于供用户背起以运载物品；

监控装置，用于监测用户的行为并根据监测到的行为对用户进行反馈，所述监控装置设置于所述背包包体的接触用户背部的一侧；

后台服务器，用于无线连接至所述监控装置以收集所述监控装置的运行数据并对所述运行数据进行分析；

控制装置，用于无线连接至所述监控装置以控制所述监控装置，所述控制装置还无线连接至所述后台服务器以与所述后台服务器进行数据交换；

所述监控装置包括：

压力检测装置，用于实时检测所述背包包体压迫用户背部的压力值；

第一处理器，用于接受所述压力检测装置检测到的压力值以判断用户的运动状态，当所述第一处理器根据其判断出的用户的运动状态和所述压力值与标准压力值之间的关系综合判定用户的姿态偏离标准姿势时，生成并发送报警信号；

振动提示装置，用于连接至所述第一处理器并当接受到所述第一处理器发送的报警信号后产生振动以提醒用户；

存储装置，用于存储一定时间内与所述监控装置的有关的所述运行数据；

第一信号收发装置，用于无线连接至所述后台服务器以将所述存储装置存储的所述运行数据发送至所述后台服务器，所述第一信号收发装置同时还用于接受所述控制装置发送的控制指令；

电子开关，用于打开或关闭所述监控装置；

第一电源，用于给所述压力检测装置、所述第一处理器、所述振动提示装置、所述存储装置、所述第一信号收发装置和所述电子开关供电；

所述第一处理器根据所接受到的压力值的波动性判断用户处于静止状态或行走状态；

当用户处于静止状态时，所述第一处理器接受到的所述压力检测装置检测到的压力值超过标准压力值一定范围并持续一定时间时生成并发送报警信号至所述振动提示装置；

当用户处于行走状态时，所述第一处理器分析所述压力检测装置检测到的压力值得到对应的静态压力值，当静态压力值超过标准压力值一定范围并持续一定时间时，所述第一处理器生成并发送报警信号至所述提示装置；

所述控制装置包括：

壳体，用于供用户握持；

按键，用于设置于所述壳体上供用户操作以发送操控指令至所述监控装置；

显示屏，设置于所述控制装置壳体上用于显示信息以供用户查看；

第二信号收发装置，用于无线连接至所述第一信号收发装置和所述后台服务器；

第二处理器，用于根据用户的对所述按键的操作以产生相应的操控指令并通过所述第二信号收发装置发送至所述第一信号收发装置以控制所述监控装置；

第二电源，用于给所述显示屏、所述第二信号收发装置和所述第二处理器供电；

所述按键包括：

开关键，用于供用户操控以通过所述控制装置发送操控指令至所述监控装置从而启动或关闭所述监控装置；

标准压力值获取键，用于供用户操作以发送操控指令至所述监控装置以使所述第一处理器获取一定时间范围内所述压力检测装置检测到的压力值以计算出标准压力值。

2.根据权利要求1所述的应用于背包的姿态校正系统，其特征在于，

当用户处于静止状态时，所述第一处理器接受到的所述压力检测装置检测到的压力值超过标准压力值达到第一预设压力值并持续第一预设时间时生成并发送第一报警信号至所述振动提示装置；

所述第一处理器接受到的所述压力检测装置检测到的压力值超过标准压力值达到第二预设压力值并持续第二预设时间时生成并发送第二报警信号至所述振动提示装置；

其中，所述第二预设压力值大于所述第一预设压力值，且第二预设时间小于所述第一预设时间。

3.根据权利要求1所述的应用于背包的姿态校正系统，其特征在于，

当用户处于行走状态时，所述第一处理器分析得到的静态压力值超过标准压力值达到第一预设压力值并持续第一预设时间时生成并发送第一报警信号至所述振动提示装置；

所述第一处理器分析得到的静态压力值超过标准压力值达到第二预设压力值并持续第二预设时间时生成并发送第二报警信号至所述振动提示装置；

其中，所述第二预设压力值大于所述第一预设压力值，且第二预设时间小于所述第一预设时间。

4.根据权利要求1所述的应用于背包的姿态校正系统，其特征在于，

所述监控装置可拆卸安装于所述背包包体；所述背包包体具有用于容纳物品的第一空间和用于容纳监控装置的第二空间；所述第二空间距离用户背部的距离小于所述第一空间距离用户背部的距离；所述监控装置还包括一安装袋；所述压力检测装置、所述第一处理器、所述振动提示装置、所述存储装置、所述第一信号收发装置、所述电子开关和所述第一电源均安装至所述安装袋内部。

5.根据权利要求1所述的应用于背包的姿态校正系统，其特征在于，

所述后台服务器包括第三信号收发装置和数据分析装置；所述第三信号收发装置接收所述监控装置发送的所述运行数据；所述数据分析装置分析所述第三信号收发装置接收到的所述运行数据并将分析结果通过所述第三信号收发装置发送至所述控制装置。

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