CN114326878B - 关爱学习者安全的环境识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电器技术领域，具体公开了关爱学习者安全的环境识别方法及系统，包括：采集单元，用于采集桌面环境范围内的空气品质数据；控制单元，用于接受采集单元产生的桌面环境范围内的空气品质数据，并根据空气品质数据判断是否超过空气品质恶劣的阈值，若判断结果为空气品质恶劣，控制单元生成第一控制指令；通风单元，用于增大桌面环境的风量，通风单元为设在桌面上的小风扇；提醒单元，用于提醒学习者注意通风，提醒单元为设在桌面上的广播；通风单元收到第一控制指令后控制小风扇鼓风；提醒单元接收到第一控制指令后控制广播提醒学习者注意通风。本方案可以根据桌面环境，进行智能调节。

Description

关爱学习者安全的环境识别方法及系统

技术领域

本发明涉及电器技术领域，具体涉及一种关爱学习者安全的环境识别方法及系统。

背景技术

随着教育的发展，关爱学习者安全成为了如今的热门话题，青少年学习负担大﹑任务重，而学习者的视力保护是现如今急需解决的问题。

申请号为CN201510170044.3的专利公开了一种台灯，包括灯座、发光单元和发光单元照度控制系统，所述发光单元照度控制系统包括环境照度检测单元、微处理单元以及驱动单元，微处理单元接收环境照度检测单元的检测信号并输出调节信号，驱动单元根据调节信号改变发光单元的照度，所述台灯还包括与灯座分体的光照采集体，所述光照采集体上设置所述环境照度检测单元，所述环境照度检测单元上连接有用于发送环境照度检测单元的信号的发送单元，所述灯座上设置所述微处理单元以及驱动单元，所述微处理单元上连接有用于接收所述发送单元发送的信号的接收单元，所述光照采集体包括基板，所述基板的两端设有朝同侧延伸的上挡板和下夹板。

上述方案通过智能调节灯光，把控学习者环境光线昏暗等问题，进行智能调光，但是，灯光的亮度与色温可能不适合用户的需要，例如，学习者所处环境空气品质较差，长期呼吸可能导致学习者中毒等情况，因此，我们需要一种关爱学习者安全的环境识别方法及系统，以根据学习者的环境因素，调节桌面环境，使其学习者放松。

发明内容

本方案的目的在于提供一种关爱学习者安全的环境识别系统，以根据学习者的环境因素，调节桌面环境，使其学习者放松。

为了达到上述目的，本方案提供一种关爱学习者安全的环境识别方法及系统，包括：

采集单元，用于采集桌面环境范围内的空气品质数据；

控制单元，用于接受采集单元产生的桌面环境范围内的空气品质数据，并根据空气品质数据判断是否超过空气品质恶劣的阈值，若判断结果为空气品质恶劣，所述控制单元生成第一控制指令；

通风单元，用于增大桌面环境的风量，所述通风单元为设在桌面上的小风扇；

提醒单元，用于提醒学习者注意通风，所述提醒单元为设在桌面上的广播；

所述通风单元收到第一控制指令后控制小风扇鼓风；

所述提醒单元接收到第一控制指令后控制广播提醒学习者注意通风。

本方案的有益效果：采集单元、控制单元、通风单元和提醒单元的相互配合在桌面范围内的空气品质较差时，提醒人员注意通风，并增大桌面范围内的风量，以保证桌面空气流动和学习者的学习安全，为学习者学习提供良好的环境。

进一步，所述空气品质数据为二氧化碳数据和甲醛数据。

进一步，所述采集单元还用于检测桌面范围内的环境数据；

所述控制单元还用于接受采集单元产生的桌面范围内的环境数据，并根据桌面范围内的环境数据判断是否危害学习者安全；若判断结果为是，所述控制单元生成第二控制指令；

所述提醒单元还用于提醒学习者注意安全，所述提醒单元接收到第二控制指令后控制广播播报安全数据。根据实时监测桌面范围内的环境数据，以判断是否威胁到学习者安全，再播报给学习者。

进一步，所述采集单元还用于采集学习者的脑电波状态数据；

所述控制单元还用于接受采集单元产生的学习者的脑电波状态数据，并根据脑电波状态数据判断是否超过学习者疲劳的阈值，若判断结果为学习者疲劳，所述控制单元生成第三控制指令；

所述提醒单元还用于播放β波音乐，所述提醒单元接收到第三控制指令后，控制广播播报β波音乐。通过采集脑电波状态，以在学习者疲劳情况下播报音乐，缓解学习者疲劳情绪，使其放松。

本发明还公开了一种关爱学习者安全的环境识别方法及系统，包括如下步骤：

S1：采集桌面环境的空气品质，若判断为空气品质恶劣，小风扇鼓风，广播提醒学习者注意通风；

S2：采集桌面范围内的环境数据，若判断为危害学习者安全，广播提醒学习者注意安全并播报安全数据；

S3：采集学习者的脑电波状态数据，若判断为学习者疲劳，广播播报β波音乐。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例1基本如附图1所示：

桌面上设有用于采集桌面环境范围内的空气品质数据的采集单元；空气品质数据包括甲醛数据、二氧化碳数据；采集单元为甲醛二氧化碳浓度检测仪和甲醛浓度传感器；

桌面上设有用于接受采集单元产生的桌面环境范围内的空气品质数据的控制单元，并根据空气品质数据判断是否超过空气品质恶劣的阈值，这里指二氧化碳浓度超过1000pm，或者甲醛浓度含量大于0.08 mg/m3，满足以上任一条件，视为空气品质恶劣；

若判断结果为空气品质恶劣，控制单元生成第一控制指令；

桌面上设有用于增大桌面环境的风量的通风单元和用于提醒学习者注意通风的提醒单元，通风单元为设在桌面上的小风扇，提醒单元为设在桌面上的广播，通风单元收到第一控制指令后控制小风扇鼓风；提醒单元接收到第一控制指令后控制广播提醒学习者注意通风。采集单元、控制单元、通风单元和提醒单元的相互配合在桌面范围内的空气品质较差时，提醒人员注意通风，并增大桌面范围内的风量，以保证桌面空气流动和学习者的学习安全，为学习者学习提供良好的环境。采集单元还可以采集桌面范围内的负离子（负离子传感器），控制单元还用于接受采集单元产生的负离子浓度，并根据负离子的浓度判断是否需要增加负离子，负离子浓度低于空气中的30%，若判断结果为需要增加负离子，生成执行指令，负离子释放单元（负离子发生器），用于释放负离子，接收到执行指令后释放负离子。

其中，采集单元还用于检测桌面范围内的环境数据；环境数据为人员数据，采集单元为设在桌面上的摄像头；控制单元还用于接受采集单元产生的桌面范围内的环境数据，并根据桌面范围内的环境数据判断是否危害学习者安全；实时采集实际人员数据，第一帧记人员数据与学习者的距离为初始间距，第二帧再记录人员数据与学习者的距离为实际间距，对比前后两帧的人员数据距离学习者的距离，若实际间距小于初始间距，则判断危害学习者安全，

若判断结果为是，控制单元生成第二控制指令；提醒单元还用于提醒学习者注意安全，提醒单元接收到第二控制指令后控制广播播报安全数据。根据实时监测桌面范围内的环境数据，以判断是否威胁到学习者安全，再播报给学习者。

其中，采集单元还用于采集学习者的脑电波状态数据；脑电波状态数据为脑电波状态和脑部温度，采集单元为脑电波头盔，脑电波头盔可以采集学习者的脑电波状态数据，具体为可事先提取疲劳状态下的脑电波数据作为样本，再与脑电波头盔采集到的学习者脑电波状态数据进行对比，比如采集到的脑电波与事先疲劳的样本波一致；或者发现学习者一分钟内频繁出现δ波，学习者即为疲劳；脑部温度一分钟内急剧上升，一分钟内从20℃上升到23℃或以上（温度差距3℃及以上）即为学习者疲劳；

其中，控制单元还用于接受采集单元产生的学习者的脑电波状态数据，并根据脑电波状态数据判断是否超过学习者疲劳的阈值（学习者一分钟内频繁出现δ波，学习者即为疲劳；脑部温度一分钟内急剧上升，一分钟内从20℃上升到23℃或以上（温度差距3℃及以上）即为学习者疲劳，出现任一情况为学习者疲劳），

若判断结果为学习者疲劳，控制单元生成第三控制指令；

提醒单元还用于播放β波音乐，提醒单元接收到第三控制指令后，控制广播播报β波音乐。通过采集脑电波状态，以在学习者疲劳情况下播报音乐，缓解学习者疲劳情绪，使其放松。

本发明还公开了一种关爱学习者安全的环境识别方法及系统，包括如下步骤：

S1：采集桌面环境的空气品质，若判断为空气品质恶劣，小风扇鼓风，广播提醒学习者注意通风；

S2：采集桌面范围内的环境数据，若判断为危害学习者安全，广播提醒学习者注意安全并播报安全数据；

S3：采集学习者的脑电波状态数据，若判断为学习者疲劳，广播播报β波音乐。

实施例2

与实施例1不同的是，采集单元还用于采集人员一段时间内的姿势数据（5分钟内的姿势数据），采集单元通过摄像头采集人员姿势数据；（人员姿势数据为头部倾斜、手部支撑头部等动作，具体指的人的行为动作遮挡了光源到桌面上的光线，比如人手支撑头部，人手遮挡住了光源）；

控制单元还用于接受采集单元产生的人员一段时间内的姿势数据，并根据姿势数据判断是否需要辅助补光，若判断为需要辅助补光，生成执行指令；反之，不生成执行指令；

执行单元，用于接受执行指令后，并控制台灯补光；执行单元包括设在台灯光源处的两面镜子、第一舵机和第二舵机，分别为第一镜子和第二镜子，第一舵机用于控制第一镜子转向，第二舵机用于控制第二镜子转向；执行单元接受到执行指令的信号后，第一舵机和第二舵机控制第一镜子和第二镜子转向，对学习者辅助补光。直接调节台灯亮度的方法，会造成需要辅助补光的地方亮度提高，其他地方的亮度也提高，这样会损伤眼睛，而头部倾斜的学习方式，光源的方向固定，待学习的资料会由于人员的倾斜形成阴影，这种明暗相间会损伤眼睛。

还包括，用于朗读学习者资料的朗读单元，朗读单元为设在桌面上的扬声器；

朗读单元还用于接受到学习者点击朗读单元的信号后，提醒学习者指出开始朗读的地方，具体为，请指出开始朗读的地方；

采集单元还用于采集学习者资料的位置信息（摄像头）、人手在学习者资料上的指向信息和学习者资料的文本信息；

朗读单元还用于接受采集单元完成的信号后，根据学习者资料的文本信息朗读学习者资料；

执行单元，用于接受采集单元产生的学习者资料的位置信号和人手在学习者资料上的指向信息的信号后，控制两个舵机，根据学习者资料的位置信息，使得第一镜子和第二镜子转向，在学习者资料上汇聚成线；采集单元、执行单元和朗读单元的相互配合使得学习者在学习者需要朗读时，镜子汇聚成线，辅助学习者跟着线的位置进行观看和倾听朗读。

以上所述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。应当指出，对于本领域的技术学习者来说，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 (5)

1.关爱学习者安全的环境识别系统，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集桌面环境范围内的空气品质数据；

控制单元，用于接受采集单元产生的桌面环境范围内的空气品质数据，并根据空气品质数据判断是否超过空气品质恶劣的阈值，若判断结果为空气品质恶劣，所述控制单元生成第一控制指令；

通风单元，用于增大桌面环境的风量，所述通风单元为设在桌面上的小风扇；提醒单元，用于提醒学习者注意通风，所述提醒单元为设在桌面上的广播；

所述通风单元收到第一控制指令后控制小风扇鼓风；

所述提醒单元接收到第一控制指令后控制广播提醒学习者注意通风；

其中，所述采集单元还用于采集人员一段时间内的姿势数据，所述姿势数据为头部倾斜、手部支撑头部动作，具体指的人的行为动作遮挡了光源到桌面上的光线；控制单元还用于接受采集单元产生的人员一段时间内的姿势数据，并根据姿势数据判断是否需要辅助补光，若判断为需要辅助补光，生成执行指令；

还包括台灯与执行单元，执行单元用于接受执行指令后，控制台灯补光，执行单元包括设在台灯光源处的两面镜子、第一舵机和第二舵机，分别为第一镜子和第二镜子，第一舵机用于控制第一镜子转向，第二舵机用于控制第二镜子转向；执行单元接收到执行指令的信号后，第一舵机和第二舵机控制第一镜子和第二镜子转向，对学习者辅助补光；

还包括，用于朗读学习者资料的朗读单元，朗读单元为设在桌面上的扬声器；朗读单元还用于接受到学习者点击朗读单元的信号后，提醒学习者指出开始朗读的地方；

采集单元还用于采集学习者资料的位置信息、人手在学习者资料上的指向信息和学习者资料的文本信息；

朗读单元还用于接受采集单元完成的信号后，根据学习者资料的文本信息朗读学习者资料；

执行单元，用于接受采集单元产生的学习者资料的位置信号和人手在学习者资料上的指向信息的信号后，控制两个舵机，根据学习者资料的位置信息，使得第一镜子和第二镜子转向，在学习者资料上汇聚成线；采集单元、执行单元和朗读单元的相互配合使得学习者在学习者需要朗读时，镜子汇聚成线，辅助学习者跟着线的位置进行观看和倾听朗读。

2.根据权利要求1所述的关爱学习者安全的环境识别系统，其特征在于，所述空气品质数据为二氧化碳数据和甲醛数据。

3.根据权利要求1所述的关爱学习者安全的环境识别系统，其特征在于，所述采集单元还用于检测桌面范围内的环境数据；

所述控制单元还用于接受采集单元产生的桌面范围内的环境数据，并根据桌面范围内的环境数据判断是否危害学习者安全；若判断结果为是，所述控制单元生成第二控制指令；

所述提醒单元还用于提醒学习者注意安全，所述提醒单元接收到第二控制指令后控制广播播报安全数据；根据实时监测桌面范围内的环境数据，以判断是否威胁到学习者安全，再播报给学习者。

4.根据权利要求1所述的关爱学习者安全的环境识别系统，其特征在于，所述采集单元还用于采集学习者的脑电波状态数据；所述控制单元还用于接受采集单元产生的学习者的脑电波状态数据，并根据脑电波状态数据判断是否超过学习者疲劳的阈值，若判断结果为学习者疲劳，所述控制单元生成第三控制指令；所述提醒单元还用于播放β波音乐，所述提醒单元接收到第三控制指令后，控制广播播报β波音乐。

5.采用权利要求 1至权利 要求 4任一所述关爱学习者安全的环境识别系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：采集桌面环境的空气品质，若判断为空气品质恶劣，小风扇鼓风，广播提醒学习者注意通风；

S2：采集桌面范围内的环境数据，若判断为危害学习者安全，广播提醒学习者注意安全并播报安全数据；

S3：采集学习者的脑电波状态数据，若判断为学习者疲劳，广播播报β波音乐。

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