CN207198594U - 一种基于物联网的智慧识别座垫系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的智慧识别座垫系统，包括应变式压力传感器、温度传感器、机械式振动传感器、A/D转换器、IIC总线、CC2650LaunchPad、可充电电源模块、定时提醒模块、服务器、网关、LED显示装置；应变式压力传感器、温度传感器、机械式振动传感器均安装在座垫上，座垫放置在办公座椅上；所述应变式压力传感器、机械式振动传感器分别通过对应的A/D转换器连接至CC2650LaunchPad；温度传感器通过IIC总线连接至CC2650LaunchPad，CC2650LaunchPad通过网关无线通讯连接至服务器，可充电电源模块和定时提醒模块电性连接CC2650LaunchPad；LED显示装置通过有线连接至网关。

Description

一种基于物联网的智慧识别座垫系统

技术领域

本实用新型涉及智能办公技术领域，具体是一种基于物联网的智慧识别座垫系统。

背景技术

授权公开号为 CN204245712U的一种智能座垫及压力采集装置，其中智能座垫包括，密封橡胶管的压力采集模块、电池电源管理模块、USB接口模块、WIFI传输模块、蓝牙传输模块、红外传输模块、震动提醒模块、声音提醒模块、LED闪烁提醒模块，CPU分别用通讯总线和各模块相连，该智能座垫能与移动互联智能设备进行数据交互，实现对采集的数据传输给移动互联智能设备；其中压力采集装置包括一段弹性软管与电路封装盒；电路封装盒内包括电源与气压传感器；所述弹性软管的一端密封，另一端开口；气压传感器的感应端塞住弹性软管的所述另一端，使得弹性软管内部形成一密闭腔室。

授权公开号为公开号为CN205568452U的一种智能座垫系统，包括智能座垫，所述智能座垫包括座垫本体、应变式压力传感器、微处理器模块和坐姿调整模块；所述应变式压力传感器设置在所述座垫本体上，采集压力数据；所述微处理器模块连接所述应变式压力传感器并接收所述压力数据，并根据压力数据运算出调整数据并控制所述坐姿调整模块运行。在不影响使用体验的情况下，通过应变式压力传感器及微处理器模块分析处理，实现对坐姿进行检测功能；并对用户进行提醒或强制调整，避免因久坐或者错误坐姿造成的职业损伤；改变了其他智能座垫只能检测坐姿，不能调整坐姿以及错误坐姿强制矫正的弊端，解决了座椅不能根据坐姿进行合理调整的局限。

现有的智能座垫系统主要应用于压力等信号的采集和用于检测坐姿，提醒坐姿以及纠正坐姿等，并且现有的智能座垫系统相对比较复杂，实际应用效果不一定明显，更多重要的意义在于医疗应用，然而更多的创新与应用并没有涉及智能办公领域，而现有的智能办公领域的考勤系统采用要么是图像识别，要么是通过射频识别，仅仅能够识别员工是否到来，但无法确定员工在工作时间是否处于岗位上。

实用新型内容 本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的智慧识别座垫系统，以解决现有技术智能座垫存在的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：包括应变式压力传感器、机械式振动传感器、温度传感器、A/D转换器、IIC总线、CC2650LaunchPad、定时提醒模块、可充电电源模块、网关、服务器、LED显示装置，其中应变式压力传感器、机械式振动传感器、温度传感器均安装在办公座椅的座垫上，A/D转换器的数量与应变式压力传感器和机械式振动传感器的数量之和相同，应变式压力传感器、机械式振动传感器分别一一对应与A/D转换器输入端连接，A/D转换器输出端分别连接至CC2650LaunchPad，温度传感器通过IIC总线连接至CC2650LaunchPad，CC2650LaunchPad通过网关与服务器无线通信连接，LED显示装置连接至网关，可充电电源模块连接CC2650LaunchPad，定时提醒模块连接至CC2650LaunchPad。

所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述机械式振动传感器共有两个，呈左右对称设置在座垫上，应变式压力传感器共有两个，呈前后对称设置在座垫上，温度传感器共一个，且设置在座垫正中心。

所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述服务器由计算机构建。

所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述网关通过ZigBee协议与CC2650LaunchPad进行无线通信。

所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述网关由处理器CC2650和接入处理器CC2650的GPRS组成。

所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述CC2650LaunchPad、可充电电源模块和定时提醒模块安装在座垫的一个边角处。

所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述LED显示装置为在岗显示装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型能够实时动态的精准定位办公室工作人员在不在座位，以及某个座位上是何人，通过与现有单位的考勤系统连接，可以实现智能化的考勤，一方面避免了人为恶意的代替考勤，实现无痕化考勤，另一方面也做到了智能化管理，有利于企业的高效化管理。本实用新型还能够对工作人员进行健康提醒，有利于保障工作人员的健康。

附图说明

图1为基于物联网的智慧识别座垫系统的结构示意图。

图2为基于物联网的智慧识别座垫系统中座垫的结构示意图。

图3为标准学习流程图。

图4为深度学习概率发生图。

图中：1-应变式压力传感器、2-机械式振动传感器、3-温度传感器、4-A/D转换器、5-IIC总线、6-CC2650LaunchPad、、7-定时提醒模块、8-可充电电源模块、9-网关、10-服务器、11-LED显示装置、14-座垫、12-办公座椅。

具体实施方式

参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种基于物联网的智慧识别座垫系统，包括应变式压力传感器1、机械式振动传感器2、温度传感器3、A/D转换器4、IIC总线5、CC2650LaunchPad6、定时提醒模块7、可充电电源模块8、网关9、服务器10、LED显示装置11和座垫14；应变式压力传感器1、机械式振动传感器2和温度传感器3均安装在座垫14上，座垫14放置在办公座椅12上，本实施例中，机械式振动传感器2共有两个，且左右对称设置在座垫14中心处，应变式压力传感器1共有两个，且前后对称设置在座垫9中心处，温度传感器2共一个，且放在座垫14正中心处。本实施例中，应变式压力传感器1为应变式压力传感器，温度传感器3为温度传感器，所述机械式振动传感器2为机械式振动传感器；A/D转换器4的数量与应变式压力传感器1和机械式振动传感器2的数量之和相同，且每个应变式压力传感器1和每个机械式振动传感器2分别对应一个A/D转换器4，应变式压力传感器1和机械式振动传感器2分别通过对应的A/D转换器4连接至CC2650LaunchPad6，温度传感器3的数量与IIC5的数量一致，且温度传感器3通过对应的IIC5连接至CC2650LaunchPad6；应变式压力传感器1用于监测压力数据，并将获取的压力数据通过A/D转换器4转换后发送给CC2650LaunchPad6，机械式振动传感器2用于监测振动数据，并将获取的振动数据通过A/D转换器4转换后发送给CC2650LaunchPad6，温度传感器3，用于监测温度数据通过IIC总线发送给CC2650LaunchPad6，应变式压力传感器1、机械式振动传感器2和温度传感器3相配合用于监测座垫14上是否有人；CC2650LaunchPad6、可充电电源模块8和定时提醒模块7安装在座垫的一个边角13处。

CC2650LaunchPad6无线通讯连接至服务器10，CC2650LaunchPad6根据获取的压力数据、振动数据及温度数据来判断座垫14上是否有人，并将判断结果和压力数据、振动数据及温度数据发送给服务器10，服务器10为计算机，可以放置在办公区的任何位置，CC2650LaunchPad6与服务器10之间的连接方式不加限制，本实施例中，优选的，CC2650LaunchPad6通过ZigBee协议无线连接至网关9，CC2650LaunchPad6与服务器10之间通过网关9进行无线通信，服务器10具备数据的收集和精准识别能力，服务器10的数据库会记录应变式压力传感器1和机械式振动传感器2和温度传感器3收集并监测的数据，进行事先的机器学习识别人体参数和绘制相对应的人体工作状态参数模型。当同一个人再次坐在座垫14上时，应变式压力传感器1和机械式振动传感器2和温度传感器3收集并监测的数据会再次发送到服务器10的数据库，此时通过相应的对比算法进行人体参数的近似匹配和相对应的人体工作状态参数模型的拟合，最终精准识别是同一个坐在座垫上还是另有他人，进而实现整个系统的全自动化控制和精准的智能化考勤；

请参阅图3-4，精准识别是否同一人坐在座垫上分为两个过程，一个是前期采样学习过程，一个后期实时数据检测识别过程。前期采样学习过程可以分为两个步骤，第一个步骤是标准学习，也就是通过事先划分的将办公人员的工作姿势分为如下5种，前倾、直立、后倾、左倾、右倾，其中前倾、直立视为紧张工作状态，左倾、右倾和后倾视为放松工作状态。根据应变式压力传感器1和机械式振动传感器2和温度传感器3收集并检测的数据和办公人员的工作姿势对应到5种办公工作坐姿状态上，通过信号的降噪处理后得到办公人员的5种对应的坐姿状态的数据信息。第二个步骤是深度学习，也就是在第一个步骤的基础上，获取标准学习里面的5种坐姿状态的状态间的转移概率，根据应变式压力传感器1和机械式振动传感器2和温度传感器3收集并检测的数据绘制对应的概率转移矩阵（概率分布），统计各种状态转移的概率发生情况，最终建立隐马尔可夫模型。

最后是数据检测识别过程，当同一个人坐在座垫上时，应变式压力传感器1和机械式振动传感器2和温度传感器3收集并检测的数据会再次发送到服务器10的数据库。第一步是应变式压力传感器1和机械式振动传感器2和温度传感器3收集并检测的数据会粗略的与标准学习对应的5种坐姿状态数据模型通过对比算法进行匹配比对，匹配出相似度高的模型，第二步是精准的与深度学习的各状态之间转移的概率转移矩阵通过对比算法再进一步进行匹配对比，当匹配的概率达到80%以上可以认为是同一个人坐在座垫上，记录办公人员的在座垫上的时间上传到考勤系统中，进而实现整个系统的全自动化控制和精准的智能化考勤，同时准确判断办公人员的工作状态。当办公人员的连续紧张工作状态超过1小时，或累计紧张工作状态超过2小时时，提醒办公人员调节工作节奏，起到实时健康办公提醒；

可充电电源模块8电性连接CC2650LaunchPad6，可充电电源模块8用于供电，可充电电源模块8可以通过预留的接口进行充电，也可以通过将可充电电池取出，换上另一块可充电电池，然后通过外置的充电装置对需要充电的可充电电池进行充电；

基于物联网的智慧识别座垫系统，还包括定时提醒模块7，定时提醒模块7连接至CC2650LaunchPad6，定时提醒模块7用于进行计时，达到设定的时间后，会发出蜂鸣声，提醒使用者注意休息，定时提醒模块7可以采用外接单片机模块，可以根据单片机模块预先设计的定时进行计时；CC2650LaunchPad6、可充电电源模块8和定时提醒模块7的安装位置不加限制，本实施例中，优选的， CC2650LaunchPad6、可充电电源模块8和定时提醒模块7安装在座垫14的其中一个边角处，避免被使用者压到，上述边角处还设置有拉链，通过拉链用于将CC2650LaunchPad6、可充电电源模块8和定时提醒模块7从座垫14内取出或安装至座垫14内，便于维护；

基于物联网的智慧识别座垫系统，还包括作为在岗显示装置的LED显示装置11，LED显示装置11连接至网关9，网关9获取的人员在岗信息通过LED显示装置11进行显示，LED显示装置11可以显示在岗人员、以及在岗人员的工作时间和总共在岗人数等，便于管理人员直观的获知人员在岗状况。

本实用新型的工作原理是：基于物联网的智慧识别座垫系统，能用于实时监测办公室工作人员在不在座位上，以及座位上是何人，也能判断某人现在坐在哪个座位，使用时，将座垫14放置在办公室内的各个工作人员的办公座椅12上，将服务器安装在办公室的合适位置。应变式压力传感器1用于监测压力数据，并将获取的压力数据通过A/D转换器4转换后发送给CC2650LaunchPad6，机械式振动传感器2用于监测振动数据，并将获取的振动数据通过A/D转换器4转换后发送给CC2650LaunchPad6，温度传感器3用于监测温度，并将获取的温度数据通过IIC总线发送给CC2650LaunchPad6，CC2650LaunchPad6通过应变式压力传感器1、机械式振动传感器2和温度传感器3相配合用于监测座垫14上是否有人，并将判断结果和压力数据及振动数据发送给服务器10，服务器10通过分析，最终精准识别是同一个坐在座垫上还是另有他人，进而实现整个系统的全自动化控制和精准的智能化考勤。定时提醒模块7用于进行计时，达到设定的时间后，会发出蜂鸣声，提醒使用者注意休息，为了降低应变式压力传感器1、机械式振动传感器2和温度传感器3的能耗，当座垫14上无人时，应变式压力传感器1、机械式振动传感器2和温度传感器3实时采集数据，当使用者坐在座垫14上时，应变式压力传感器1、机械式振动传感器2和温度传感器3将获取的数据发送给CC2650LaunchPad6，CC2650LaunchPad6检测到数据后，向应变式压力传感器1、机械式振动传感器2和温度传感器3反馈休眠指令，应变式压力传感器1、机械式振动传感器2和温度传感器3进入休眠状态，以降低能耗，然后间隔某一时间，应变式压力传感器1、机械式振动传感器2和温度传感器3再次启动，以检测使用者是否仍在座垫14上，如此，通过间歇启动，实现了节能，当CC2650LaunchPad6判断使用者离开座垫后，应变式压力传感器1、机械式振动传感器2和温度传感器3会再次进入实时采集数据状态，以保证使用效果。另外，服务器10获取的人员在岗信息通过LED显示装置11进行显示，LED显示装置11可以显示在岗人员、以及在岗人员的工作时间和总共在岗人数等，便于管理人员直观的获知人员在岗状况。

本实用新型能够实时动态的精准定位办公室工作人员在不在座位，以及某个座位上是何人，通过与现有单位的考勤系统连接，可以实现智能化的考勤，一方面避免了人为恶意的代替考勤，实现无痕化考勤，另一方面也做到了智能化管理，有利于企业的高效化管理。本实用新型还能够对工作人员进行健康提醒，有利于保障工作人员的健康。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：包括应变式压力传感器、机械式振动传感器、温度传感器、A/D转换器、IIC总线、CC2650LaunchPad、定时提醒模块、可充电电源模块、网关、服务器、LED显示装置，其中应变式压力传感器、机械式振动传感器、温度传感器均安装在办公座椅的座垫上，A/D转换器的数量与应变式压力传感器和机械式振动传感器的数量之和相同，应变式压力传感器、机械式振动传感器分别一一对应与A/D转换器输入端连接，A/D转换器输出端分别连接至CC2650LaunchPad，温度传感器通过IIC总线连接至CC2650LaunchPad，CC2650LaunchPad通过网关与服务器无线通信连接，LED显示装置连接至网关，可充电电源模块连接CC2650LaunchPad，定时提醒模块连接至CC2650LaunchPad。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述机械式振动传感器共有两个，呈左右对称设置在座垫上，应变式压力传感器共有两个，呈前后对称设置在座垫上，温度传感器共一个，且设置在座垫正中心。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述服务器由计算机构建。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述网关通过ZigBee协议与CC2650LaunchPad进行无线通信。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述网关由处理器CC2650和接入处理器CC2650的GPRS组成。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述CC2650LaunchPad、可充电电源模块和定时提醒模块安装在座垫的一个边角处。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧识别座垫系统，其特征在于：所述LED显示装置为在岗显示装置。