CN207199045U - 基于Arduino的智能书桌 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于Arduino的智能书桌，包括控制模块、状态检测模块和提醒模块，控制模块分别与状态检测模块和提醒模块连接；所述状态检测模块由压力传感器、热释电红外传感器、计时器和一个双头开关组成，压力传感器和热释电传感器分别用于感知桌面压力和人体红外辐射，计时器用于计时，所述双头开关用于选择状态检测模块的检测状态；所述提醒模块用户振动和/或语音提醒用户。本实用新型可用于防止学生疲劳学习或者防止上课打瞌睡，结构简单，性能可靠，所使用的相关元器件价格低廉，可低成本推广。

Description

基于Arduino的智能书桌

技术领域

本实用新型属于教学管理领域，具体涉及一种基于Arduino的智能书桌。

背景技术

现如今，学生的课业压力繁重，长时间在书桌前做作业、学习，导致眼睛酸痛、近视以及颈部和背部的问题。

另一方面，学生上课打瞌睡的情况也很常见，十分影响教学。所以亟需一种能够防止疲劳学习与上课瞌睡的智能书桌。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于Arduino的智能书桌，该智能书桌使用Arduino技术实现了防止学生疲劳学习与上课打瞌睡的功能，且结构简单，方便实用。

实现本实用新型目的的技术方案为：一种基于Arduino的智能书桌，包括用于主电路控制的控制模块、状态检测模块和提醒模块；控制模块分别与状态检测模块和提醒模块连接；

所述状态检测模块由压力传感器、热释电红外传感器、计时器和一个双头开关组成，压力传感器和热释电传感器分别用于感知桌面压力和人体红外辐射，计时器用于计时，所述双头开关用于选择状态检测模块的检测状态；

所述提醒模块用户振动和/或语音提醒用户。

与现有技术相比，本实用新型的显著优点为：

本实用新型实现了防止学生疲劳学习或者防止上课打瞌睡的效果，本装置结构简单，性能可靠，且所使用的相关元器件价格低廉，可低成本推广，且功能可根据需要进行升级。

附图说明

图1为本实用新型基于Arduino的智能书桌的电路原理框图。

图2为控制模块结构图。

图3为状态检测模块结构图。

图4为提醒模块结构图。

图5为系统流程图。

图6为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

结合图1，一种基于Arduino的智能书桌，包括用于主电路控制的控制模块、状态检测模块和提醒模块；控制模块分别与状态检测模块和提醒模块连接；

所述状态检测模块由压力传感器、热释电红外传感器、计时器和一个双头开关组成，压力传感器和热释电传感器分别用于感知桌面压力和人体红外辐射，计时器用于计时，所述双头开关用于选择状态检测模块的检测状态；检测状态包括非教学状态和教学状态；

非教学状态时，状态检测模块进行疲劳检测；当压力传感器感知到的压力大于零且热释电红外传感器探测距离小于第四阈值时，判定有人使用书桌，开始计时；计时期间，若人体离开桌面，即压力传感器感知到的压力为零时，若离开时间超过第一阈值，计时器清零；当计时总时间达到第二阈值，状态检测部分将疲劳信号传送至控制模块；

教学状态时，状态检测模块进行瞌睡检测；当压力传感器感知的压力超过设定值且热释电红外传感器感知到人体靠近时，计时器开始计时，计时总时间达到第三阈值时，认为使用者进入瞌睡状态，状态检测部分将瞌睡信号传送给控制模块。

优选的，第一阈值为五分钟，第二阈值为一小时，第三阈值为十分钟，第四阈值为30厘米。

所述提醒模块用户振动和/或语音提醒用户。

所述控制模块包括Arduino单片机以及控制电路，Arduino单片机通过控制电路接收来自状态检测模块的反馈信号，Arduino单片机通过控制电路启动提醒模块的提醒功能。

进一步的，所述提醒模块由振动器组成；当控制模块接受到来自状态检测模块的疲劳信号或瞌睡信号时，Arduino单片机通过控制电路启动提醒模块的振动器，振动器振动，提醒使用者适当休息或者认真听讲。

进一步的，所述提醒部分由语音模块构成，当控制模块接受到来自状态检测模块的疲劳信号或瞌睡信号时，Arduino单片机通过控制电路启动提醒模块的语音模块，发出语音警示，提醒使用者适当休息或者认真听讲。

进一步的，所述提醒部分由振动器和语音模块构成，当控制模块接受到来自状态检测模块的疲劳信号或瞌睡信号时，Arduino单片机通过控制电路启动提醒模块的振动器和语音模块，振动器振动，同时语音模块发出语音警示，提醒使用者适当休息或者认真听讲。

所述智能书桌还包括电源和降压模块，电源通过降压模块为各模块供电。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例

如图1所示，一种基于Arduino的智能书桌，包括控制模块、状态检测模块和提醒模块。电源通过降压模块，给整个电路系统供电。

如图2所示，控制模块包括Arduino单片机以及控制电路。Arduino单片机通过控制电路接收来自状态检测模块的反馈信号，当反馈信号达到设定值时，Arduino单片机通过控制电路启动提醒模块的提醒功能。

所述状态检测部分由压力传感器、热释电传感器、计时器和一个双头开关组成。当处于非教学状态时，将疲劳检测信号传送给Arduino单片机。当处于教学状态时，将瞌睡检测信号传送给Arduino单片机。

如图3所示，状态检测模块由压力传感器、热释电红外传感器、计时器和一个双头开关组成。使用书桌时，使用双头开关将状态检测模块调整至相应的检测状态。非教学状态时，状态检测模块开始疲劳检测。当压力传感器感知到的压力大于零，且热释电红外传感器探测距离小于三十厘米时，判定有人使用书桌，开始计时。计时期间，若人体离开桌面，即压力传感器感知到的压力为零时，若离开时间超过五分钟，计时器清零。当计时总时间达到一小时，状态检测模块将疲劳信号传送至控制模块。教学状态时，状态检测模块开始瞌睡检测。当压力传感器感知的压力超过设定值且热释电红外传感器感知到人体靠近时，计时器开始计时。当计时总时间达到十分钟时，认为使用者进入瞌睡状态，状态检测模块将瞌睡信号传送给控制模块。

如图4所示，提醒模块由振动器组成。当控制模块接受到来自状态检测模块的疲劳信号或瞌睡信号时，Arduino单片机通过控制电路启动提醒模块的振动器，振动器振动，提醒使用者适当休息或者认真听讲。

如图5所示，本实用新型的系统流程如下：安装在智能书桌中的热释电红外传感器检测是否有人靠近书桌，若无，系统处于断电状态。检测到有人时，系统通电。使用者通过双头开关来选择状态检测模式。当选择疲劳检测模式时，压力传感器检测是否有开始使用使用书桌，若有人使用书桌，计时器开始计时。若压力传感器在计时期间持续检测到有人使用书桌，累计计时至1小时，则将疲劳信号反馈给Arduino单片机，Arduino单片机通过控制电路启动振动器使之振动，提醒使用者适当休息。若压力传感器在计时期间检测到使用者离开书桌持续5分钟，则计时器清零；若未达5分钟，则持续疲劳检测的累计计时。当选择瞌睡检测模块时，压力传感器检测使用者在使用书桌期间书桌所受压力是否增大，若压力增大则计时器开始计时。累计计时未达十分钟时计时器清零，若累计计时达到十分钟，则将瞌睡信号反馈给Arduino单片机，Arduino单片机通过控制电路启动振动器使之振动，提醒使用者认真听讲。

如图6所示，本实用新型的实物结构，包括有L型架板1、L型桌板2、热释电红外传感器3、双头开关4、Arduino单片机及控制电路5，压力传感器6、振动器7、计时器8。在L型架板1的上方安装有热释电红外传感器3、Arduino单片机及控制电路5、压力传感器6和计时器8。在L型架板上安装有L型桌板2，在L型桌板的左侧安装有双头开关4，振动器7安装在L型架板1的左侧。

Claims (6)

1.一种基于Arduino的智能书桌，其特征在于，包括用于主电路控制的控制模块、状态检测模块和提醒模块；控制模块分别与状态检测模块和提醒模块连接；

所述状态检测模块由压力传感器、热释电红外传感器、计时器和一个双头开关组成，压力传感器和热释电传感器分别用于感知桌面压力和人体红外辐射，计时器用于计时，所述双头开关用于选择状态检测模块的检测状态；

所述提醒模块用户振动和/或语音提醒用户。

2.根据权利要求1所述的基于Arduino的智能书桌，其特征在于，所述提醒模块由振动器组成；当控制模块接收到来自状态检测模块的反馈信号时，启动提醒模块的振动器，振动器振动。

3.根据权利要求1所述的基于Arduino的智能书桌，其特征在于，所述提醒部分由语音模块构成，当控制模块接收到来自状态检测模块的反馈信号时，启动提醒模块的语音模块，发出语音警示。

4.根据权利要求1所述的基于Arduino的智能书桌，其特征在于，所述提醒部分由振动器和语音模块构成，当控制模块接收到来自状态检测模块的反馈信号时，启动提醒模块的振动器和语音模块，振动器振动，同时语音模块发出语音警示。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于Arduino的智能书桌，其特征在于，所述控制模块包括Arduino单片机以及控制电路，Arduino单片机通过控制电路接收来自状态检测模块的反馈信号，Arduino单片机通过控制电路启动提醒模块的提醒功能。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的基于Arduino的智能书桌，其特征在于，所述智能书桌还包括电源和降压模块，电源通过降压模块为各模块供电。