CN209756544U - 一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，包括一通过底部腔体套设于笔杆顶部的外壳体、设置于开设在外壳体顶部通孔内且用于获取用户姿势影响信息的摄像头单元、设置于壳体内且用于获取外壳体角度变化的陀螺仪、设置于壳体侧部开设的通孔内且用于提醒用户的提醒单元以及设置于壳体内的微控制器；摄像头单元、陀螺仪以及提醒单元均与微控制相连。本实用新型提出的一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，结构简单，易于实现，可有效的帮助用户纠正错误坐姿，起到预防近视的作用；同时由于该笔套可重复使用，既方便快捷，又经济实惠。

Description

一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套

技术领域

本实用新型涉及智能文具技术领域，特别是一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套。

背景技术

目前广大中小学生使用的常规书写笔具，绝大多数都无法让学生在书写过程中保持正确的书写距离和良好的书写姿势，长期不良的书写习惯，很容易引发视力问题、近视、脊椎弯曲变形、驼背等严重问题。

市场上现有的坐姿调整笔多是通过红外线距离传感器来实现提醒功能，然而，用户在书写过程中常因笔体转动（红外线距离传感器偏离用户头部）或者胳膊阻挡等，导致红外线距离传感器感应中断、感应不灵敏、误判误报等问题，此外，昂贵的各类专用笔芯等耗材更是让家长们望而却步。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，包括一通过底部腔体套设于笔杆顶部的外壳体、设置于开设在所述外壳体顶部通孔内且用于获取用户姿势影响信息的摄像头单元、设置于所述壳体内且用于获取外壳体角度变化的陀螺仪、设置于所述壳体侧部开设的通孔内且用于提醒用户的提醒单元以及设置于壳体内的微控制器；所述摄像头单元、所述陀螺仪以及所述提醒单元均与所述微控制相连。

在本实用新型一实施例中，所述摄像头单元包括微型摄像头、红外发射管、红外接收管以及实感图像处理芯片；所述微型摄像头、红外发射管、红外接收管分别与所述实感图像处理芯片相连。

在本实用新型一实施例中，所述红外发射管、红外接收管均为贴片式。

在本实用新型一实施例中，所述提醒单元包括一显示屏、设置于显示屏上边缘部的LED灯以及设置于所述外壳体内的震动器。

在本实用新型一实施例中，所述外壳体内还设置有与所述微控制器相连且与外部手持终端匹配的的无线通信单元。

在本实用新型一实施例中，所述外壳体内还设置有分别与所述微控制器、所述摄像头单元、所述陀螺仪、所述提醒单元以及所述无线通信单元相连的电源单元。

在本实用新型一实施例中，所述电源单元采用锂电池或纽扣电池。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提出的一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，结构简单，易于实现，可有效的帮助用户纠正错误坐姿，起到预防近视的作用；同时由于该笔套可重复使用，既方便快捷，又经济实惠。

附图说明

图1是本实用新型中基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套的结构图。

图2是本实用新型中基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套的电路原理图。

图3是本实用新型中摄像头单元的电路原理图。

图4是本实用新型一实施例中微控制器电路图。

图5是本实用新型一实施例中摄像头电路图。

图6是本实用新型一实施例中陀螺仪电路图。

图7是本实用新型一实施例中电源单元电路图。

图8是本实用新型一实施例中显示屏的接口电路图。

图9是本实用新型一实施例中无线通信单元接口电路图。

图10是本实用新型一实施例中红外发射管、红外接收管的电路图。

具体实施方式

下面结合附图以及现有软件，对本实用新型的技术方案进行具体说明。在该说明过程中所涉及的现有软件均不是本实用新型所保护的客体，本实用新型仅保护该装置的结构以及连接关系。

本实用新型提供一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，包括一通过底部腔体套设于笔杆顶部的外壳体1、设置于开设在外壳体顶部通孔内且用于获取用户姿势影响信息的摄像头单元2、设置于壳体内且用于获取外壳体角度变化的陀螺仪、设置于壳体侧部开设的通孔内且用于提醒用户的提醒单元以及设置于壳体内的微控制器；摄像头单元、陀螺仪以及提醒单元均与微控制相连。

进一步的，在本实施例中，摄像头单元包括微型摄像头、红外发射管、红外接收管以及实感图像处理芯片；微型摄像头、红外发射管、红外接收管分别与实感图像处理芯片相连。通过微型摄像头对用户头部特征点进行实时采集，得到头部主要特征点的坐标数据，通过对坐标数据的实时分析及坐姿检测算法，可以实时判断用户的坐姿情况。通过红外发射管和红外接收管可以计算出人脸到笔之间距离。红外发射管、红外接收管均为贴片式。

进一步的，在本实施例中，用户在书写过程中头部的转动坐标系。通过微型摄像头和实感图像处理芯片可以对人脸进行识别和跟踪，以排除因胳膊、书本等挡住脸部而造成系统的误判。此外，通过对用户头部坐标信息的数据采集与坐标变换，再经坐姿检测算法可以计算出用户头部的各个偏离角，如用户头部的上下转动角（沿X轴）、左右转动角（沿Y轴）、前后转动角（沿Z轴）等，从而实现对用户“低头”、“歪头”、“驼背”、“距离过近”等不良坐姿的判定。

进一步的，在本实施例中，可通过陀螺仪所采集的角度信息，根据笔套角度的变化情况控制微型控制器的开启和关闭。当通过陀螺仪检测到该笔套的当前角度处于不符合预设的书写角度范围时，控制开关关闭所述微型控制器电路，进入节能状态；反之，当陀螺仪检测到智能坐姿提醒笔套的角度恢复到预设的书写角度范围时，控制开关则自动开启所述微型控制器电路进行智能检测。

进一步的，在本实施例中，提醒单元包括一显示屏3、设置于显示屏上边缘部的LED灯4以及设置于外壳体内的震动器。根据用户书写时的姿势情况进行报警和智能提醒。当微控制器检测到不良坐姿的信号时，向提醒单元发出控制信号，显示屏根据控制信号显示提醒语；LED灯根据控制信号发出灯光；震动器根据控制信号启动震动。

进一步的，在本实施例中，外壳体内还设置有与微控制器相连且与外部手持终端匹配的无线通信单元。无线通信单元可采用蓝牙无线通信电路。通过蓝牙无线通信电路实现智能坐姿提醒笔套与外部手机、平板电脑等移动终端的连接，再结合手机APP，可对智能坐姿提醒笔套进行参数设置，并将用户坐姿特点、正确坐姿的保持时间等信息记录下来，通过数据分析以图表的方式推送到手机APP上，从而达到对用户书写姿势完整的监测、提醒和矫正的目的。还可以通过APP对智能坐姿提醒笔套进行设置。

进一步的，在本实施例中，外壳体内还设置有分别与微控制器、摄像头单元、陀螺仪、提醒单元以及无线通信单元相连的电源单元。电源单元采用锂电池或纽扣电池。

进一步的，在本实施例中，还包括计时模块，计时模块与微控制器相连，通过手机APP可以对书写时间进行设置，书写超时即触发提醒单元进行提醒。

进一步的，在本实施例中，如图4所示，为微控制器电路图，采用NXP公司的LPC54102，还包括外围电路：晶振电路、重启电路等。

如图5所示，为摄像头电路图，采用OV2640。微控制器通过I2C接口设置摄像头电路的工作状态，微控制器通过并口读取摄像头电路的摄像头数据。

如图6所示，为陀螺仪电路图，采用MPU6050，陀螺仪和微控制器采用I2C接口通讯。

如图7所示，为电源单元电路图，其分别为摄像头提供2.8V和1.5V电源。

如图8所示，为提醒单元中显示屏的接口，与本实施例中采用OLED显示屏匹配。

如图9所示，为无线通信单元接口，与所采用的蓝牙无线通信电路匹配。

如图10所示，为红外发射管、红外接收管的电路图。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，其特征在于，包括一通过底部腔体套设于笔杆顶部的外壳体、设置于开设在所述外壳体顶部通孔内且用于获取用户姿势影响信息的摄像头单元、设置于所述壳体内且用于获取外壳体角度变化的陀螺仪、设置于所述壳体侧部开设的通孔内且用于提醒用户的提醒单元以及设置于壳体内的微控制器；所述摄像头单元、所述陀螺仪以及所述提醒单元均与所述微控制相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，其特征在于，所述摄像头单元包括微型摄像头、红外发射管、红外接收管以及实感图像处理芯片；所述微型摄像头、红外发射管、红外接收管分别与所述实感图像处理芯片相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，其特征在于，所述红外发射管、红外接收管均为贴片式。

4.根据权利要求1所述的一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，其特征在于，所述提醒单元包括一显示屏、设置于显示屏上边缘部的LED灯以及设置于所述外壳体内的震动器。

5.根据权利要求1所述的一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，其特征在于，所述外壳体内还设置有与所述微控制器相连且与外部手持终端匹配的无线通信单元。

6.根据权利要求5所述的一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，其特征在于，所述外壳体内还设置有分别与所述微控制器、所述摄像头单元、所述陀螺仪、所述提醒单元以及所述无线通信单元相连的电源单元。

7.根据权利要求6所述的一种基于微型摄像头的智能坐姿提醒笔套，其特征在于，所述电源单元采用锂电池或纽扣电池。