CN209845390U - 智能学习台灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能学习台灯，包括台灯本体，所述台灯本体内设有控制模块、与控制模块电连接的激光准线模块、摄像模块、无线传输模块和电源模块，所述激光准线模块、摄像模块位于台灯本体的上部，激光准线模块的投射区域为摄像模块的摄像区域；所述台灯本体上还设有与控制模块电连接的电源开关、发送按钮以及指纹识别区域，所述电源开关连接在电源模块的供电线路上，所述发送按钮与无线传输模块连接。本实用新型智能控制，功能多样。本实用新型适用于智能灯具领域。

Description

智能学习台灯

技术领域

本实用新型属于智能家电领域，涉及一种智能灯具，具体的说是一种智能学习台灯。

背景技术

随着智能家电的发展，人们的生活变得更为方便和舒适。目前市场上常见的传统台灯功能单一，越来越不能满足人们的生活需要。以使用台灯较多的学生为例，学生在使用台灯时会出现很多问题，比如学生在学习过程中经常遇到疑难问题，或者作业做完后需要发送给老师，这就经常需要用到手机、平板或电脑等电子设备联网解决，但是频繁使用电子设备不仅容易分散学生精力，而且电子设备的发光直接刺激人眼，长期下来会影响视力；其次部分学生在学习时不注意坐姿，靠台灯太近，长久下来会导致脊柱弯曲或者视力下降，严重影响了他们的健康成长；再次传统台灯不能根据周围坏境的变化自动调节亮度，灯光太亮或太暗都会影响学习效率和视力；最后传统台灯大都采用手动按钮开关，人们工作或学习完毕后经常会忘记关台灯，造成资源的浪费。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型旨在提供一种智能学习台灯，实现联网、调整学生坐姿、自动调节亮度、节能等多种功能。

本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种智能学习台灯，包括台灯本体，所述台灯本体内设有控制模块，以及与控制模块电连接的激光准线模块、摄像模块、无线传输模块和电源模块，所述激光准线模块、摄像模块位于台灯本体的上部，激光准线模块的投射区域为摄像模块的摄像区域；所述台灯本体上还设有与控制模块电连接的电源开关、发送按钮以及指纹识别区域，所述电源开关连接在电源模块的供电线路上，所述发送按钮与无线传输模块连接。

作为限定，所述台灯本体内设有与控制模块、无线传输模块电连接的红外探测模块。

作为进一步限定，所述台灯本体内设有光度检测模块和灯光控制模块，所述光度检测模块与控制模块、无线传输模块电连接，所述灯光控制模块与控制模块电连接。

作为较近一步限定，所述台灯本体内设有与控制模块电连接的计时模块。

作为更进一步限定，所述台灯本体内设有与控制模块电连接的坐姿矫正模块和语音提示模块。

作为又进一步限定，所述台灯本体采用LED光源；所述控制模块采用芯片ATmega2560为核心的电路；所述指纹识别区域采用芯片JM101为核心的电路；所述激光准线模块采用芯片KYX650N5-T1232为核心的电路；所述无线传输模块采用芯片HX-M02为核心的电路；所述红外探测模块采用芯片HC-SR501为核心的电路；所述光度检测模块采用以GY-30传感器为核心的电路；所述灯光控制模块采用芯片BF-8L16AD为核心的电路；所述计时模块采用芯片DS3231为核心的电路；所述坐姿矫正模块采用以HY-SRF05测距传感器为核心的电路；所述语音提示模块采用芯片LD3320为核心的电路；所述电源模块包括充电模块和电源转换模块，充电模块采用芯片CN3052A以及外围电路实现，电源转换模块包括AP1509-5.0和AS1117-3.3芯片。

实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

（1）本实用新型在台灯本体上部设置了激光准线模块和摄像模块，摄像模块对放置在激光准线模块的投射区域内的试卷或作业进行拍照，并通过发送按钮将照片通过无线传输模块上传到云端，发送给老师或者便于以后集中上网解决问题，避免了频繁使用手机、平板或者电脑等电子产品；

（2）本实用新型在台灯本体上设置了指纹识别区域，可以判断使用者指纹与设定的指纹是否匹配，限制没有匹配指纹成功的人使用，当匹配成功后，台灯打开；

（3）本实用新型在台灯本体内设置了红外探测模块，可检测台灯是否有使用者，由此判断台灯进入自动调光模式或者省电模式，从而减少能源浪费；

（4）本实用新型设置了光度检测模块和灯光控制模块，光度检测模块实时检测周围环境的亮度信息，灯光控制模块根据检测到的亮度信息自动调整灯光亮度；

（5）本实用新型还设置了计时模块、坐姿矫正模块和语音提示模块，计时模块记录使用者的学习时间以及坐姿不正确的时间，当学习时间或者坐姿不正确的时间达到一定范围后，语音提示模块会提示使用者，从而达到预防近视或者坐姿矫正的目的。

综上，本实用新型智能控制，功能多样，适用于智能灯具领域。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例的框图；

图2为本实用新型实施例的控制模块、光度检测模块、语音提示模块的连接电路图；

图3为本实用新型实施例的指纹识别模块的电路图；

图4为本实用新型实施例的激光准线模块的电路图；

图5为本实用新型实施例的无线传输模块电路图；

图6为本实用新型实施例的红外探测模块电路图；

图7为本实用新型实施例的灯光控制模块电路图；

图8为本实用新型实施例的计时模块电路图；

图9为本实用新型实施例的坐姿矫正模块电路图；

图10为本实用新型实施例的电源模块电路图；

图11为本实用新型实施例的灯光控制模块流程图；

图12为本实用新型实施例的坐姿矫正模块流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例 一种智能学习台灯

参照图1，本实施例包括台灯本体，台灯本体内设有控制模块，以及与控制模块电连接的激光准线模块、摄像模块、无线传输模块、红外探测模块、光度检测模块、灯光控制模块、计时模块、坐姿矫正模块、语音提示模块以及电源模块，激光准线模块、摄像模块位于台灯本体的上部，激光准线模块的投射区域为摄像模块的摄像区域；

台灯本体采用LED光源，台灯本体上还设有与控制模块电连接的电源开关、“一键发送”按钮以及指纹识别区域，所述电源开关连接在电源模块的供电线路上，所述发送按钮与无线传输模块连接。

本实施例的控制模块采用Arduino UNO实现，Arduino UNO的处理器核心是ATmega2560，具有多路串行通信接口、数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出）和模拟输入。ATmega2560通过串行口及SPI接口控制并协调红外探测模块、光度检测模块、计时模块等，读取各个模块工作状态，并发送启动、数据传送等控制指令， 芯片ATmega2560以及部分外围电路可参考图2所示。

参考图3，本实施例的指纹识别区域，采用芯片JM-101，与芯片ATmega2560电连接，其结构主要包括感应平面、电路板、指纹感应元件以及位置感应元件，指纹感应元件与位置感应元件皆设置于感应平面以及电路板之间，指纹感应元件用以感应放置于感应平面上的手指的指纹影像，位置感应元件电连接于控制模块，用以感应手指于感应平面的触摸压力，以供控制模块获得手指在感应平面上的位置。使用者可将手指放在指纹识别区域进行指纹匹配，匹配成功，则台灯打开。

参考图4，本实施例的激光准线模块，采用芯片KYX650N5-T1232，与芯片ATmega2560电连接。

本实施例的摄像模块采用高清摄像头，用于拍摄放置在激光准线模块的投射区域内的试卷或作业的照片。

参考图5，本实施例的无线传输模块，采用的是芯片HX-M02为核心的电路， HX-M02WiFi是一种符合WiFi无线网络标准协议的嵌入式模块，它是基于Spi与Uart接口并且内置无线网络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈。通过HX-M02 WiFi模块，使用者能够将本实施例接入无线WiFi网络。

参考图6，本实施例的红外探测模块，采用HC-SR501来实现，与芯片ATmega2560电连接，HC-SR501模块是基于红外线技术的自动控制模块，采用LH1778探头设计，采用全自动重复触发感应模式，人在台灯感应范围时，输出高电平，人离开台灯感应范围后自动延时关闭高电平，输出低电平。

参考图2，本实施例的光度检测模块，采用GY-30传感器为核心的电路，与芯片ATmega2560电连接，可以实时检测周围环境的亮度信息。GY-30光照强度范围在0-65535lx，将检测到的光照强度数值通过传感器内置16位A/D转换器直接输出数字信号，省略复杂计算和标定，不区分环境光源，接近视觉灵敏度的分光特性，可对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定。采样值经采样芯片转化后通过 I²C 通讯协议传输到控制模块，控制模块通过采样值进行比较控制。

参考图7，本实施例的灯光控制模块，采用 BF-8L16AD，利用自适应调光原理，以及LED 光源的伏安特性，改变 LED 的供电电流大小即可调整 LED 的发光亮度，调光的方式采用 PWM 调制技术。此外，在进行自适应调光之前，首先利用红外探测模块检测台灯是否有人使用，若使用者离开台灯红外检测范围达到预设的时间，则进入省电模式，自动将照明档位调至 0 档，实现节能环保，若有人使用台灯，则进入自动调光模式，获取室内照度值并与设定值相比较，从而自动调节灯光亮度，调节过程可参考图11。

参考图8，本实施例还包括计时模块，DS3231，与芯片ATmega2560电连接，主要功能是记录用户学习时间并通过语音提示模块进行提醒。

参考图9，本实施例的坐姿矫正模块，采用HY-SRF05测距传感器检测台灯与使用者之间的距离，从而确定坐姿是否合理，具体的矫正过程如下：首先，采集HY-SRF05测距传感器的检测到的距离信息，然后与正确坐姿的设定值作比较，若当前获得的距离值小于设定值，且时间大于20s，则判定坐姿不正确，同时进行语音提示，具体流程可参考图 12。

参考图1，本实施例的语音提示模块，采用了芯片LD3320为核心的电路，与芯片ATmega2560电连接。语音提示模块与红外探测模块、坐姿矫正模块、计时模块同时运行，当使用者的学习时间或者坐姿不正确达到设定值后，会对使用者语音提醒，从而达到预防近视，防止青少年形成驼背的效果。

参考图10，本实施例的电源模块包括充电模块及电源转换模块。充电模块通过CN3052A核心芯片及外围电路实现；电源转换模块包括芯片AP1509-5.0和AS1117-3.3，将电池的电压转换为其他电压后，再为其他模块供电。台灯本体上还设有电源开关，控制电源模块的通断。

本实施例的工作过程如下：首先将台灯放在合适位置，打开电源开关，由电源模块为各模块供电；然后使用者通过指纹识区域进行指纹认证，认证成功，打开台灯进行学习。在台灯的使用过程中，红外探测模块始终监测人体红外，判断台灯是否有人使用，若无人，台灯进入省电模式，若有人，台灯进入自动调光模式，光度检测模块采集周围环境信息，并将检测到的信息通过无线传输模块实时传送至控制模块，控制模块控制灯光控制模块根据检测到的周围环境信息自动调整台灯亮度，亮度调整合适后，坐姿校正模块和计时模块同时运行，计时模块记录使用者学习时间，坐姿校正模块实时监测使用者书写姿势，并将采集到的信息发送到控制模块。若发现学习时间过长或书写姿势不端正，则通过语音提示模块进行提醒，使用者完成学习任务后，启动激光准线模块投射准线区域，将作业或试卷放置该区域内，并由高清摄像头进行拍照，之后按动“一键传送”按钮，通过无线传输模块上传到云端。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能学习台灯，包括台灯本体，其特征在于：所述台灯本体内设有控制模块，以及与控制模块电连接的激光准线模块、摄像模块、无线传输模块和电源模块，所述激光准线模块、摄像模块位于台灯本体的上部，激光准线模块的投射区域为摄像模块的摄像区域；所述台灯本体上还设有与控制模块电连接的电源开关、发送按钮、以及指纹识别区域，所述电源开关连接在电源模块的供电线路上，所述发送按钮与无线传输模块连接。

2.根据权利要求1所述的智能学习台灯，其特征在于：所述台灯本体内设有与控制模块、无线传输模块电连接的红外探测模块。

3.根据权利要求2所述的智能学习台灯，其特征在于：所述台灯本体内设有光度检测模块和灯光控制模块，所述光度检测模块与控制模块、无线传输模块电连接，所述灯光控制模块与控制模块电连接。

4.根据权利要求3所述的智能学习台灯，其特征在于：所述台灯本体内设有与控制模块电连接的计时模块。

5.根据权利要求4所述的智能学习台灯，其特征在于：所述台灯本体内设有与控制模块电连接的坐姿矫正模块和语音提示模块。

6.根据权利要求5所述的智能学习台灯，其特征在于：所述台灯本体采用LED光源；所述控制模块采用芯片ATmega2560为核心的电路；所述指纹识别区域采用芯片JM101为核心的电路；所述激光准线模块采用芯片KYX650N5-T1232为核心的电路；所述无线传输模块采用芯片HX-M02为核心的电路；所述红外探测模块采用芯片HC-SR501为核心的电路；所述光度检测模块采用以GY-30传感器为核心的电路；所述灯光控制模块采用芯片BF-8L16AD为核心的电路；所述计时模块采用芯片DS3231为核心的电路；所述坐姿矫正模块采用以HY-SRF05测距传感器为核心的电路；所述语音提示模块采用芯片LD3320为核心的电路；所述电源模块包括充电模块和电源转换模块，充电模块采用芯片CN3052A以及外围电路实现，电源转换模块包括AP1509-5.0和AS1117-3.3芯片。