CN216313184U - 一种手机平板类电子产品预防近视的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种手机平板类电子产品预防近视的系统，属于电子产品技术领域，包括独立测量单元和安装在手机或平板产品中的APP。独立测量单元为内部集成有多个模块的电子设备，独立测量单元安装在手机或平板产品的表面，独立测量单元的内部设置有TOF测距模块、IMU姿态检测模块、接近传感模块、蓝牙信号传输模块、报警提示模块以及MCU中央控制模块，APP用于记录、分析数据并将数据进行图像化显示。该系统中的独立测量单元通过蓝牙信号传输模块可以和APP进行数据互通，从而将数据传输到APP中并记录，通过上述多个模块的综合作用，从而改善使用者的使用习惯，从而有效预防近视，这种功能对于小孩儿童来说，尤其有效。
Description
技术领域
本实用新型属于电子产品技术领域，具体为一种手机平板类电子产品预防近视的系统。
背景技术
过长时间使用手机会对人的眼睛产生极大伤害，导致近视的青少年人数大幅增加。
除了使用电子屏幕的时间过长导致近视之外，在使用过程中，屏幕离人眼距离太近也是导致近视一个重要原因。上述查报告显示，有超过1/3的人在使用电子产品时，经常不注意健康用眼，眼和显示屏幕离太近。而由于屏幕上有趣的内容非常吸引注意力，不知不觉的过程中，眼睛就更加靠近屏幕，这种情况在小学和幼儿园的低年龄儿童尤其严重。这种不良的用眼习惯是导致儿童近视的主要原因之一。
而且由于使用习惯不好，很多使用者在看手机平板时候，往往眼睛离显示屏幕过近。这种习惯会加重近视发病率。由于小孩儿童自我控制力较差，他们的使用习惯也更差。以至于需要家长在旁边不断提醒儿童离手机屏幕更远一点。但是目前还没有一种技术手段用来代替父母的提醒，监督儿童小孩使用手机的时候，离屏幕保持足够的距离。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种手机平板类电子产品预防近视的系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种手机平板类电子产品预防近视的系统，包括独立测量单元，所述独立测量单元为内部集成有多个模块的电子设备，所述独立测量单元安装在手机或平板产品的表面，所述独立测量单元的内部设置有TOF测距模块、IMU姿态检测模块、接近传感模块、蓝牙信号传输模块、报警提示模块以及MCU中央控制模块，所述MCU中央控制模块分别与TOF测距模块、IMU姿态检测模块、接近传感模块、蓝牙信号传输模块、报警提示模块进行信号连接；
所述TOF测距模块，采用光电测距传感器，用于测量手机或平板产品到人脸的直线距离；
所述IMU姿态检测模块，采用加速度传感器和角速度传感器的组合传感器，用于检测使用者是否呈躺姿状态看手机或平板产品；
所述接近传感模块，采用短距接近传感器，用于检测独立测量模组是否固定在手机或平板产品的表面上；
所述蓝牙信号传输模块，基于蓝牙通讯技术，用于实现独立测量单元与手机或平板产品之间的信号互联；
所述报警提示模块，采用喇叭/蜂鸣器/振动器，用于在使用状态/姿态不正确时发出提示音或者振动提示；
所述MCU中央控制模块，用于驱动上述各种模块正常工作，并调整整个独立测量模块的工作状态。
进一步优化本技术方案，所述独立测量单元采用吸盘吸附或者夹具夹持的方式固定在手机或平板产品的表面。
进一步优化本技术方案，所述手机平板类电子产品预防近视的系统还配置有搭载在手机或平板产品上的应用程序APP，所述蓝牙信号传输模块将独立测量单元检测到的数据信息传输到手机或平板产品上的APP中。
进一步优化本技术方案，所述APP用于记录、分析数据并将数据进行图像化显示；控制手机或平板产品上的屏幕、扬声器做出反馈，比如息屏或者显示提示画面，或者控制蜂鸣器/喇叭/振动器给出声音警报，并将相关情况通知使用者的家长，APP可以调用手机计算资源对数据做出分析；根据分析结果作出判断，并控制报警提示模块及时发出警报信号，提示使用者改正。
进一步优化本技术方案，述独立测量单元的内部还设置有供电模块，用于给独立测量单元所有的内置模块进行供电。
进一步优化本技术方案，所述报警提示模块在使用状态/姿态不正确时发出提示音或者振动提示时，使用状态/姿态不正确包括手机或平板产品离使用者的人脸太近、使用者躺着或者趴着看手机或平板产品、使用者将独立测量单元拔离手机或平板产品。
进一步优化本技术方案，所述MCU中央控制模块对测量数据进行收集，并作出数据分析；根据分析结果作出判断，并控制报警提示模块及时发出警报信号，提示使用者改正；控制蓝牙信号传输模块，将处理完成的数据传输到手机或平板产品上的APP中。
进一步优化本技术方案，所述接近传感模块的安装位置位于独立测量单元内部靠近手机或平板产品的一侧底部，用于探测是否独立测量单元固定在手机或平板产品上。
进一步优化本技术方案，所述独立测量单元若已经固定在手机或平板产品上，则能够触发接近传感模块的信号，可以监测使用者是否将独立测量单元拔掉，从而导致距离监测和姿态检测失效，用于强化监督效果。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种手机平板类电子产品预防近视的系统，具备以下有益效果：
1、该手机平板类电子产品预防近视的系统，通过TOF距离检测功能，可以有效控制使用者和显示屏幕之间的距离，从而提醒使用者保持和显示屏幕之间的合理距离，改善使用者的使用习惯，从而有效预防近视，这种功能对于小孩儿童来说，尤其有效。
2、该手机平板类电子产品预防近视的系统，通过IMU姿态检测功能，可以监控儿童少年的使用姿势，检测他们是否躺着看手机，趴着看手机。
3、该手机平板类电子产品预防近视的系统，通过短距接近传感功能，可以保证儿童少年在使用过程中必须安装该独立测量单元，避免他们因为觉得使用过程带来麻烦，从而将该单元扔在一边，从而加强了监控力度。
4、该手机平板类电子产品预防近视的系统，通过设置警报提示模块，当使用者的使用姿势不正确的时候(比如距离太近，或者躺着趴着看手机)，该系统可以实时的给出提示和警报，从而快速纠正使用者的状态。
5、该手机平板类电子产品预防近视的系统，通过设置配套的APP，根据所收集的数据判断使用者是否在正确姿势情况下使用手机，并能控制手机做出一定反馈，譬如关闭手机屏幕，显示某些提示画面，播放提示音，发消息到家长手机提醒家长等等。同时APP可以实时并连续的收集手机使用者的使用习惯，方便监控和改善。同时也可以方便的看到使用者使用习惯的改善效果。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种手机平板类电子产品预防近视的系统的结构示意图；
图2为本实用新型中独立测量单元夹持在手机上的结构示意图；
图3为本实用新型中独立测量单元吸附在手机上的结构示意图；
图4为本实用新型提出的一种手机平板类电子产品预防近视的系统的工作流程示意图。
图中：1、手机；2、独立测量单元；3、夹具。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一：
请参阅图1，一种手机平板类电子产品预防近视的系统，包括独立测量单元，所述独立测量单元为内部集成有多个模块的电子设备，所述独立测量单元安装在手机或平板产品的表面，所述独立测量单元的内部设置有TOF测距模块、IMU姿态检测模块、接近传感模块、蓝牙信号传输模块、报警提示模块以及MCU中央控制模块，所述MCU中央控制模块分别与TOF测距模块、IMU姿态检测模块、接近传感模块、蓝牙信号传输模块、报警提示模块进行信号连接；
所述TOF测距模块，采用光电测距传感器，用于测量手机或平板产品到人脸的直线距离；
所述IMU姿态检测模块，采用加速度传感器和角速度传感器的组合传感器，用于检测使用者是否呈躺姿状态看手机或平板产品；
所述接近传感模块，采用短距接近传感器，用于检测独立测量模组是否固定在手机或平板产品的表面上；
所述蓝牙信号传输模块，基于蓝牙通讯技术，用于实现独立测量单元与手机或平板产品之间的信号互联；
所述报警提示模块，采用喇叭/蜂鸣器/振动器，用于在使用状态/姿态不正确时发出提示音或者振动提示；
所述MCU中央控制模块，用于驱动上述各种模块正常工作，并调整整个独立测量模块的工作状态。
具体的，所述独立测量单元采用吸盘吸附或者夹具夹持的方式固定在手机或平板产品的表面。
具体的，所述手机平板类电子产品预防近视的系统还配置有搭载在手机或平板产品上的应用程序APP，所述蓝牙信号传输模块将独立测量单元检测到的数据信息传输到手机或平板产品上的APP中。
具体的，所述APP用于记录、分析数据并将数据进行图像化显示；控制手机或平板产品上的屏幕、扬声器做出反馈，比如息屏或者显示提示画面，或者控制蜂鸣器/喇叭/振动器给出声音警报，并将相关情况通知使用者的家长。
具体的，述独立测量单元的内部还设置有供电模块，用于给独立测量单元所有的内置模块进行供电。
具体的，所述报警提示模块在使用状态/姿态不正确时发出提示音或者振动提示时，使用状态/姿态不正确包括手机或平板产品离使用者的人脸太近、使用者躺着或者趴着看手机或平板产品、使用者将独立测量单元拔离手机或平板产品。
具体的，所述MCU中央控制模块对测量数据进行收集，并作出数据分析；根据分析结果作出判断，并控制报警提示模块及时发出警报信号，提示使用者改正；控制蓝牙信号传输模块，将处理完成的数据传输到手机或平板产品上的APP中。
具体的，所述接近传感模块的安装位置位于独立测量单元内部靠近手机或平板产品的一侧底部，用于探测是否独立测量单元固定在手机或平板产品上。
具体的，所述独立测量单元若已经固定在手机或平板产品上，则能够触发接近传感模块的信号，可以监测使用者是否将独立测量单元拔掉，从而导致距离监测和姿态检测失效。
通过IMU姿态检测模块和报警提示模块之间的配合可以检测使用者的使用姿态，比如是否躺着看手机平板、或是歪着看手机平板并作出警报提示。通过接近传感模块可以有效监督使用者必须使用该独立测量单元，不能因为该单元打搅自己使用手机平板，而将其扔在一边。通过蓝牙信号传输模块可以和手机APP进行数据互通，从而将数据传输到手机APP中，并记录。APP用于记录、分析数据并将数据进行图像化显示；控制手机或平板产品上的屏幕、扬声器做出反馈，比如息屏或者显示提示画面，或者控制喇叭或者蜂鸣器或者振动器给出声音警报，并将相关情况通知使用者的家长。通过上述多个模块的综合作用，从而改善使用者的使用习惯，从而有效预防近视，这种功能对于小孩儿童来说，尤其有效。
实施例二：
基于实施例一所述的手机平板类电子产品预防近视的系统，如图2或图3 所示，所述独立测量单元2可以通过夹具3夹持固定在手机1上，MCU中央控制模块是一个小型的单片机或者小型计算单元，作为整个单元的控制中心。 MCU中央控制模块能和TOF测距模块、蓝牙信号传输模块等其他所有的模块保持通信并控制其他模块工作。MCU中央控制模块控制TOF测距传感器工作，驱动测距传感器测量其光束方向上物体的距离后，并把这个距离数值反馈给 MCU。如果MCU判断该距离数值小于预先设定的阈值，则控制报警提示模块报警。报警提示模块可以是喇叭、蜂鸣器、振动器等等。同理，MCU也同时监控接近传感模块和IMU姿态检测模块的工作状态，并实时采集其数据，如果有异常状态，同样控制报警提示模块发出警报提示。
TOF测距模块可以是光电类型的测距模块、超声测距模块、或者热释电类型的距离感知模块。光电类型的测距模块的原理如下：整个光电测距模块由一个半导体集成的脉冲激光器，一个光电探测器，一个控制和计时的中央处理器组成。中央处理器在某时刻控制半导体脉冲激光器发射一束脉冲光，脉冲光照射到障碍物后返回并被光电探测器接收到。中央处理器能计算发出光脉冲和接收光脉冲之间的时间差，该时间差乘以光速，就是脉冲运动的总路长度。这个长度就是从传感器到障碍物之间的距离的两倍。通过精确测量该时间差，从而可以精确测量距离。整个模块安装在手机1保护壳上，其TOF 测距传感器的光束方向指向使用者的脸部。在本实施例中，测距模块用于测量独立模块和人脸之间的距离，等效于测量人眼到显示屏幕的距离。如果距离过小，则发出警报提示。在使用的过程中，实时监控使用者的脸部(眼睛) 离屏幕的距离。该距离数值被MCU实时采集并进行分析，在本实施例中，如果距离小于33cm，则发出警报声音提醒，直到使用者将手机1放置到更远的位置，增加眼睛到屏幕的距离。
接近传感模块是一个接近传感器，接近传感器主要有光电类型和电容类型。在本实施例中，具体选择了光电类型的接近传感器。它的功能是检测传感器一个方向上3mm之内有没有物体，如果有物体则输出信号，无物体则不输出信号。其主要目的是探测是否独立测量模块安装在手机1或平板上。如果已经安装在手机1上，因为距离很近，从而肯定能触发接近传感器的信号。通过接近传感器，可以监测使用者是否将独立测量单元拔掉，从而导致距离监测和姿态检测失效。
IMU姿态检测模块是一个IMU传感器，能够检测自己的加速度、角加速度和重力加速度。通过分析这些数据在坐标系中的分量和数值，可以判断整个单元的放置姿态和运动状态。也就是说，整个单元是竖直方向放置还是水平方向放置，其重力加速度的检测数值是不同的，该模块可以检测使用者是否躺着和趴着看手机1。
实施例三：
基于实施例一所述的手机平板类电子产品预防近视的系统，如图4所示，该系统的工作流程如下，MCU中央控制器驱动各个模块进行工作，接近传感模块首先检测是否异常，若是，则报警提示独立测量单元被拔下，若不存在异常进入下一检测程序，即TOF测距模块测量手机和人脸距离是否小于33cm，若是，则报警提示使用者距离太近，若大于33cm则进入下一检测程序，即IMU 姿态检测模块检测是否存在姿态异常，若是，则报警提示使用者不要躺着或者趴着，若无异常则回到接近传感模块的检测程序中，进行检测循环。
本实用新型的有益效果是：
1、该手机平板类电子产品预防近视的系统，通过TOF距离检测功能，可以有效控制使用者和显示屏幕之间的距离，从而提醒使用者保持和显示屏幕之间的合理距离，改善使用者的使用习惯，从而有效预防近视，这种功能对于小孩儿童来说，尤其有效。
2、该手机平板类电子产品预防近视的系统，通过IMU姿态检测功能，可以监控儿童少年的使用姿势，检测他们是否躺着看手机，趴着看手机。
3、该手机平板类电子产品预防近视的系统，通过短距接近传感功能，可以保证儿童少年在使用过程中必须安装该独立测量单元，避免他们因为觉得使用过程带来麻烦，从而将该单元扔在一边，从而加强了监控力度。
4、该手机平板类电子产品预防近视的系统，通过设置警报提示模块，当使用者的使用姿势不正确的时候(比如距离太近，或者躺着趴着看手机)，该系统可以实时的给出提示和警报，从而快速纠正使用者的状态。
5、该手机平板类电子产品预防近视的系统，通过设置配套的APP，根据所收集的数据判断使用者是否在正确姿势情况下使用手机，并能控制手机做出一定反馈，譬如关闭手机屏幕，显示某些提示画面，播放提示音，发消息到家长手机提醒家长等等。同时APP可以实时并连续的收集手机使用者的使用习惯，方便监控和改善。同时也可以方便的看到使用者使用习惯的改善效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种手机平板类电子产品预防近视的系统，其特征在于，包括独立测量单元，所述独立测量单元为内部集成有多个模块的电子设备，所述独立测量单元安装在手机或平板产品的表面，所述独立测量单元的内部设置有TOF测距模块、IMU姿态检测模块、接近传感模块、蓝牙信号传输模块、报警提示模块以及MCU中央控制模块，所述MCU中央控制模块分别与TOF测距模块、IMU姿态检测模块、接近传感模块、蓝牙信号传输模块、报警提示模块进行信号连接；
所述TOF测距模块，采用光电测距传感器，用于测量手机或平板产品到人脸的直线距离；
所述IMU姿态检测模块，采用加速度传感器和角速度传感器的组合传感器，用于检测使用者是否呈躺姿状态看手机或平板产品；
所述接近传感模块，采用短距接近传感器，用于检测独立测量模组是否固定在手机或平板产品的表面上；
所述蓝牙信号传输模块，基于蓝牙通讯技术，用于实现独立测量单元与手机或平板产品之间的信号互联，目的是将独立检测单元所检测的数据传输到手机或平板产品中；
所述报警提示模块，采用喇叭/蜂鸣器/振动器，用于在使用状态/姿态不正确时发出提示音或者振动提示；
所述MCU中央控制模块，用于驱动上述各种模块正常工作，并调整整个独立测量模块的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种手机平板类电子产品预防近视的系统，其特征在于，所述独立测量单元采用吸盘吸附或者夹具夹持的方式固定在手机或平板产品的表面。
3.根据权利要求1所述的一种手机平板类电子产品预防近视的系统，其特征在于，所述手机平板类电子产品预防近视的系统还配置有搭载在手机或平板产品上的应用程序APP，所述蓝牙信号传输模块将独立测量单元检测到的数据信息传输到手机或平板产品上的APP中。
4.根据权利要求1所述的一种手机平板类电子产品预防近视的系统，其特征在于，所述独立测量单元的内部还设置有供电模块，用于给独立测量单元所有的内置模块进行供电。
5.根据权利要求1所述的一种手机平板类电子产品预防近视的系统，其特征在于，所述接近传感模块的安装位置位于独立测量单元内部靠近手机或平板产品的一侧底部，用于探测是否独立测量单元固定在手机或平板产品上。
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