一种能预防近视的可穿戴设备,涉及一种人体运动监测报警器。提供了一种便携性好、准确性高、佩戴舒适的预防近视的设备。设备分为头戴部分和手戴部分,分别内置距离传感器、单片机、警示器、电池。能通过内置的距离传感器监测头部与手部的距离,当头部与手部的距离过近时,警示器发出警示信息。该设备于使用者阅读、书写时佩戴,能够在使用者眼睛离书本或其他目标过近时发出警示信息,提醒使用者纠正坐姿以保护视力。
1.一种能预防近视的可穿戴设备,由头戴部分和手戴部分组成,使用时分别固定在人体的头部和手部,头戴部分内置距离传感器、单片机、电池,手戴部分内置距离传感器、单片机、警示器、电池,设备通过距离传感器测量头部与手部的距离,并与内置的预设数据相对比,当测得的数据与预设数据不符时,单片机控制警示器发出警示信号。技术领域
本实用新型涉及一种人体运动监测报警器,在国际专利分类表里属于G08B 21/24类目。
背景技术
近视是我国青少年的常见病。据有关数据显示:在我国,10%至20%的小学新生患有近视;小学生毕业时的近视率约为50%;大学新生的近视率约为90%,大大高于美国和欧洲。这已经严重威胁到了我国国民的整体健康水平。造成青少年近视的主要原因是不正确的读写姿势。青少年正处于生长发育期,很多器官包括眼睛都还没有发育成熟,容易产生畸变。由于繁重的课业压力,青少年每天用眼时间很长,眼睛容易疲劳,如果没有保持正确的读写姿势,眼睛离书本过近,就会加重眼睛的负担,从而诱发近视。而现在智能手机、平板电脑等娱乐设备层出不穷,更是加重了这一趋势。为了预防近视,人们想出了许多办法。最为常见的办法就是用辅助设备预防近视。现在出现的预防近视的辅助设备按照工作原理主要分为以下两种:1、机械固定体位法。2、传感器探距法。机械固定体位法就是采用支架、皮带等装置把人体固定在某一位置,从而保持正确的读写姿势。例如一种防近视支架,使用时固定在桌面边缘,支架上端有一横梁,横梁距桌面距离30cm。使用时把下巴放在横梁上,在桌面上书写时眼睛到书本的距离就会一直保持在30cm以上这样一个安全的距离,从而预防近视。这类设备的优点是结构简单、效果明显,缺点是只能在固定地点使用,安装和拆卸都比较麻烦。传感器探距法就是在头面部固定一个带有距离传感器的装置,通过距离传感器探测眼睛与前方物体的距离,当距离过近时发出警报提示使用者纠正坐姿。常见的做法是在头箍或眼镜框架内集成距离传感器,通过不断的测量前方物体到设备的距离来判断使用者用眼是否保持了足够的距离,当距离过近时发出警报提醒使用者保持健康的用眼距离。这类设备的优点是体积小,便于随身携带。缺点是准确性较差以及佩戴舒适性不好。由于距离传感器是对所有处于正前方的物体进行探测,任何在设备前方的物体都有可能触发警报,例如头发、笔等。而这不能反映真实的用眼情况。此外,由于眼睛是可以转动的,所以视线的方向有可能与传感器探测的方向并不一致。例如人在桌面上书写时,头部和眼睛都向下转动,头部的方向和视线的方向并不一致,存在一个角度。这就有可能导致在头部方向上测量前方物体的距离大于安全书写距离,而眼睛到目标的实际距离已经小于安全书写距离。所以这类设备对使用者实际用眼情况的识别准确性较差。而为了防止头部对距离传感器的阻碍,这类设备必须佩戴在面部,这就注定了只能采用头箍或者眼镜的形式,而绝大部分人都没有佩戴头箍的习惯,没有近视的人佩戴眼镜也会感觉不舒适,因此佩戴舒适性不好。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是:传统预防近视的设备便携性不好,准确性不高,佩戴舒适性较差的问题。为了解决上述技术问题,本实用新型采用的一个技术方案是:设计一种能预防近视的可穿戴设备,由头戴部分和手戴部分组成,使用时分别固定在人体的头部和手部,头戴部分内置距离传感器、单片机、电池,手戴部分内置距离传感器、单片机、警示器、电池,设备通过距离传感器测量头部与手部的距离,并与内置的预设数据相对比,当测得的数据与预设数据不符时,单片机控制警示器发出警示信号。其中,设备外形设计为符合人们日常佩戴习惯的外形。例如,头戴部分的外形可以设计为发夹、耳挂、耳环、头箍、头带、眼镜等。手戴部分的外形可以设计为手环、戒指、手表、手镯等。其中,头戴部分和手戴部分内置的距离传感器一个为发射器,一个为接收器。信号从发射器发出并被接收器接收,从而实现两者之间精确测距,并排除临近物体干扰。其中,距离传感器发射的信号采用编码或其他方式,使接收器只接收同一套设备发射器发出的信号,用以防止临近同类设备的干扰。本实用新型的有益效果是:1、便携性好。将设备设计为可穿戴设备,提高了设备的便携性。可以随时随地发挥作用,适应多种应用场景,例如读书、写字、使用掌上电子设备。2、准确性高。在近距离的用眼活动中,绝大多数情况下眼睛到目标的距离其实都是眼睛和手之间的距离。书写时,眼睛是一直盯着手里的笔。阅读时,眼睛一直盯着手里拿的书。玩手机时,眼睛盯着手里的手机。所以眼和手之间的距离能准确的反映近距离用眼情况下眼睛到目标的距离。此外,距离传感器发射器和接收器的设计也能够排除其它物体的干扰,准确的测量两者之间的距离。对发射信号的编码,可以防止临近同类设备的干扰。3、佩戴舒适性好。由于不必担心身体会阻碍传感器传输信号,产品可以佩戴的部位增加了,更容易设计成符合人体生理结构特点的形状。例如头戴部分的外形可以设计成发夹、耳挂、耳环、头箍、头带、眼镜等。手戴部分可以设计成手环、戒指、手表、手镯等。这样的设计符合人们平时的穿戴习惯,易于为人所接受。
附图说明
图1是能预防近视的可穿戴设备的结构示意图。图1上半部分的装置是头戴部分,下半部分的装置是手戴部分。图中:1、头戴部分;2、电池;3、距离传感器;4、单片机;5、手戴部分;6、电池;7、距离传感器;8、单片机;9、警示器。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本实用新型进行详细说明:如图1所示,本实用新型由头戴部分和手戴部分组成。在本实施例中,头戴部分设计为发夹形状,手戴部分设计为手环形状。头戴部分内置距离传感器、单片机、电池。手戴部分内置距离传感器,单片机、警示器、电池。在本实施例中,头戴部分内置的距离传感器选用微型无线电发射器,手戴部分内置的距离传感器选用微型无线电接收器。头戴部分和手戴部分内置的单片机的时钟时间已经预设校准。手戴部分内置的警示器选用贴片马达。使用时,将头戴部分戴在头上,将手戴部分套在手腕上。头戴部分内置的单片机控制微型无线电发射器在整秒的时刻发射一次带编码的无线电信号,发射时间间隔为一秒。手戴部分内置的单片机控制微型无线电接收器接收同一编码的信号。将接收到信号的时间去除整数秒以上的部分,剩下的小数部分时长乘以无线电在空气中的传输速度。就得到了无线电信号在发射器和接收器之间传输的距离也即是头部与手部之间的距离。将这个距离与单片机内置的预设数据相对比。在本实施例中,我预设的安全读写距离是30cm。当实测距离大于30cm时,单片机不做任何反应。当实测距离小于30cm时,单片机控制贴片马达启动工作,发出震动,提醒使用者调整坐姿。其中,头戴部分内置的微型无线电发射器发射的信号带有固定的编码,手戴部分内置的微型无线电接收器也只接收该编码的无线电信号。这样的设计可以防止周围其他设备的干扰。其中,由于该设备只在近距离使用,远远小于无线电信号在一秒内传播的距离。因此,手戴部分的单片机只需对接收到信号的时间做去整处理。这样做对结果没有影响,也简化了设备的结构设计。以上实施例只是本实用新型的一个具体应用,用来证明本实用新型的可行性。不应以实施例中的技术细节限定本实用新型的保护范围。本实用新型所要求的保护范围以权力要求书中的表述为准。可以理解的是:1、能够实现距离测量的传感器不止一种,现在广泛应用的距离传感器有无线电传感器、超声波传感器、红外传感器、蓝牙传感器、WiFi传感器等等。因此本发明不以某一特定类型的距离传感器为限,任何能够实现两点之间距离测量的传感器都可以应用于本实用新型,在本实用新型的保护范围之内。2、任何对本实用新型所做的等效替换,也应落在本实用新型的保护范围之内。包括但不限于以下情况:将头戴部分与手戴部分的发射器和接收器对换;将手戴部分内置的警示器移至头戴部分;将传感器与单片机的功能整合到一个芯片或将单片机分解为若干元件的组合;将贴片马达替换为蜂鸣器、闪光灯等。3、采用本实用新型原理,而对外形的变更,也应落在本实用新型的保护范围之内。包括但不限于以下情况:将头戴部分的形状设计为耳挂、耳环、头箍、头带、眼镜等。将手戴部分的形状设计为戒指、手表、手镯等。