智能书桌及其控制方法 |
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| 申请号 | CN201610600354.9 | 申请日 | 2016-07-27 | 公开(公告)号 | CN106125614A | 公开(公告)日 | 2016-11-16 |
| 申请人 | 重庆工程学院; | 发明人 | 景兴红; 周树林; 胡慧; 涂敦兰; | ||||
| 摘要 | 一种智能书桌及其控制方法，设置有中央 控制器 ，该中央控制器分别连接有红外距离检测单元、环境检测 传感器 单元、光照度检测模 块 、手动操控单元、 图像采集 单元、 亮度 调节模块、升降 电机 、语音播报器、震动提示单元和通信模块；通过用户的图像信息识别出用户高度，实现座椅高度的 自动调节 ，通过传感器单元分别监控用户离桌面的距离、光照强度、环境数据和坐姿等，超出设定标准后发出语音或者震动提示，可很好的保证学习环境和坐姿，同时父母可远程监控学习情况，起到更好的监督功能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种智能书桌控制方法，其特征在于，采用以下步骤： |
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| 说明书全文 | 智能书桌及其控制方法技术领域[0001] 本发明涉及教育用品领域，具体涉及一种智能书桌及其控制方法。 背景技术[0002] 研究表明，80％的驼背、近视,是错误坐姿引发的。处于3-12岁年龄段的孩子自控力差，固定正确的坐姿维持一段时间就会感到疲劳，自然会选择不良的姿势来学习，也许驼背由此形成，再加上书桌的高度不合适，久而久之极易造成腰部酸痛，视力下降等问题。目前市面上所卖的主流书桌，大多都是通过手动拉伸调节桌子高度，使用不方便，功能单一，并完全不具备智能化。 发明内容[0003] 本发明针对现有技术的不足，提出一种结构简单，操作方便，智能化程度高，实现书桌高度和光照度的智能调节，同时可监控使用环境情况的智能书桌及其控制方法，具体技术方案如下： [0004] 一种智能书桌控制方法，其特征在于，采用以下步骤： [0005] 步骤一：开始； [0006] 步骤二：采集用户图像信息； [0007] 步骤三：识别用户身高信息； [0008] 步骤四：根据用户身高信息，发出对应的升降电机控制指令； [0009] 步骤五：检测用户身体与桌面距离，超标则进入步骤十，未超标则进入下一步； [0010] 步骤六：检测光照度信息，超标则发出台灯控制信息，未超标则进入下一步； [0011] 步骤七：定时功能开启，时间到达则进入步骤十； [0012] 步骤八：检测环境信息，超标则进入步骤十，达标则进入下一步； [0013] 步骤九：检测用户姿势信息，不符合标准则进入步骤十，符合标准则进入步骤十一； [0014] 步骤十：发出语音提示信息； [0015] 步骤十一：检测用户疲劳度，异常则发出震动提示信息，正常则进入下一步； [0016] 步骤十二：上传检测数据，进入步骤五。 [0017] 为更好的实现本方法，可进一步为： [0018] 在所述步骤四和步骤五间还是在有步骤4.1，具体为检测有无手动高度控制指令，有则根据手动高度控制指令发出升降电机控制指令，修正书桌高度值，无则进入下一步。 [0019] 所述步骤十一具体为，通过图像信息，检测用户的眨眼次数，超标则判断为疲劳。 [0020] 一种采用所述智能书桌控制方法的书桌，设置有中央控制器(1)，该中央控制器(1)的距离检测端连接有红外距离检测单元(2)，环境检测端连接有环境检测传感器单元(3)，光照度检测端连接有光照度检测模块(4)，操作端连接有手动操控单元(5)，图像采集端连接有图像采集单元(15)， [0021] 所述中央控制器(1)的第一输出端通过亮度调节模块(6)与台灯(7)连接，第二输出模块通过电机驱动模块(8)与升降电机(9)连接，第三输出端与语音播报器(10)连接，第四输出端与震动提示单元(16)连接； [0023] 为更好的实现本书桌，可进一步为： [0024] 所述中央控制器(1)的存储端连接有存储器(11)，可更好的保存每次的使用数据，方便查看，功能更加丰富。 [0025] 所述红外距离检测单元(2)由两组红外线对射开关(21)组成，其中一组 设置在书桌台面前方的侧边上，另一组设置在书桌台面的上表面，且分别靠近所述书桌台面左右两侧边，所述图像采集单元(15)设置在所述书桌台面后方的中部位置，用于采集用户图像信息，并通过图像信息识别出用户身高和姿势信息。位于前方侧边的红外线对射开关(21)用于检测用户身体与桌沿的距离，位于桌面的红外线对射开关(21)对准用户的头部位置，可更好的监测用户偏头、歪斜身体等不良姿势，可更加全面的监测用户姿势，减少不良姿势造成的伤害，震动提示单元(16)设置在底部不会对使用桌面产生干扰，设置在靠前方的中部位置，离用户最近，可更好的起到提醒作用。 [0026] 所述光照度检测模块(4)设置有比较器U1，该比较器U1的正端经电子R1与电源VCC连接，该比较器U1的正端还经光敏电阻R2接地，所述比较器U1的负端与滑动电阻R5的滑动输出端连接，该滑动电阻R5的一端接电源VCC，另一端接地，所述比较器U1的输出端与所述中央控制器(1)的光照度检测端连接。环境光照度的变化引起光敏电阻R2阻值的变化，从而引起比较器U1输出端发生变化，中央控制器(1)根据比较器U1输出端信号，计算出光照度，实现对环境光照度的监控，其中滑动电阻R5的设置，可人为校正光照度，使本模块控制更加精准。 [0028] 本发明的有益效果为：控制方法流程简单，功能多样；书桌整体结构简单，功能多样，采集用户图像信息，根据图像信息自动识别用户身高信息，自动调节书桌高度，满足不同用户，或者同一用户不同年龄阶段的需求，在使用过程中，通过红外距离检测单元监测用户与书桌边沿的距离，通过识别用户图像信息，监测用户姿势信息，可有效防止弯腰驼等不良姿势行为，有利于用户保持正确姿势，减少对身体的损伤；同时还对光照度进行监测，自动调节台灯光线，可有效防止近视的发生，对温度、湿度、有毒有害气体的检测，保证用户的所 处环境的安全性，更加安全可靠；采用语音方式，进行提醒，使青少年接收程度更高，亲密性更好，便于本发明的推广使用；将数据上传到云端服务器，方便查询，家长可更好的掌握和监督孩子的学习情况，便于监督管理。附图说明 [0029] 图1为本发明的流程图； [0030] 图2为本发明的结构示意图； [0031] 图3为本发明中红外距离检测单元的安装示意图； [0032] 图4为本发明中光照度检测模块的电路原理图。 具体实施方式[0033] 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。 [0034] 如图1和图2所示：一种智能书桌控制方法，其特征在于，采用以下步骤： [0035] 步骤一：用户机后，控制系统复位，开始工作； [0036] 步骤二：通过图像采集单元采集用户图像信息； [0037] 步骤三：通过用户的人体图像信息，中央控制器1识别出用户身高信息； [0038] 步骤四：根据用户身高信息，发出对应的升降电机控制指令，控制升降电机9转动，实现预设高度； [0039] 步骤4.1：检测有无手动高度控制指令，有则根据手动高度控制指令发出升降电机控制指令，修正书桌高度值，无则进入下一步； [0040] 步骤五：通过红外距离检测单元2，检测用户身体与桌面距离，超标则进入步骤十，未超标则进入下一步； [0041] 步骤六：通过光照度检测模块4，检测光照度信息，超标则发出台灯控制信息，控制台灯7的明暗度，未超标则进入下一步； [0042] 步骤七：定时功能开启，如为40分钟，时间到达则进入步骤十； [0043] 步骤八：通过环境检测传感器单元3检测环境信息，超标则进入步骤十，达标则进入下一步； [0044] 步骤九：通过图像采集单元15检测用户姿势信息，不符合标准则进入步骤十，符合标准则进入步骤十一； [0045] 步骤十：通过语音播报器10发出语音提示信息； [0046] 步骤十一：通过图像采集单元15检测用户的眨眼频率，判断用户的疲劳度，异常则发出震动提示信息和语音提示信息，正常则进入下一步； [0047] 步骤十二：将检测数据通过通信模块12上传到云端存储器13，进入步骤五。 [0048] 如图2所示：一种采用上述控制方法的智能书桌，设置有中央控制器1，该中央控制器1为合泰公司的HT66F70A单片机，该中央控制器1的距离检测端连接有红外距离检测单元2，环境检测端连接有环境检测传感器单元3，该环境检测传感器单元3由温度检测传感器、湿度传感器和MQ135气体传感器组成，中央控制器1的光照度检测端连接有光照度检测模块 4，操作端连接有手动操控单元5，该手动操控单元5为触控屏，或者为带按钮的控制盒，中央控制器1的图像采集端连接有图像采集单元15，该图像采集单元15用于采集用户图像信息，并根据图像信息识别出用户身高信息和姿势信息； [0049] 中央控制器1的第一输出端通过亮度调节模块6与台灯7连接，该台灯7为LED作为光源，中央控制器1第二输出模块通过电机驱动模块8与升降电机9连接，第三输出端与语音播报器10连接，第四输出端与震动提示单元16连接，该震动提示单元16为震动马达，中央控制器1的存储端连接有存储器11； [0050] 中央控制器1通信端与通信模块12连接，该通信模块12还经网络连接有云端存储器13和远程终端14，该通信模块12为WIFI模块，或者为3G、4G通信模块。 [0051] 如图3所示：红外距离检测单元2由两组红外线对射开关21组成，其中一组设置在书桌台面前方的侧边上，另一组设置在书桌台面的上表面，且分别靠近所述书桌台面左右两边的侧边，图像采集单元15由一个摄像头组成，该摄像 头设置在书桌台面后方的中部，对准用户的头部位置，震动提示单元16为震动马达，安装在书桌台面的底部，且靠近书桌台面的前方的中部位置，离用户的使用区域最近。 [0052] 如图4所示：光照度检测模块4设置有比较器U1，该比较器U1的正端经电阻R1与电源VCC连接，该比较器U1的正端还经光敏电阻R2接地，所述比较器U1的负端与滑动电阻R5的滑动输出端连接，该滑动电阻R5的一端接电源VCC，另一端接地，所述比较器U1的输出端与所述中央控制器1的光照度检测端连接。 [0053] 本发明是这样实现的：在使用者使用书桌过程中，光照度检测模块4会实时监测光照度，中央控制器1通过光照数据，发出控制指令，调节台灯的亮度，达到最佳照明状态，在用户使用书桌的过程中，中央控制器1还通过环境检测传感器单元3监测温度、湿度、噪音和有毒有害气体等环境数据，在监测数据超标后，通过语音播报器10发出报警信息，提醒用户采取相应措施，减少危害，防止危险的发生；通过图像采集单元15检测用户眨眼眼睛的频率，如超过设定值，则判定用户打瞌睡，中央控制器1发出控制指令，启动震动提示单元16和语音播报器10同时发出提示信息，提醒用户振作精神； [0054] 用户使用书桌的所有信息，均通过通信模块12上传到云端存储器13中，家长可通过手机、平板等远程终端14访问云端存储器3，或者直接访问中央控制器1，实现对书桌使用者的数据查询，能起到更好的监督管理作用。 |
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