一种基于单片机的坐姿矫正器的制作方法

1.本实用新型涉及坐姿矫正领域，尤其涉及一种基于单片机的坐姿矫正器。


背景技术：

2.在飞速发展的当代社会，学生教育质量得到提升的同时也伴随着近视眼问题。我国青少年近视眼问题俨然成为了一个重要的社会问题，根据调查显示我国有近视患者将近4亿，居世界首位。其中在校小学生近视率为31.67％，在校大学生近视率高达82.86％，在近视原因中遗传因素占0.97％，强光损伤占8.5％，疲劳用眼占23.36％，而不良坐姿占67.52％，可见不良坐姿在近视原因中具有主导性。然而，我国目前对于学生家长的调查中显示，有60％的家长缺乏护眼及用眼卫生的相关知识，所以大部分学生都是在没有任何护眼措施的情况下患了近视眼。且大部分是因为坐姿不正确而导致的，而坐姿不正确也会影响青少年的脊柱发育。现在中小学生的脊柱侧弯曲比例不断上升,与孩子长期姿势不良和身体的活动负担重有很大关系,再加上体育锻炼越来越少，所以很多孩子就会出现驼背的情况。另外，无论是青少年还是白领，长时间对着书本或电脑都会使眼睛疲劳，并且周围环境光线过强或过暗也会引起眼部不适。目前市面上，传统矫正坐姿写字架，体积庞大，仅有保护视力的功能，而背背佳仅有纠正脊柱的功能，但保护视力功能欠佳。综上所述，有待发明一种既可以保护视力，又能矫正脊柱的装置。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种基于单片机的坐姿矫正器，解决了现有技术无法同时护眼与矫正脊柱的问题。
4.为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
5.一种基于单片机的坐姿矫正器，包括相连的矫正部和控制部，所述控制部包括：
6.传感器组，所述传感器组收集距离信息和光强信息并转化成距离信号和光强信号，所述传感器组将距离信号发送至测距模块，所述传感器组将光强信号发送至光强检测模块；
7.测距模块，所述测距模块接收距离信号并发送至单片机；
8.光强检测模块，所述光强检测模块接收光强信号并发送至单片机；
9.显示模块，所述显示模块的显示屏设置于控制部前端，所述显示模块接收单片机传输的显示信号并转化成相应的显示控制信号将信息在显示屏上显示；
10.按键模块，所述按键模块包括四个设置于显示屏下端的按键，所述按键模块发送按键信号至单片机；
11.单片机，所述单片机接收并分析距离信号，所述单片机将距离信号转换成显示信号并发送至显示模块，所述单片机将距离信号转换成报警控制信号并发送至报警模块，所述单片机接收并分析光强信号，所述单片机将光强信号转换成显示信号并发送至显示模块，所述单片机将光强信号转换成报警控制信号并发送至报警模块，所述单片机接收按键
信号并转换成相应的显示信号发送至显示模块；
12.报警模块，所述报警模块接收报警控制信号，控制内设的蜂鸣器完成报警；
13.电源模块，所述电源模块与传感器组、测距模块、光强检测模块、显示模块、按键模块、单片机和报警模块相连，形成闭合回路。
14.优选地，所述矫正部为背背佳，所述控制部通过别针连接于背背佳前腹处。
15.优选地，所述测距模块使用hc
‑
sr04超声波传感器。
16.优选地，所述光强监测模块使用光敏电阻进行检测。
17.优选地，所述显示屏采用lcd1602液晶屏。
18.优选地，所述按键模块的四个按键分别为电源键、设置/暂停继续键、加键和减键。
19.优选地，所述电源模块采用锂电池。
20.本实用新型的有益效果在于：
21.本实用新型通过矫正部与控制部结合的设计，实现了同时保护眼睛和脊柱的功能。
22.本实用新型通过设置光强感应模块，保护了使用者眼部健康；
23.本实用新型通过设置测距模块，矫正了使用者坐姿。
附图说明
24.为了更清楚的说明本实用新型的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型的结构示意图。
26.图2为本实用新型的电气连接原理示意图。
27.图3本实用新型的系统编程流程示意图。
28.图4本实用新型的单片机示意图。
29.图5本实用新型的测距模块示意图。
30.图6本实用新型的光强检测模块示意图。
31.图7本实用新型的显示模块示意图。
32.图8本实用新型的按键模块示意图。
33.图9本实用新型的报警模块示意图。
34.附图标号说明：
35.1、背背佳；2、控制部；3、传感器组；4、显示模块；5、按键模块。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
37.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。以下对至少一个示例
性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。
38.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
39.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
41.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
42.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
43.本实用新型提供一种技术方案：一种基于单片机的坐姿矫正器，其结构如图1所示，包括相连的矫正部和控制部2。如图2所示，控制部2包括：
44.传感器组3，传感器组3收集距离信息和光强信息并转化成距离信号和光强信号，传感器组3将距离信号发送至测距模块，传感器组3将光强信号发送至光强检测模块；
45.测距模块，测距模块的电路图如图5所示，测距模块接收距离信号并发送至单片机；测距模块实时监测下颚的高度，当下颚高度低于设定值时，发出报警，促使人保持正确坐姿。本模块采用hc
‑
sr04超声波传感器，可非接触式测量2cm～400cm的距离。测距原理如
下：超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时。超声波在空气中传播，途中遇到障碍物则立即返回，当超声波接收器收到反射波时停止计时，并通过echo端输出高电平，高电平持续时间，就是超声波从发射到返回的时间。根据超声波在空气中的传播速度为340m/s，计时器时间为t，即可算出发射点与障碍物的距离为s＝340*t/2。
46.光强检测模块，光强检测模块的电路图如图6所示，光强检测模块接收光强信号并发送至单片机；光强检测模块对周围环境的亮度进行检测，光线过强或过暗超过设定值时都会发出报警。本模块采用光敏电阻来进行检测。光敏电阻内部导电率会随光照强度而发生改变。当光线强度变大时，导电率也随之变大，使电阻值变小，输出电压也将线性增大。
47.显示模块4，显示模块4的电路图如图7所示，显示模块4的显示屏设置于控制部2前端，显示模块4接收单片机传输的显示信号并转化成相应的显示控制信号将信息在显示屏上显示；显示模块显示的内容包括学习时间、下颚的高度、光线强度。本模块采用lcd1602液晶屏进行显示。
48.按键模块5，按键模块5的电路图如图8所示，按键模块5包括四个设置于显示屏下端的按键，按键模块5发送按键信号至单片机；第一个按键是电源键，第二个按键是设置/暂停继续键，设置键指的是系统初始化时对参数进行设置，如学习时间、测量距离、光线强度。当系统在运行时，按下此键，可以暂停系统运行，再按此键，系统继续运行；第三个按键加键，每按一下数据加1；第四个按键减键，每按一下数据减1。
49.单片机，单片机的电路图如图4所示，单片机接收并分析距离信号，单片机将距离信号转换成显示信号并发送至显示模块4，单片机将距离信号转换成报警控制信号并发送至报警模块，单片机接收并分析光强信号，单片机将光强信号转换成显示信号并发送至显示模块4，单片机将光强信号转换成报警控制信号并发送至报警模块，单片机接收按键信号并转换成相应的显示信号发送至显示模块4；
50.报警模块，报警模块的电路图如图9所示，报警模块接收报警控制信号，控制内设的蜂鸣器完成报警；
51.电源模块，电源模块与传感器组3、测距模块、光强检测模块、显示模块4、按键模块5、单片机和报警模块相连，形成闭合回路。电源模块采用锂电池，可以反复充放电。
52.本实用新型的系统编程流程示意图如图3所示，上电后初始化，显示初始画面，显示各个参数的预设值。此时若在规定时间内按下设置键，则进入参数设置界面，通过光标指示及按键操作分别实现对学习时间、光照强度、距离范围等的设置后，进入正常显示界面。若在规定时间内(如30s)未按下设置键，则按系统默认参数进行设置并进行显示。同时，对各个传感器参数进行实时输入检测，对输入数据进行分析判断，当检测到在光强范围外或小于设定距离或达到设定时间时，蜂鸣器就会报警提示。
53.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。