(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922027741.X
(22)申请日 2019.11.22
(73)专利权人 腾阅健康科技（深圳）有限公司
地址 518109 广东省深圳市龙华新区民治
街道民治社区宝山工业区东边工业区
园4栋401
(72)发明人 王倩 刘世凯 曲文龙 焦虹霖
王兴昌 袁静 张冬华 冯秀雅
(51)Int.Cl.
A44C 3/00(2006.01)
G08B 21/24(2006.01)
(54)实用新型名称一种预防近视的智能校徽(57)摘要本实用新型公开了一种预防近视的智能校徽，包括校徽主体以及固定设置在校徽背面的别针，主体内设置有用于采集使用者读写环境信息的光照传感器、采集使用者读写姿态信息的姿态传感器、读取数据并判断使用者是否处于适宜读写状态的单片机、用于接收单片机指令并在使用者处于不健康读写状态时进行提醒的声音模块以及用于为设备整体进行供电的电源模块；光照传感器和姿态传感器的信号输出端连接于单片机的信号输入端，单片机的信号输出端连接于声音模块的受控端；主体的右下侧边缘设置有开关按键。本实用新型能够实时判断使用者的用眼环境和状态，并在不适宜健康用眼的环境和状态下通过提醒模块发出提醒，从而能够促使使用者养 成健康的用眼习惯。权利要求书1页 说明书5页 附图5页CN 211211704 U 2020.08.11
C N 211211704
U
1.一种预防近视的智能校徽，包括校徽主体(1)以及固定设置在校徽背面方便佩戴的别针(4)，其特征在于：所述主体内设置有用于采集使用者读写环境信息的光照传感器、采集使用者读写姿态信息的姿态传感器、读取所采集的数据并判断使用者是否处于适宜读写状态的单片机、用于接收单片机指令并在使用者处于不健康读写状态时进行提醒的声音模块以及用于为设备整体进行供电的电源模块；光照传感器和姿态传感器的信号输出端连接于单片机的信号输入端，单片机的信号输出端连接于声音模块的受控端；
所述主体的右下侧边缘设置有启闭设备工作的开关按键(2)；
当光照传感器输出的光照度低于第一设定值并持续第一设定时间，且经声音模块提醒的第二设定时间段内高于第二设定值时，触发单片机设定姿态传感器当前采集的姿态信息为标准姿态。
2.根据权利要求1所述的一种预防近视的智能校徽，其特征在于：所述姿态传感器为六轴陀螺仪。
3.根据权利要求1所述的一种预防近视的智能校徽，其特征在于：所述主体内还设置有用于采集环境光照紫外线强度的紫外线传感器，紫外线传感器的信号输出端连接单片机的信号输入端。
4.根据权利要求1所述的一种预防近视的智能校徽，其特征在于：所述主体内还设置有振动模块，振动模块的受控端连接单片机的输出端。
5.根据权利要求1所述的一种预防近视的智能校徽，其特征在于：所述主体内还设置有与单片机连接的蓝牙模块。
6.根据权利要求1所述的一种预防近视的智能校徽，其特征在于：所述主体外圆周侧嵌装有半圆环形指示灯，半圆环形指示灯的受控端连接单片机的输出端。
7.根据权利要求1所述的一种预防近视的智能校徽，其特征在于：所述电源模块为可充电锂电池，主体左下侧边缘设置有与可充电锂电池连接为其充电的充电插口(3)。
权 利 要 求 书1/1页CN 211211704 U
一种预防近视的智能校徽
技术领域
[0001]本实用新型涉及可穿戴预防近视设备技术领域，特别是一种佩戴于学生胸前的智能校徽。
背景技术
[0002]我国的近视人口已高达4亿，并呈现出逐年增加的趋势，且近视低龄化趋势日益凸显，6～15岁的平均近视率达到46.64％，并且由于学习压力的增重和电子产品使用的普及，儿童和青少年近视情况更为严重，大学生近视比例高达87.7％。
[0003]在近视发生的早期阶段，即假性近视时期，通过一些手段可以恢复到正常视力，但是一旦近视发展到使眼轴长度发生改变的情况，近视就会不可逆。由于儿童和青少年处于生长发育阶段，近视后，会以每年0.25～1.50的速度增长。近视不仅造成视物模糊，影响日常生活，高度近视还会出现眼睛发生病理性变化，甚至致盲。
[0004]长时间持续近距离读书写字、不良读写习惯、缺乏户外活动、照明不当和休息睡眠不足是导致青
少年近视发生的几大主要因素。研究表明，户外活动时间与近视的发病率和进展呈负相关，国家卫健委发布的《近视防治指南》建议“在学龄前如幼儿园时期就开始增加户外活动时间，有条件的地方鼓励每天增加户外活动1小时”；并养成良好的读写习惯，《近视防治指南》也给出了保持“一拳一尺一寸”(即读写时胸部里桌子一拳(6～7cm)，书本离眼一尺(33cm)，握笔指尖离笔尖一寸(3.3cm))的端正读写姿势的建议。教育部等八部门2018年印发的关于《综合防控儿童青少年近视实施方案》通知中提出“保障孩子睡眠时间，确保小学生每天睡眠10个小时、初中生9个小时、高中阶段学生8个小时”，因此良好充足的睡眠对于预防近视非常关键。GB/T 36876-1518《中小学校普通教室照明设计安装卫生要求》中给出了教室照明桌面平均照度不低于300lx，光源温适宜3300K～5300K的标准，此标准亦适用于日常读写的采光要求。
[0005]为预防中小学生近视情况的发生，目前，市面上出现了一些近视防控的智能可穿戴设备，例如智能眼镜等，其主要是通过分别/同时监测光照强度、户外活动时间、用眼距离和读写姿势来判读使用者的用眼习惯，并提醒使用者；虽然可以监测使用者的户外活动、照明和读写距离、姿势，但其目标使用者仅限于已佩戴眼镜的体，不便于视力健康或者不佩戴眼镜的体使用。
[0006]中国专利2015205978913公开了一种别针式蓝牙智能坐姿矫正器，其主体为校徽原型，通过在主体内设置3D加速度传感器来监测人体空间姿态对坐姿状态进行检测，并与初始化标准坐姿进行比较，初始化坐姿的比较是通过按键方式设置，坐姿偏移达到所设定的变量值后，以震动方式发出报警信号，直
到恢复标准坐姿。但，该技术存在以下缺陷：1)仅能够实现安静状态下坐姿的判断，无法识别室内室外环境；2)采用按键方式设置标准坐姿时，使用者必然会出现低头、身体微动、按压按键时主体及其内置的3D传感器位置发生变化等情况，这就使得设置的标准坐姿不够标准，容易出现误判等情况，精度较差；3)仅能通过震动方式提醒使用者，他人无法监督。
实用新型内容
[0007]本实用新型需要解决的技术问题是提供了一种预防近视的智能校徽，既能够实现自身矫正、又能够方便他人监控，并且能够实现标准坐姿的准确设定，进一步提高监测精度。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
[0009]一种预防近视的智能校徽，包括校徽主体以及固定设置在校徽背面方便佩戴的别针，所述主体内设置有用于采集使用者读写环境信息的光照传感器、采集使用者读写姿态信息的姿态传感器、读取所采集的数据并判断使用者是否处于适宜读写状态的单片机、用于接收单片机指令并在使用者处于不健康读写状态时进行提醒的声音模块以及用于为设备整体进行供电的电源模块；光照传感器和姿态传感器的信号输出端连接于单片机的信号输入端，单片机的信号输出端连接于声音模块的受控端；所述主体的右下侧边缘设置有启闭设备工作的开关按键；
[0010]当光照传感器输出的光照度低于第一设定值并持续第一设定时间，且经声音模块提醒的第二设定时间段内高于第二设定值时，触发单片机设定姿态传感器当前采集的姿态信息为标准姿态。
[0011]上述一种预防近视的智能校徽，所述姿态传感器为六轴陀螺仪。
[0012]上述一种预防近视的智能校徽，所述主体内还设置有用于采集环境紫外线强度的紫外线传感器，紫外线传感器的信号输出端连接单片机的信号输入端。
[0013]上述一种预防近视的智能校徽，所述主体内还设置有振动模块，振动模块的受控端连接单片机的输出端。
[0014]上述一种预防近视的智能校徽，所述主体内还设置有与单片机连接的蓝牙模块。[0015]上述一种预防近视的智能校徽，所述主体外圆周侧嵌装有半圆环形指示灯，半圆环形指示灯的受控端连接单片机的输出端。
[0016]上述一种预防近视的智能校徽，所述电源模块为可充电锂电池，主体左下侧边缘设置有与可充电锂电池连接为其充电的充电插口。
[0017]由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
[0018]本实用新型为佩戴于胸前的智能可穿戴设备，通过光照传感器可监测使用者所处环境的光照强度，通过紫外线传感器可监测使用者处于室内还是室外，通过姿态传感器可以判断其坐姿是否符合标准要求，然后再由单片机进行处理、存储，声音模块和/或振动模块进行不健康读写状态的提醒，既能够实现自身姿态的监测，又能够方便他人协助监督，从而起到全方位的近视预防。另外，本实用新型还能够通过蓝牙与智能终端进行数据通信，方便监护人查看一段时间内使用者的使用情况。
附图说明
[0019]图1为本实用新型的主视图；
[0020]图2为本实用新型的后视图；
[0021]图3为本实用新型的俯视图；
[0022]图4为本实用新型所述光照传感器的电路图；
[0023]图5为本实用新型所述六轴陀螺仪的电路图；
[0024]图6为本实用新型所述紫外线传感器的电路图；
[0025]图7为本实用新型所述语音模块的电路图；
[0026]图8为本实用新型所述振动模块的驱动电路图；
[0027]图9为本实用新型所述单片机的电路图；
[0028]图10为本实用新型所述开关按键的电路图；
[0029]图11为本实用新型所述电源模块的充电控制电路图；
[0030]图12为本实用新型所述智能单元的电路结构框图。
[0031]其中：1、主体，2、开关按键，3、充电插口，4、别针。
具体实施方式
[0032]下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
[0033]一种预防近视的智能校徽，其结构如图1至图3所示，包括校徽主体1以及固定设置在校徽背面方便佩戴的别针4，主体内设置有监测使用者用眼状态，并能够在出现不健康读写姿态时发出提醒的智能单元。
[0034]智能单元主要包括信息采集模块、单片机、提醒模块以及电源模块，信息采集单元的输出端连接
单片机的输入端，单片机的输出端连接提醒单元的受控端，电源模块用于为其他模块供电，具体电路结构框图如图12所示。
[0035]信息采集模块用于采集使用者的用眼状态，主要包括光照传感器、紫外线传感器和姿态传感器。其中，光照传感器用于以一定频率采集使用者读写环境的光照度，以判断读写环境的明暗，适宜读写的光照强度可设定为500lx～750lx，本实施例中光照传感器的电路图如图4所示，核心芯片为APDS9930；紫外线传感器用于采集环境光照紫外线强度，以判断使用者处于室内还是室外，室内的紫外线强度与室外的紫外线强度相差巨大，即使是阴天环境，由此可以分辨使用者是否处于室外环境，可设定当紫外线强度UV大于一定阈值，则判断使用者处于室外环境，本实施例中紫外线传感器的电路如图如图6所示，核心芯片为VEML6070；姿态传感器用于采集使用者读写姿态信息，以判断使用者的坐姿是否正确，本实用新型中，姿态传感器可以采用六轴陀螺仪、九轴陀螺仪、加速度传感器等，本实施例的姿态传感器选用六轴陀螺仪，其电路如图如图5所示，核心芯片为MPU6050，不仅可以采集当前设备所处重力方向的夹角a1'、a2'、a3'，还可以当使用者处于室外环境时进行计步。[0036]单片机用于设定标准姿态，并结合信息采集模块采集的信息与标准姿态进行比对，判断使用者是否处于适宜的读写状态；当超出设定值时向提醒模块发出工作指令，本实施例中，单片机的电路图如图9所示，核心芯片为nRF51822。单片机用于存取所采集的数据，判断其读写环境以及户内外活动时间，读写姿势以及睡眠状态即接收环境光照强度I、环境光照紫外线强度UV以及当前设备所处重力方向的夹角；判断是否处于适宜读写的光照强
度500lx～750lx；判断是否紫外线强度UV大于一定阈值thre；判断是否处于适宜读写姿态，并统计静坐时间以及出现姿态偏差的角度和起止时间。
[0037]提醒模块用于在出现不健康读写姿态时发出提醒，主要包括声音模块、振动模块和指示灯。声音模块，用于接收单片机指令并在使用者处于不健康读写状态时进行语音播报或发生蜂鸣声，提醒使用者修正坐姿，本实施例中，声音模块采用语音模块，语音模块的电路图如图7所示，核心芯片为WTN1；振动模块则是在使用者处于不健康读写状态时进行振
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