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        智能可穿戴近視預(yù)防系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

        2018-12-19 11:22:28焦云菲
        中學(xué)科技 2018年12期
        關(guān)鍵詞:使用者姿態(tài)頸椎

        焦云菲

        我周圍的同學(xué)大部分都是近視眼,而且現(xiàn)在各類電子設(shè)備使得“低頭族”越來越多,更是讓青少年的視力健康問題雪上加霜。我的項目就是想要改善這種狀況。

        根據(jù)資料和觀察周圍人的用眼習(xí)慣,我經(jīng)分析認(rèn)為,導(dǎo)致青少年近視最主要的原因是長期低頭看書或者電子屏幕,用眼姿勢不正確,所以我想設(shè)計一種具有預(yù)防近視和提醒功能的智能可穿戴近視預(yù)防系統(tǒng)。

        這一系統(tǒng)由智能可穿戴項鏈和手機應(yīng)用程序組成。項鏈佩戴于使用者頸部,位于使用者頸椎后方的部分是微機電系統(tǒng)(MEMS)加速度傳感器模塊;吊墜則包含計算單元和藍(lán)牙模塊(圖1)。

        人頸椎的活動可以引起MEMS加速度傳感器中小質(zhì)量體的位置移動,小質(zhì)量體移動的加速度和傳感器中電容變化量相對應(yīng),由此可以測得外力引起的加速度大小,從而得到人頸椎位置的變化。

        數(shù)據(jù)傳輸模塊將頸椎部位姿態(tài)信息通過藍(lán)牙傳輸給手機。預(yù)裝應(yīng)用程序的手機處理該信息,實現(xiàn)姿態(tài)解算,通過模式識別判斷使用者的姿態(tài)是否會損傷視力,再通過響鈴、振動、語音等方式提醒使用者。含電池的吊墜有一定重量,這有利于保持重心穩(wěn)定,便于佩戴。

        在完成了智能可穿戴近視預(yù)防系統(tǒng)的設(shè)計和制作后,我還進(jìn)行了多人次、多姿態(tài)的數(shù)據(jù)采集實驗,并分析了數(shù)據(jù)。這些結(jié)果為這一系統(tǒng)的嵌入式軟件設(shè)計和操作模式設(shè)定提供了重要參考。

        指導(dǎo)教師 錢利群 邱云周

        專家說:這個作品不僅完成了硬件設(shè)計,還完成了手機App的設(shè)計,十分完善。我尤其喜歡作者的“吊墜”設(shè)計,吊墜模塊對頸后模塊采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再決定是否提醒使用者注意身體姿態(tài),比較嚴(yán)謹(jǐn)?,F(xiàn)在的設(shè)計有效但可能不夠“美”,如果將外觀設(shè)計得更時尚,是否更加適合推廣?

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