一种无线坐姿纠正器制造技术

一种无线坐姿纠正器，由便携式姿态检测装置，上位机（电脑）和下位机（微处理器）纠正模块三部分组成；便携式姿态检测部分的ｉＭＥＭＳ三轴加速度传感器通过ＳＰＩ或者Ｉ２Ｃ总线与微处理器相连，做为姿态检测传感器，与Ｚｉｇｂｅｅ高度集成在一块的微处理器通过Ｚｉｇｂｅｅ无线串口与上位机和下位机通信；上位机纠正模块控制的设备有通过Ｚｉｇｂｅｅ无线串口连接的动感音乐播放、动感灯光以及下位机模块组成；下位机纠正模块控制的设备有通过下位机Ｉ／Ｏ口连接的Ｓｐｅａｋｅｒ、电机驱动以及ＬＣＤ显示模块组成；便携式姿态检测模块检测人体静止和运动的姿态信息，并通过上位机和下位机的控制切换这两种模式，来执行无声或有声的纠正提醒；针对运动时则配合动感的音乐和灯光，使肌体得到舒缓，来减少电脑病对人体的危害。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种无线坐姿纠正器，属于人体姿态纠正的一种设备，具体可对 静止和运动时人体姿态进行纠正，尤其适合长时间使用电脑的一族。
技术介绍
现在正处在一个科技飞速发展的时代，可以说电脑已经完全进入了人们的生活之 中，但随之而来的电脑病则使人们苦不堪言。电脑病又叫视频显示终端综合症，是由于使用 电脑时间过长、电脑位置放置不科学以及电脑房环境不佳引起的。电脑病的症状主要表现 为神经衰弱综合症头晕、头痛、疲劳、失眠或做恶梦、记忆力减退、情绪低落等。其实好多时 候人们都是每天一到办公室，立刻坐到椅子上，然后右手握鼠标，眼睛盯住电脑屏幕，稍不 留神，半上午乃至一整天就悄悄消磨过去了，久而久之，肩膀硬得像块石头，腰背直不起来， 人也跟着没精打采，总是抱怨头晕眼花……而腰酸背疼已经快成全体办公室族的职业病 了。目前，市场上已经有好多这种专门的设备大体分为两种一种是简单的利用声光以及 震动的提醒装置，如专利申请号为200820054630. 7的“红外线坐姿提醒仪”，它主要是利用 测算人与书本距离纠正坐姿，当人身体不动颈部下垂时，无法测量，精度不高；还有专利申 请号为200820210334. 1的“坐姿警示器”，其主要利用水银开关做姿态检测装置，精度也不 是很高；另一种是强制的机械纠正装置，如市面上常见的专门的利用稳定人体骨骼、韧带、 肌肉、内压之间的关系，进行整体调节的背背佳以及专利申请号为200820069898.8的“坐 姿矫正背心”，但是它们在夏天穿着，本身就是个问题，不雅观也不方便；另外还有坐姿纠正 桌椅等，放在办公的电脑附近也不是很方便和雅观。而这些可以说都不太符合电脑一族的 口味，其实他们需要的可能仅是一个时刻而且善意的提醒。在电脑旁短时间的工作时注意 坐姿，在长时间的工作时注意适当休息运动，在运动时协调休息空间的灯光和音乐等资源， 来达到最大放松肌体的目的。
技术实现思路
本技术克服了现有技术单纯依靠提醒和强制机械纠正的不足，提供了一种基 于Zigbee和iMEMS加速度的姿态纠正系统，该系统一方面可以用来防止坐姿的不当，提醒 使用者注意坐姿；另一方面还可以用来做运动的检测和纠正装置，并配以动感的音乐和灯 光，使使用者通过运动的手法对电脑病进行主观纠正，达到减少电脑病危害的目的。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种无线坐姿纠正器，置于颈 部、背部、腰部、腿部以及手部，其特征是由便携式姿态检测装置，上位机(电脑)纠正模块 和下位机(微处理器)纠正模块三部分组成；便携式姿态检测部分的iMEMS三轴运动加速 度传感器通过SPI或者I2C总线与微处理器相连，做为姿态检测传感器，微处理器与Zigbee 高度集成在一块，其中微处理器通过Zigbee无线串口与上位机和下位机通信；上位机纠正 模块控制的设备有通过Zigbee无线串口连接的动感音乐播放模块、动感灯光模块以及下 位机模块组成；下位机纠正模块控制的设备有通过下位机I/O 口连接的Speaker模块、电机 驱动模块以及IXD显示模块组成。由便携式姿态检测模块来检测人体静止和运动时的姿态 信息，并通过上位机和下位机的控制来切换这两种模式，首先静止时对人体在电脑前的不良坐姿进行检测，并利用显示和振动装置以及语音装置对人体加以提醒纠正；其次运动时 对人体的运动姿态进行检测和纠正，并配合动感的音乐和灯光，使肌体得到舒缓，来减少电 脑病对人体的危害。本设计利用ADI开发出的全新iMEMS智能型加速度动作传感器作为人体姿态的检 测传感器，其可同时量测由动作或是震动产生的动态加速度，还可以检测静态加速度(人 体静止坐姿的倾角)，其中测量点位于颈部、背部、腰部、腿部以及手部，放置方式采取直接 粘于各处。首先是静止状态颈部和背部的检测，据有关数据表明人体在正常的情况下，当 脊柱的倾斜度偏离正常生理弯曲大于15度，时间达到40-50秒(就有可能形成不良习惯 姿势)那么这时利用置于颈部和背部的加速度传感器给出的人体倾斜度数据进行提醒纠 正。为了使测量对不同使用者具有针对性，根据GB 10000-88中国成年人人体尺寸中的坐 姿标准可以建立数据库信息，以针对不同的对象设置一门限值，来得到最佳的报警提示；其次运动时，现在公司一般都会为职工提供方便而舒心的健身场所，可以把加速 度传感器粘于腰际，这样当使用者行走时就可以通过检测加速度角度周期的变化，得到行 走的大体频率，已知人体的正常的步距，就可以知道人总的行走的长度，也就可以把这些信 息当场用与下位机(单片机)相连的LCD显示，同时传给上位机，以方便后续的处理和应 用，这就是所说的计步器功能。另外还可以把加速度传感器粘于人体的颈部、背部、腰部、 腿部以及手部，当运动时把运动的数据利用Zigbee发回电脑作统计分析和综合，来给使用 者一小小的运动反馈，相信在下次运动时一定可以对其健身的力度、方式、姿势有更好的改 进。最后充分利用Zigbee网络的无线定位功能和易扩展性，来判断使用者是处于室内还是 室外，在短距离室外使用计步器，在运动室内部，增加可选的室内调节功能，在运动室增加 灯光的调节，随使用者运动的节奏通过上位机调节灯光；随运动的节奏通过上位机在PC上 播放动感的音乐，即动作慢时音乐节奏较舒缓，反之动作快时节奏较明快。以使肌体可以 尽情放松，达到从运动本身减少电脑病的危害。与现有技术相比，本技术的有益效果是1、本技术不仅可以方便的检测纠正坐姿还可以利用运动的手法来减少电脑 病的危害。2、充分利用了带有Zigbee模块的单片综合SOC产品，这类产品将Zigbee和MCU 高度集成在一起，极大地降低了便携式姿态检测装置的体积和功耗，携带方便且有效待机 时间长。3、采用了 iMEMS运动加速度传感器作为检测传感器，与单纯的依靠红外距离或者 水银开关相比，一方面精度高且具有极低的功耗，符合人体长时间携带的需求；另一方面由 于iMEMS器件的价格会越来越便宜，所以具有较高的性价比。4、采用Zigbee，与其他无线传输模块相比，方便扩展和联网并且具有无线的定位 功能，这是以后扩展其他功能以及实现无线传输的的关键所在。5、作为一个坐姿和运动的姿态检测平台，具有足够的接口便于后续二次开发。为了能更进一步了解本技术的特征及
技术实现思路
，以下结合本技术的具体 实施例及附图加以说明。但所举附图及实施例并非对本技术加以限制。附图说明图1是本技术的基本模块组成图。图2是本技术的电路原理框图。图3是本使用新型的工作流程图。图4是本技术的便携式姿态检测模块的检测流程框图。图5是本使用新型的便携式姿态检测模块的佩戴位置图。具体实施方式一种无线坐姿纠正器，置于颈部、背部、腰部、腿部以及手部，由图1所示的便携式 姿态检测装置，上位机(16位MCU C17602单片机)纠正模块和下位机(x86处理器)纠正 模块三部分组成；便携式姿态检测部分的iMEMS三轴运动加速度传感器ADXL346通过SPI 或者I2C总线与微处理器相连，做为姿态检测传感器，微处理器与Zigbee高度集成在一 块，其中微处理器通过Zigbee无线串口与上位机和下位机通信；上位机纠正模块控制的设 备包括通过Zigbee无线串口连接的动感音乐播本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线坐姿纠正器，属于人体姿态纠正的一种，其特征是：置于颈部、背部、腰部、腿部以及手部，由便携式姿态检测装置，由电脑构成的上位机纠正模块和由微处理器ＭＣＵ构成的下位机纠正模块三部分组成；便携式姿态检测部分的ｉＭＥＭＳ三轴运动加速度传感器通过ＳＰＩ或者Ｉ２Ｃ总线与微处理器相连，做人体姿态检测传感器，微处理器与Ｚｉｇｂｅｅ高度集成在一块，其中微处理器通过Ｚｉｇｂｅｅ无线串口与上位机和下位机通信；上位机纠正模块控制的设备有通过Ｚｉｇｂｅｅ无线串口连接的动感音乐播放模块、动感灯光模块以及下位机模块组成；下位机纠正模块控制的设备有通过下位机Ｉ／Ｏ口连接的Ｓｐｅａｋｅｒ模块、电机驱动模块以及ＬＣＤ显示模块组成；通过便携式姿态检测模块来检测人体静止和运动的姿态信息，并通过上位机和下位机的控制来切换这两种状态模式；其中：所述的ｉＭＥＭＳ三轴加速度传感器，用来检测人体静止和运动时的倾斜度和加速度的变化，并以数字信号的方式直接输出；所述的１６位ＭＣＵ与Ｚｉｇｂｅｅ高度集成在一块，这个Ｚｉｇｂｅｅ模组不仅具有无线发射和接受功能，而且具有众多的Ｉ／Ｏ接口，包括ＡＤＣ、ＰＷＭ、ＬＣＤ　ｄｒⅣｅｒ、ＵＲＡＴ以及ＳＰＩ和Ｉ２Ｃ总线，ＰＭＷ可以驱动扬声器和电机，给使用者以提醒；ＬＣＤ　ｄｒⅣｅｒ可以直接驱动ＬＣＤ；而ＳＰＩ和Ｉ２Ｃ总线则用于加速度传感器和ＭＣＵ控制器的连接；所述的Ｚｉｇｂｅｅ模组，一方面通过无线串口连接上位机和下位机模块，另一方面可以通过无线定位让使用者选择采取计步器模式和运行动感音乐和灯光两种运动状态模式；所述的报警提醒装置，根据使用者所处的空间是否独立，分为无声的提醒和有声的提醒两种模式；所述的动感音乐播放模块和动感灯光模块，可以通过Ｚｉｇｂｅｅ接受加速度传递的人体姿态信息，并利用上位机分别播放动感音乐和调节室内动感灯光；所述的语音Ｓｐｅａｋｅｒ模块，一方面可以通过Ｚｉｇｂｅｅ接受动感模块发出的音乐，另一方面可以对人体坐姿进行提醒纠正；所述的电机驱动模块，主要用于对人体进行无声的坐姿纠正，与声光纠正相比具有符合在公共场合不影响其他人的目的。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟宪超，杜雪，李宏，
申请(专利权)人：孟宪超，杜雪，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]