智能阅读书架的制作方法

本发明属于文具领域，具体涉及一种用于在阅读时放置书本的阅读架，尤其是一种具有智能提醒功能的阅读架。

背景技术：

进入幼年和小学教育阶段的孩子，有大量时光被读书和写字占据。为了让孩子们养成良好的读写身姿习惯，学校的第一节语文课就会教小朋友们读写要做到“三个一”，即：读写时，眼睛离书面一尺；握笔指尖离纸面一寸；写字坐立时胸口里桌子边缘一拳。孩子的一拳，约6-7厘米。如果孩子们坚持按此要求做，的确可以养成好习惯，让读写不会影响孩子的视力、骨骼等的正常发育。

为了规范孩子在读书写字时能够保持正确的身体姿势和用眼距离，许多专门的读写辅助器具应运而生，台式的阅读书架就是其中一种，如图1所示。它包括底座1、靠板2、压页件4、角度调节支架3等几部分。现有的这种阅读书架仅具有单纯的架设固定书本的功能，若使用者并没有达到标准的读写身姿时，无法对其进行提醒矫正，从而难以使使用者养成良好的读写习惯。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够提醒使用者，从而使其保持正确读写身姿的智能阅读书架。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种智能阅读书架，包括用于承载并固定书本的本体，所述本体上设置有用于检测自身与使用者脸部之间的距离并基于检测结果进行相应提醒的智能装置。

优选的，所述智能装置包括：

收发模块，所述收发模块用于发射和接收用于检测距离的检测信号；

单片机，所述单片机用于控制所述收发模块、基于所述检测信号计算所述本体与所述使用者脸部之间的距离、根据计算出的距离与预设的标准值的比较结果生成对应输出信号；

提醒模块，所述提醒模块用于根据所述输出信号进行相应提醒；

电源模块，所述电源模块用于为所述收发模块、所述单片机、所述提醒模块供电。

优选的，所述收发模块包括输入端与所述单片机相连接的超声波收发电路、控制端与所述超声波收发电路相连接的超声波发射传感器、控制端与所述超声波收发电路相连接且输出端与所述超声波收发电路相连接的超声波接收传感器、连接于所述超声波收发电路的输出端与所述单片机之间的放大与整形电路。

优选的，所述超声波发射传感器和所述超声波接收传感器为一体式或分体式。

优选的，所述提醒模块包括语音提醒子模块、显示提醒子模块中的一种或两种的组合。

优选的，所述语音提醒子模块包括与所述单片机相连接的语音驱动芯片、与所述语音驱动芯片相连接的扬声器/耳机。

优选的，所述显示提醒子模块包括与所述单片机相连接的多个不同颜色的led。

优选的，所述电源模块包括电池组。

优选的，述单片机连接有用于存储所计算出的距离的距离寄存器。

优选的，所述本体包括底座，所述智能装置设置于所述底座上。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够根据其与使用者脸部之间的距离进行相应提醒，从而能够使使用者保持正确的读写身姿。

附图说明

附图1为现有的读写书架的侧视示意图。

附图2为本发明的智能读写书架的示意图。

附图3为本发明的智能读写书架的俯视示意图。

附图4为本发明的智能读写书架中智能装置的原理图。

附图5为本发明的智能读写书架中智能装置的主程序流程图。

附图6为本发明的智能读写书架中智能装置的中断子程序流程图。

以上附图中：1、底座；2、靠板；3、角度调节支架；4、压页件；5、智能装置；6、超声波发射传感器；7、超声波接收传感器；8、提醒模块。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：如附图2和附图3所示，一种智能阅读书架，包括用于承载并固定书本的本体，本体包括底座1、与底座1相连接的靠板2、设置于靠板2后方的角度调节支架3、设置于底座1上的一对压页件4。其还包括设置于本体的底座1上的智能装置5，该智能装置5用于检测自身与使用者脸部之间的距离，并基于检测结果进行相应提醒。在底座1的中部设置用于放置智能装置5的机壳，其朝向使用者的一侧形成相对底座1的底面约60°的斜面。

如附图1所示，使用者正以一正确的身姿读写，其脸部位于c处。桌面前方有一阅读书架，阅读书架的靠板2位置为a，底座1位置为b，桌面d的位置可放写字本。在使用者的读写身姿正确的情况下，距离ac、dc和bc基本所差无几，因而只需检测bc就可知道ac和dc的情形，判断它们是否合适。因此，智能装置5设置在读写书架的底座1b点上。通过该智能装置5，可以实时测量b点到使用者脸部c点的距离，并将所测得的距离和预设标准值（这里取0.3m）相比，只有实测的距离不小于标准值（0.3m），智能装置5就会表示赞赏，否则会提醒视觉距离太近，需调整。

具体如附图4所示，智能装置5包括收发模块、单片机、提醒模块8和电源模块。

收发模块用于发射和接收用于检测距离的检测信号，本实施例中采用超声波信号，即收发模块是用于发射和接收超声波信号的。采用超声波（即频率大于20khz的声波），是因为它不受环境影响，对人体也无负面影响。收发模块包括输入端与单片机相连接的超声波收发电路、控制端与超声波收发电路相连接的超声波发射传感器6、控制端与超声波收发电路相连接且输出端与超声波收发电路相连接的超声波接收传感器7、连接于超声波收发电路的输出端与单片机之间的放大与整形电路。其中，超声波发射传感器6和超声波接收传感器7为一体式或分体式的，它设置在机壳的斜面上，从而朝向使用者。

单片机用于控制收发模块、基于检测信号计算本体与使用者脸部之间的距离、根据计算出的距离与预设的标准值的比较结果生成对应输出信号。单片机连接有用于存储所计算出的距离的距离寄存器。

提醒模块8用于根据单片机的输出信号进行相应提醒，它可以设置在机壳的上表面上。提醒模块8包括语音提醒子模块、显示提醒子模块中的一种或两种的组合。本实施例中设置了两种。其中语音提醒子模块包括与单片机相连接的语音驱动芯片、与语音驱动芯片相连接的扬声器/耳机。显示提醒子模块包括与单片机相连接的多个不同颜色，如红色和绿色的led。

电源模块采用电池组，用于为收发模块、单片机、提醒模块8供电。在电源模块和单片机之间连接有开关，该开关可以设置在机壳的上表面上。

上述智能阅读书架的工作流程如下：使用者读写活动开始，按键加电，智能装置5即上电复位，进入工作状态。单片机编程产生一串40khz的矩形脉冲电压，它的周期为25µs，加到超声波收发电路，经放大后驱动超声波发射传感器6发射出超声波，同时单片机t计时器开始计时（实际上就是累计矩形脉冲数n）。发射出的超声波碰到使用者的面部后形成反射波，部分反射波返回作用于超声波接收传感器7，经其声/电转换，变成微弱的电信号，该微弱的电信号经放大、整形产生负跳变电压，向单片机int1脚发出中断申请。单片机收到中断申请的信号后，立即响应中断，执行外部中断服务程序，t计时器停止计时，得到超声波发送和返回的时间差t（t=25µs×n），从而单片机计算出超声波发射点距离使用者的距离d，即：d=(340×t)/2。340m/s是常温下超声波在空气中的传播速度。当距离d值小于预先设定的0.3米时，单片机会调用语音芯片相应内容，通过扬声器或耳机向孩子作提醒，led红灯亮；而当距离d值等于和大于预先设定的0.3米时，单片机也会调用语音芯片相应内容，通过扬声器向孩子作表示，led绿灯亮。这里利用耳机做提醒，除了使用者本人能够听见，不会影响到别人和周边环境。

附图5即为单片机的主程序流程图，系统执行它将做驱动电路进行超声波的反射，关闭中断int1，做程序适当延时，避免前期回波余振影响，控制计时器t何时开始计数，再开中断int1，随时应付接收到回波时的中断处理。对中断程序处理的结果，主要是在距离寄存器里的d值，用来和设定判据比较，做出相应的提醒决断。

附图6是中断子程序流程图，系统电路一旦接收到超声波的回波，即触发单片cpu的int1进入这个子程序。执行它从计时器t中读出脉冲数n，换算出时间t，再算出距离d值，存入设定的距离寄存器，然后返回主程序中断点。

上述阅读书架是一款具有读写视觉距离智能提醒功能的产品，它将会让孩子们在读写过程中，更有效地控制好眼睛到书本的距离，提醒孩子尽量保持正确的身姿，形成良好的习惯。它的实现，将有良好的社会和经济效益。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。