防近视提醒器的制造方法_2

文档序号:8652508阅读:来源:国知局
br>[0019]所述超声波发射头JZT和超声波接收头JZR的中心频率为40ΚΗζ,技术成熟,容易实现。
[0020]所述超声波发射头(JZT)和超声波接收头(JZR)的直径不超过10_,以缩小体积。
[0021]本实用新型采用使单片机ICl周期性地进入掉电模式/停机模式的方式以节约电會K。
[0022]本实用新型采用测量发射超声波与接收超声波回波之间的时间差的超声波测距原理,容易实施,测量用户眼睛至观察物之间的距离是否低于设定的限值,该限值设定为24cm?29cm,符合实际使用情况。
[0023]所述单片机ICl的基本工作过程为:首先启动单片机ICl的低压检测功能,当电源电压Vdd低于3V时,所述单片机ICl立即进入掉电模式/停机模式,当电源电压Vdd在3V?3.18V时,所述的单片机ICl立即控制语音电路由压电蜂鸣器YS发出“电量太低,请充电,系统将要关机”的语音提示音3次,然后单片机ICl进入掉电模式/停机模式,只有在下次开机时的电源电压Vdd高于3.18V时单片机ICl才离开掉电模式/停机模式,而进入正常的工作模式。
[0024]在正常的工作模式期间,单片机ICl周期性工作于掉电模式/停机模式和超声波测距模式两种模式;单片机ICI的超声波测距模式包括两个检测过程,即环境噪音强度的检测过程和用户眼睛至观察物之间距离的检测过程,其中环境噪音强度的检测过程先于用户眼睛至观察物之间距离的检测过程执行。
[0025]在单片机ICl进入超声波测距模式时,首先不发射超声波,而是延时1ms左右的时间,以检测其引脚I是否有环境噪音脉冲输入,若有,则单片机ICi控制语音电路由压电蜂鸣器YS发出“太吵了”的语音提示音,直到检测不到其引脚I存在环境噪音脉冲信号为止。
[0026]若检测不到单片机ICl的引脚I存在环境噪音脉冲信号,则单片机ICl通过引脚15输出若干个40KHz的电脉冲信号,由超声波发射头JZT发射超声波,由超声波接收头JZR接收该超声波的回波信号,并将相应的电信号输入放大检测电路,最后输入到单片机IC1,采用现有的测量发射超声波与接收超声回波之间的时间差的超声波测距原理检测用户的眼睛至观察物之间的距离是否低于限值,若低于限值,则单片机ICl控制语音电路由压电蜂鸣器YS发出“距离太近了,请挺直腰杆,抬起头”的语音提示音,并继续每隔几秒时间检测一次该距离,直到用户的眼睛至观察物之间的距离高于限值为止。
[0027]若用户的眼睛至观察物之间的距离高于限值,则单片机ICl退出超声波测距模式而进入掉电模式/停机模式,经过一定的时间后单片机ICi自动唤醒而开始新一轮的超声波测距模式。
[0028]在正常的工作模式期间,单片机ICl无论处于掉电模式/停机模式还是超声波测距模式,如果因用户的头部左右倾斜过大或姿势不端正而使双向滚珠开关SK的开关(K1、K2)中的任何一个接通,则单片机ICl控制语音电路由压电蜂鸣器YS发出“请摆正姿势”的语音提示音,直到用户摆正姿势而使双向滚珠开关SK的开关(K1、K2)都断开为止,使用户养成使用正确的读写姿势的好习惯,也有利于超声波测距功能的正常发挥。
[0029]当用户摆正姿势而使双向滚珠开关SK的开关(Κ1、Κ2)都断开后,单片机ICl进入超声波测距模式。
[0030]在压电蜂鸣器YS发出语音提示音的过程中,单片机ICl忽略其引脚I是否有脉冲输入,以消除压电蜂鸣器YS发出语音提示音的过程中对放大检测电路的干扰。
[0031]在单片机ICl因双向滚珠开关SK的开关(Kl、Κ2)中的任何一个接通而进入中断程序时,在该中断程序的开始位置暂时关闭该中断,在压电蜂鸣器YS发完语音提示音后再打开该中断,以消除双向滚珠开关SK的不稳定导通所带来的影响。
[0032]本实用新型所述的防近视提醒器所具有的有益效果为:本实用新型能够实现电源电压检测、电池充电、环境噪音强度的检测、用户眼睛至观察物之间距离的检测、头部与水平面之间的左右倾斜角度的检测和语音提示,功能多样易懂,贴合用户实际的防近视需要;取消了单片机的外部时钟和超声波发射头的驱动电路,采用一套电路实现环境噪音检测和超声波回波检测两种功能,大幅度简化了电路结构;合理设置双向滚珠开关,适时优化了用户头部左右倾斜姿势的约束;使用头戴支架把本实用新型安装在头部的左侧或右侧,能够切实检测用户的用眼情况,使用方便;优选贴片或微型电子元器件,整套装置小巧质轻,不会给用户带来不适感;选择可充电锂电池作为电源,并采用多项节能技术,使本实用新型的功耗很低,延长了电池使用时间,满足用户的使用需要。
[0033]本实用新型所述的防近视提醒器相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步,能够满足用户预防近视的需要,易于推广使用。
【附图说明】
[0034]图1所示为本实用新型的原理方框图;
[0035]图2所示为本实用新型的电源电路原理图;
[0036]图3所示为本实用新型除电源电路外的电路原理图;
[0037]图4所示为本实用新型安装在头部的示意图;
[0038]其中:IC1、单片机IC2、集成运放IC3、语音芯片IC4、锂电池充电管理芯片Rl?R15、电阻Cl?C10、电容FU、速断熔断器JZR、超声波接收头JZT、超声波发射头JZD、40KHz晶振SK、双向滚珠开关K、单刀双掷开关V、三极管VD1、二极管VD2、VD3、发光二极管YS、压电蜂鸣器Bat、可充电锂电池Vdd、电源电路的输出电源端或电源电压5V、外接的5V电源适配器正极端;
[0039]还有,IC2-A、IC2-B和IC2-C是集成运放IC2内的3个运放,双向滚珠开关SK内部包括两个对应左右倾斜动作的开关(Kl、K2),所述双向滚珠开关SK选择微型式的,超声波发射头JZT和超声波接收头JZR的中心频率为40KHz,单片机ICl的型号为STC15W201S,封装为SOP16,集成运放IC2为通用集成运放LM324,封装为S0P14,语音芯片IC3的型号为SC8035,封装为SOP8,锂电池充电管理芯片IC4的型号为TP4056,封装为SOP8。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的详细说明。
[0041]如附图1所示,本实用新型所述的防近视提醒器包括电源电路、单片机电路、超声波发射头JZT、超声波接收头JZR、双向滚珠开关SK、放大检测电路、语音电路和压电蜂鸣器YS以及必要的外壳和头戴支架,它们安装在一块PCB板上,该PCB板安装在外壳内,其中的电源电路或电源电路中的可充电锂电池(Bat)也可不设置在该PCB板上,而是单独设置在其它位置的外壳内,用头戴支架把本实用新型安装在用户的用户头部的左侧或右侧,且位于耳朵的前面靠近眼睛的位置,超声波发射头JZT、超声波接收头JZR和两只眼睛为一条直线布置,这样能够切实检测用户的用眼情况,并且使用方便,如附图4所示。
[0042]超声波发射头JZT受单片机ICl的控制发射超声波;超声波接收头JZR接收超声波发射头JZT发射的超声波回波信号和环境噪音信号,放大检测电路的输入端接收来自超声波接收头JZR的输出信号,把该信号放大、带通滤波并最终转化为脉冲信号输出到单片机ICl ;设置双向滚珠开关(SK)用于检测头部的左右倾斜角度;语音电路驱动压电蜂鸣器(YS)发出提示语音;单片机(ICl)作为整个装置的控制核心,它根据输入的检测信号控制语音电路由压电蜂鸣器(YS)发出各种提示语音,让用户纠正姿势,防止近视。
[0043]为了缩小本实用新型的体积,降低成本,便于本发明的实施,本实用新型优选贴片或微型电子元器件。
[0044]电源电路是整个装置的能量来源,如附图2所示,所述的电源电路包括锂电池充电电路、可充电锂电池Bat、单刀双掷开关K和速断熔断器FU,所述锂电池充电电路包括一片锂电池充电管理芯片IC4,此锂电池充电管理芯片IC4的型号为TP4056,封装为SOP8,其引脚I和引脚3接地,引脚2与地之间接电阻R13,引脚4、引脚8、
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