一种用眼数据的收集和分析的管理方法和装置与流程

本发明涉及数据采集技术领域，特别是一种用眼数据的收集和分析的管理方法和装置。

背景技术：

当前，现有技术中存在着多种监控个人用眼情况并给予护眼反馈的方法和系统。

现有技术中，例如，公布号为cn104905761a的中国发明专利申请公开了一种个人用眼监控系统。其中，该监控系统由可佩带设备采集物理和环境信息，云端服务器对可佩带设备采集的信息进行分类。

然而，该方案中云端服务器直接接收可佩带设备采集的物理和环境信息，易与用户终端上传的数据形成干扰。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种用眼数据的收集和分析的管理方法和装置。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一方面，提供一种用眼数据的收集和分析的管理装置，包括：

设置在护眼镜上的传感器和mcu主控芯片，mcu主控芯片用于对传感器采集的数据进行分析，并周期性地生成数据记录并储存，以及将数据记录同步到用户终端，其中数据记录包括该周期内获取的所有护眼镜佩戴信息和护眼镜佩戴状态信息；

用户终端，用于将护眼镜同步的数据记录传输到后台服务器，以及接收并显示由后台服务器返回的处理结果；

后台服务器，用于对数据记录进行分析处理，将处理结果返回到用户终端。

在一种实施方式中，传感器包括姿态传感器和遮挡传感器，

姿态传感器用于实时采集护眼镜所处的角度信息，其中角度信息包括护眼镜在三维空间的三轴加速度，三轴角度和三轴角速度；

mcu主控芯片进一步根据姿态传感器采集的角度信息计算用户的抬头角度，低头角度和左右偏头角度；以及根据遮挡传感器的开关状态信息判断护眼镜的佩戴状态；

护眼镜佩戴信息包括佩戴用户的抬头角度、低头角度和左右偏头角度。

在一种实施方式中，后台服务器进一步包括：对用户终端传输的护眼镜佩戴信息进行大数据运算处理和分析，根据护眼镜在佩戴状态下产生的抬头角度、低头角度和左右偏角数据，分析用户的低头和偏头情况，并生成周报和月报传输到用户终端。

在一种实施方式中，装置还包括报警装置，报警装置与mcu主控芯片连接，用于当mcu主控芯片计算得到用户的抬头角度、低头角度或左右偏头角度在各自的设定阈值区间内时发出报警提醒。

在一种实施方式中，mcu主控芯片进一步包括：当检测到护眼镜处于非佩戴状态时，控制护眼镜处于低功耗模式。

在一种实施方式中，mcu主控芯片设置有ble蓝牙模块，通过ble蓝牙向用户终端传输数据。

另一方面，提供一种用眼数据的收集和分析的管理方法，包括：

设置在护眼镜上的mcu主控芯片接收位于护眼镜上的传感器采集的数据；

mcu主控芯片对护眼镜上传感器采集的数据进行分析，获取护眼镜佩戴信息；

mcu主控芯片将护眼镜佩戴信息同步至用户终端，以由用户终端将护眼镜佩戴信息传输到后台服务器，进而由后台服务器对用户终端传输的护眼镜佩戴信息进行分析处理，将得到的处理结果返回到用户终端。

在一种实施方式中，该方法还包括：mcu主控芯片实时采集护眼镜所处的角度信息，其中角度信息包括护眼镜在三维空间的三轴加速度，三轴角度和三轴角速度；

mcu主控芯片根据姿态传感器采集的角度信息计算用户的抬头角度，低头角度和左右偏头角度；以及根据遮挡传感器的开关状态检测并记录护眼镜是否处于佩戴状态；

其中护眼镜佩戴信息包括佩戴用户的抬头角度、低头角度和左右偏头角度以及护眼镜的佩戴状态信息。

在一种实施方式中，该方法还包括：mcu主控芯片周期性地生成数据记录并储存，以及将数据记录同步到用户终端，其中该数据记录包括周期内的所有护眼镜佩戴信息。

本发明的有益效果为：

1)通过设置在护眼镜上的传感器采集相关的数据，并通过mcu主控芯片对采集的数据进行分析，获取护眼镜佩戴信息，并且将一段时间内的护眼镜佩戴信息进行汇总生成数据记录，先储存到mcu主控芯片中，然后再将储存的数据记录同步到用户终端，能够减轻数据传输的压力，提高护眼镜数据采集传输的稳定性。

2)由用户终端将其自身产生的数据及由护眼镜获取的数据记录统一将传输到后台服务器进行统一处理，能够避免现有技术中由护眼镜直接上传到服务器的数据与由用户终端导入服务器的数据容易形成干扰的情况。

3)通过设置的姿态传感器获取护眼镜所处的角度信息，再有mcu主控芯片根据获取的角度信息分析护眼镜佩戴用户的抬头角度、低头角度和左右偏头角度，能够更精确地获取用户的用眼姿态，提高了后续对用户用眼姿态数据的进一步处理的准确性。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明一种用眼数据的收集和分析的管理装置的框架结构图；

图2为本发明一种用眼数据的收集和分析的管理装置中传感器的框架结构图；

图3为本发明一种用眼数据的收集和分析的管理方法的流程图。

附图标记：

传感器1、mcu主控芯片2、报警装置3、用户终端4、后台服务器5、姿态传感器11、遮挡传感器12、光照传感器13、距离传感器14

具体实施方式

结合以下应用场景对本发明作进一步描述。

参见图1，其示出一种用眼数据的收集和分析的管理装置，包括：

设置在护眼镜上的传感器1和mcu主控芯片2，mcu主控芯片2用于对传感器1采集的数据进行分析，并周期性地生成数据记录并储存，以及将数据记录同步到用户终端，其中数据记录包括该周期内获取的所有护眼镜佩戴信息和护眼镜佩戴状态信息；

用户终端4，用于将护眼镜同步的数据记录传输到后台服务器5，以及接收并显示由后台服务器5返回的处理结果；

后台服务器5，用于对数据记录进行分析处理，将处理结果返回到用户终端4。

通过设置在护眼镜上的传感器采集相关的数据，并通过mcu主控芯片对采集的数据进行分析，获取护眼镜佩戴信息，并且将一段时间内的护眼镜佩戴信息进行汇总生成数据记录，先储存到mcu主控芯片中，然后再将储存的数据记录同步到用户终端，能够减轻数据传输的压力，提高护眼镜数据采集传输的稳定性。

由用户终端将其自身产生的数据及由护眼镜获取的数据记录统一将传输到后台服务器进行统一处理，能够避免现有技术中由护眼镜直接上传到服务器的数据与由用户终端导入服务器的数据容易形成干扰的情况。

在一种实施方式中，传感器1包括姿态传感器11，

姿态传感器11用于实时采集护眼镜所处的角度信息，其中角度信息包括护眼镜在三维空间的三轴加速度，三轴角度和三轴角速度；

mcu主控芯片2进一步根据姿态传感器11采集的角度信息计算用户的抬头角度，低头角度和左右偏头角度。

护眼镜佩戴信息包括佩戴用户的抬头角度、低头角度和左右偏头角度。

在一种场景中，所采用的姿态传感器11为六轴惯性传感器。

通过设置的姿态传感器获取护眼镜所处的角度信息，再有mcu主控芯片根据获取的角度信息分析护眼镜佩戴用户的抬头角度、低头角度和左右偏头角度，能够更精确地获取用户的用眼姿态，提高了后续对用户用眼姿态数据的进一步处理的准确性。

在一种实施方式中，mcu主控芯片内置flash储存器，该flash储存器每隔一段时间存储一条数据记录。

在一种场景中，该flash储存器每1-5分钟存储一条数据记录。

作为优选的实施方式，该flash储存器每隔3分钟存储一条数据记录。

在一种实施方式中，mcu主控芯片2还进一步包括：判断护眼镜佩戴信息是否超出对应设定的阈值范围，当护眼镜佩戴信息超出对应设定的阈值范围时，判断为不良用眼姿态。

当mcu主控芯片2发现不良用眼姿态时，控制报警装置3发出报警提醒。

在一种场景中，当检测到用户的低头角度处于15度至65度的范围时，mcu主控芯片2出发报警装置3发出报警提醒。

当用户在阅读时的低头角度过大时，容易对眼睛、脊椎等产生不良影响，因此，mcu主控芯片通过检测姿态传感器获取的角度信息，计算并检测用户的低头角度，当用户低头角度不符合要求时标记不良用眼姿态；

类似地，mcu主控芯片也对用户的左右偏头角度进行计算和检测。

在一种实施方式中，参见图2，传感器1包括遮挡传感器12，

遮挡传感器12将其开关状态信息发送到mcu主控芯片2；

mcu主控芯片2还用于根据遮挡传感器12的开关状态信息判断护眼镜的佩戴状态。

在一种场景中，护眼镜佩戴状态信息包括护眼镜是否被佩戴的标记信息，当遮挡传感器12显示为被遮挡状态，则标记护眼镜的佩戴状态信息为佩戴状态。

在一种实施方式中，mcu主控芯片2进一步包括：当检测到护眼镜处于非佩戴状态时，控制护眼镜处于低功耗模式。

通过在护眼镜上设置遮挡传感器，以遮挡传感器的开关状态区分护眼镜是否处于佩戴状态，如果处于非佩戴状态，mcu主控芯片则仅控制遮挡传感器处于非常低的功耗模式进行工作，降低了装置的功耗，增加了装置的续航能力；进一步地，mcu主控芯片进一步对姿态传感器采集的数据进行判断是否处于静止状态，如果处于静止状态超过设定的时间，则装置进入休眠模式，进一步降低装置的功耗。

在一种实施方式中，mcu主控芯片2还用于根据姿态传感器11采集的角度信息计算护眼镜的佩戴信息以及用户佩戴护眼镜时的运动步数。

当护眼镜处于佩戴状态时，通过角度传感器采集的角度信息，计算用户的运动步数，能够进一步分析出用户的习惯和运动情况。

在一种实施方式中，传感器1还包括光照传感器13，光照传感器13用于检测环境光线强度，将监测的环境光线强度数据传输到mcu主控芯片2；

在一种实施方式中，传感器1还包括紫外线传感器，紫外线传感器用于检测环境紫外线强度，将检测的环境紫外线强度数据传输到mcu主控芯片2；

其中，数据记录还包括所述环境光线强度信息和/或环境紫外线强度信息。

在一种实施方式中，mcu主控芯片2将接收的环境光照强度信息和环境紫外线强度信息发送到用户终端4，并由用户终端4将环境光照强度信息和环境紫外线强度信息传输到后台服务器5，由后台服务器5对该环境光照强度信息和环境紫外线强度信息以及护眼镜佩戴信息和佩戴状态信息进行分析，生成周报和月报传输到用户终端4。

由于户外活动信息、户外光照信息对用眼健康有着密不可分的关系，因此，通过在护眼镜上设置光照传感器，采集用户在户外的运动情况，能够有助于进一步分析出用户的习惯。

在一种实施方式中，传感器1还包括距离传感器14，距离传感器14用于检测护眼镜与物体之间的距离，将获取的距离信息发送到mcu主控芯片2；

mcu主控芯片2还用于将距离传感器14检测的护眼镜与物体之间的距离与设定的阈值比较，检测是否近距离用眼；

当mcu主控芯片2检测到近距离用眼时，控制报警装置3发出报警提醒。

通过设置在护眼镜上的距离传感器检测护眼镜佩戴用户眼睛到物体之间的距离(可通过测量传感器到物体之间的距离后加上适当的距离数值获得)，当mcu主控芯片检测到用户近距离用眼时，mcu主控芯片触发报警。能够对用户的近距离用眼进行提醒。

在一种实施方式中，装置还包括的报警装置3，报警装置3与mcu主控芯片2连接，用于当mcu主控芯片2计算得到用户的抬头角度、低头角度或左右偏头角度在对应设定的阈值区间内时发出报警提醒。

在一种实施方式中，报警装置3设置在护眼镜上。

在一种实施方式中，报警装置3包括设置于护眼镜上的led灯和/或震动马达；

mcu主控芯片2，控制报警装置3发出报警提醒，进一步包括：

控制led灯在设定的时间段内周期性闪烁；和/或

控制震动马达在设定的时间段内周期性震动。

在一种实施方式中，mcu主控芯片2还用于接收用户终端4发送的提醒方式指令，并根据该提醒方式指令控制led灯和/或震动马达发出报警提醒。

用户可以通过用户终端对报警装置的报警模式进行调节，可选择led+马达、仅led、仅马达或不提醒的报警提醒方式。

在一种实施方式中，mcu主控芯片2设置有ble蓝牙模块，通过ble蓝牙向用户终端4传输数据。

在一种实施方式中，数据记录包括环境光照强度信息、佩戴状态信息，运动步数、护眼镜的佩戴信息和是否近距离用眼信息中的一项或多项。

在一种实施方式中，用户终端4还包括：基于数据记录计算用眼健康评分以及生成用眼行为报告，并将用眼行为报告同步到后台服务器5。

在该用眼行为报告同步到后台服务器5后，由专业人士对后台服务器5中的用眼行为报告进行整合建模、对比分析、个性化指导干预、可视化精准随访、近视发生发展风险预测等，并将处理的结果反馈到与用眼行为报告相应的用户终端4中。

在一种实施方式中，用户终端4还包括：

数据传输模块，用于接收由mcu主控芯片2发送的数据记录，其中数据记录包括环境光照强度信息、佩戴状态信息，运动步数、护眼镜佩戴信息、近距离用眼信息和不良用眼姿态信息中的一项或多项；

数据处理模块，用于对护眼镜发送的用眼行为数据进行分析处理，计算用眼健康评分及生成用眼行为报告；数据处理模块包括：

户外时间统计单元，用于根据接收的环境光照信息检测用眼环境是否为室外，并统计用户在室外的时长；

光照摄入统计单元，用于根据接收的环境光照信息统计用户光照摄入量；

用眼时长统计单元，用于根据接收的护眼镜的佩戴状态信息统计用户的用眼时长；

近距离用眼统计单元，用于根据接收的近距离用眼信息，统计近距离用眼时长；

运动步数统计单元，用于统计接收的运动步数；

不良用眼统计单元，用于统计接收的不良用眼姿态次数；

报告生成单元，用于根据用户在室外的时长、光照摄入量、用眼负荷信息、近距离视觉负荷信息、运动步数和不良用眼姿态次数计算用眼健康评分并生成用眼行为报告。

在一种实施方式中，用户终端4上设置有与mcu主控芯片2及后台服务器5进行数据交互的app或小程序，通过app或小程序中的显示界面，对后台处理后的数据或用眼行为报告进行显示。

在一种实施方式中，用户终端4还包括：数据传输模块，用于接收由mcu主控芯片2发送的数据记录，其中数据记录进一步包括：用于接收由护眼镜发送的用眼行为数据，其中用眼行为数据包括环境光照强度信息、佩戴状态信息，运动步数、护眼镜佩戴信息、近距离用眼信息和不良用眼姿态信息中的一项或多项；

mcu主控芯片将上述获取的信息进行储存，并定期同步到用户终端，以便用户终端根据上述数据记录生成用眼行为报告。

在一种实施方式中，后台服务器5进一步包括：对用户终端4传输的护眼镜佩戴信息进行大数据运算处理和分析，根据护眼镜在佩戴状态下产生的抬头角度、低头角度和左右偏角数据，分析用户的低头和偏头情况，并生成周报和月报传输到用户终端4。

参见图3，其示出一种用眼数据的收集和分析的管理方法，包括：

s302：设置在护眼镜上的mcu主控芯片接收位于护眼镜上的传感器采集的数据；

s304：mcu主控芯片对护眼镜上传感器采集的数据进行分析，并周期性地生成数据记录并储存，其中数据记录包括该周期内获取的所有护眼镜佩戴信息和护眼镜佩戴状态信息；

s306：mcu主控芯片将数据记录同步到用户终端，以由用户终端将数据记录传输到后台服务器，进而由后台服务器对用户终端传输的护眼镜佩戴信息进行分析处理，将得到的处理结果返回到用户终端。

在一种实施方式中，传感器包括姿态传感器和遮挡传感器；

该方法还包括：mcu主控芯片进一步根据姿态传感器采集的角度信息计算用户的抬头角度，低头角度和左右偏头角度，其中角度信息包括护眼镜在三维空间的三轴加速度，三轴角度和三轴角速度；以及根据遮挡传感器的开关状态信息判断护眼镜的佩戴状态；

护眼镜佩戴信息包括佩戴用户的抬头角度、低头角度和左右偏头角度。

上述方法中对应步骤的实现过程还包括上述mcu主控芯片中各个模块的功能和作用的实现过程，在此不再赘述。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。