一种视力保护及学习监督系统

1.本实用新型涉及视力保护技术领域，特别涉及一种视力保护及学习监督系统。


背景技术：

2.眼睛是面部五官中最重要的器官，人们都说眼睛是心灵的窗户及心灵的镜子。明亮、清晰、有神的眼睛给人一种充满活力和美感。眼睛的结构如此复杂，因此需要有良好的营养来维持，而且要各种营养素全面，如果饮食调养得不好，而且由于眼周围皮肤特别薄脆，平时如不注意保护，就会导致眼睛无神、近视、眼皮肿泡、眼袋下垂、眼周黑圈、眼角出现皱纹，会给人一种萎靡、苍老、病态的感觉，影响到面部及整体的美观。眼睛是人类心灵的窗户。随着知识经济和互联网时代的到来，人们对外界信息的获取，越来越依靠视觉，可以说人类外界信息的90％是通过视觉通道获取的。而如今学生近视率呈明显上升的趋势，而学生近视绝大多数是由于坐姿不对引发的，错误的坐姿不但影响学生的视力，同时可能影响学生的脊椎及压迫神经，最终影响身体健康。


技术实现要素：

3.为此，需要提供一种视力保护及学习监督系统，解决现有学生坐姿错误容易造成学生近视的问题。
4.为实现上述目的，发明人提供了一种视力保护及学习监督系统，包括中央处理单元、测距传感器、亮度检测传感器、人体红外检测模块及报警器；
5.所述测距传感器连接于中央处理器，用于检测人员距离课桌的距离；
6.所述亮度检测传感器连接于中央处理器，用于检测当前环境的亮度；
7.所述人体红外检测模块连接于中央处理器，用于检测当前课桌前是否由人员；
8.所述报警器连接于中央处理器，用于发出报警信号。
9.进一步优化，还包括温度传感器及显示器；
10.所述温度传感器连接于中央处理器，用于检测当前环境的温度；
11.所述显示器连接于中央处理器，用于显示当前环境的温度。
12.进一步优化，还包括时钟模块及显示器；
13.所述时钟模块连接于中央处理器，用于对当前时间进行计时；
14.所述显示器连接于中央处理器，用于显示当前时间。
15.进一步优化，所述报警器包括蜂鸣器和/或led闪光灯。
16.进一步优化，所述测距传感器为超声波传感器。
17.进一步优化，还包括按键模块，所述按键模块连接于中央处理单元，用于设置学习时间及休息时间。
18.进一步优化，所述中央处理单元为单片机stc90c52ad。
19.区别于现有技术，上述技术方案，通过人体红外检测模块检测当前课桌前是否有使用者，当有使用者时，通过测距传感器进行检测使用者距离课桌的距离，当使用者距离课
桌的距离低于预设距离时，则通过报警器进行提醒使用者，使使用者可以对坐姿进行调整，避免距离课桌过近而对视力造成影响，有效保护视力，通过亮度检测传感器检测当前环境的光线的亮度，当当前环境过亮或者过暗时，则通过报警器进行报警，可以让使用者及时调整当前环境的光线亮度，有效保护使用者的视力。
附图说明
20.图1为具体实施方式所述视力保护及学习监督系统的一种结构示意图；
21.图2为具体实施方式所述中央处理单元的一种电路原理图；
22.图3为具体实施方式所述温度传感器的一种电路原理图；
23.图4为具体实施方式所述显示器的一种电路原理图；
24.图5为具体实施方式所述时钟模块的一种电路原理图；
25.图6为具体实施方式所述测距传感器的一种电路原理图。
26.附图标记说明：
27.110、中央处理单元，120、测距传感器，130、亮度检测传感器，140、人体红外检测模块，151、蜂鸣器，152、led闪光灯，160、温度传感器，170、显示器，180、时钟模块，190、按键模块。
具体实施方式
28.为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
29.请参阅图1-2，本实施例提供了一种视力保护及学习监督系统，包括中央处理单元110、测距传感器120、亮度检测传感器130、人体红外检测模块140及报警器；
30.所述测距传感器120连接于中央处理器，用于检测人员距离课桌的距离；
31.所述亮度检测传感器130连接于中央处理器，用于检测当前环境的亮度；
32.所述人体红外检测模块140连接于中央处理器，用于检测当前课桌前是否由人员；
33.所述报警器连接于中央处理器，用于发出报警信号。
34.通过人体红外检测模块140检测当前课桌前是否有使用者，当有使用者时，通过测距传感器120进行检测使用者距离课桌的距离，当使用者距离课桌的距离低于预设距离时，则通过报警器进行提醒使用者，使使用者可以对坐姿进行调整，避免距离课桌过近而对视力造成影响，有效保护视力，通过亮度检测传感器130检测当前环境的光线的亮度，当当前环境过亮或者过暗时，则通过报警器进行报警，可以让使用者及时调整当前环境的光线亮度，有效保护使用者的视力。通过人体红外检测模块140可以监督使用者是否在课桌前，当使用者未在课桌前时，通过报警器进行报警，提醒使用者回到课桌前。
35.其中，中央处理单元110采用单片机stc90c52ad。stc90c52ad是一种低功耗、高性能cmos的8位微控制器，具有8k在系统可编程flash存储器，使用atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80c51产品指令和引脚完全兼容。片上flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位cpu和在系统可编程flash，使得stc90c52ad为众多嵌入控制应用系统提供高灵活、超高效的解决方案。其中，亮度检测传感器130采用光敏电阻。
36.在本实施例中，还包括led显示灯，led显示灯连接于中央处理器，当通过亮度传感器检测到当前环境的亮度过暗时，则开启led显示灯，有效保护使用者的视力。
37.请参阅图3-4，在本实施例中，还包括温度传感器160及显示器170；
38.所述温度传感器160连接于中央处理器，用于检测当前环境的温度；
39.所述显示器170连接于中央处理器，用于显示当前环境的温度。
40.通过温度传感器160进行检测当前环境的温度，并将检测的温度在显示器170上进行显示，使得使用者可以实时知道当前环境的温度，可以及时作出相应的处理，防止过冷或过热温度对使用者造成不适。温度传感器160的种类很多，根据其输出方式及接口方式的不同，大体可以分为模拟温度传感器160和数字温度传感器160。模拟温度传感器160输出的模拟信号，必须经过专门的接口电路(a/d转换)转换成数字信号后才能由微处理器进行处理。数字温度传感器160直接输出数字信号，一般只需少量外部元器件就可直接送至微处理器进行处理。本实用新型中，温度传感器160采用数字化温度传感器160ds1820，数字化温度传感器160ds1820是世界上第一片支持单总线接口的温度传感器160。单总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。新一代的ds18b20体积更小、更经济、更灵活，而且由于芯片送出的温度信号是数字信号，因此省去了外部a/d转换，简化了硬件电路。显示器170采用带字库的12864液晶。此液晶体积稍大，但是可以进行汉字显示，而且显示面积大，由于自带中文字库，极大的简化了程序，节省了单片机flash资源。lcd12864液晶是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128
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64，内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ascii字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8
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4行16
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16点阵的汉字，也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。rs，rw和e分别与单片机的p1.0，p1.1，p1.2相连。db0～db7对应与p0.0～p0.7相连。leda和vcc接电源，ledk和gnd接地。
41.请参阅图5，在本实施例中，为了给使用者良好的时间观念，还包括时钟模块180及显示器170；
42.所述时钟模块180连接于中央处理器，用于对当前时间进行计时；
43.所述显示器170连接于中央处理器，用于显示当前时间。
44.通过时钟模块180进行对当前时间进行计时，并在显示器170上显示当前时间，可以让使用者知晓当前的时间，帮助使用者建立良好的时间观念。其中，时钟模块180采用串行接口实时时钟芯片ds1302，可对时钟芯片备份电池进行涓流充电。ds1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线：(1)res复位、(2)i/o数据线、(3)sclk(串行时钟)。时钟/ram的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。ds1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mw。该芯片具有体积小、功耗低、接口容易、占用cpu的i/o口少等主要特点。
45.在本实施例中，所述报警器包括蜂鸣器151和/或led闪光灯152。如当使用者离桌子过近、温度过低或者光线过暗等都会触发报警器报警，可以采用不同的报警方式，对不同的情况进行提醒。
46.请参阅图6，在本实施例中，所述测距传感器120为超声波传感器。超声波传感器是利用超声波特性研制而成的传感器，它是通过传送一个超声波(远高于人类听觉范围内)和提供一个对应的爆裂回声返回到传感器所需的时间的输出脉冲来工作。系统的该部分利用超声波传感器进行距离测量，每秒钟测距一次，并对比预设值，在超过预设值时即视其为坐姿错误，系统发出报警以提醒矫正坐姿。
47.在本实施例中，为了帮助家长对学习时间和休息时间进行设置，还包括按键模块190，所述按键模块190连接于中央处理单元110，用于设置学习时间及休息时间。家长可以通过按键模块190进行设置学习时间及休息时间，帮助使用者合理利用时间，在学习时间时，好好学习，而当到了休息时间时，提醒使用者休息，有效保护学生的视力。在其他实施例中，也可以通过遥控的方式进行设置学习时间和休息时间。
48.需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。