一种夜间智能预警手机外壳的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种在黑暗中使用手机的智能预警设备，尤其涉及一种夜间智能预警手机外壳。
【背景技术】
[0002]2015年1月21日，工业和信息化部公布中国手机用户已达12.86亿户，其中，习惯睡前玩手机的用户占很大比例，尤以学生族居多。据有关调查显示，睡前玩手机的学生高达99.08%，且玩手机时间大多维持在30~60分钟。学生在黑暗中玩手机而导致眼睛受损去就诊的案例频频发生，老师和家长都迫切希望能出现解决这个问题的方法。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供了一种夜间智能预警手机外壳，包括环境光度检测、单片机数据比较与执行、语音提醒的功能，具有实用、经济和操作方便的特点。
[0004]本实用新型是这样来实现的:一种夜间智能预警手机外壳，包括信号采集电路模块、单片机信号处理电路模块和语音提醒电路模块；信号采集电路模块包括环境光传感器、传感器信号处理单元，环境光传感器包括夜间环境监测传感器、手机屏幕监测传感器，单片机信号处理电路模块由MCU控制系统组成，语音提醒电路模块包括语音模块、信号处理单元和扬声器；其特征在于:夜间环境监测传感器和手机屏幕监测传感器分别连接传感器信号处理单元，传感器信号处理单元连接MCU控制系统，MCU控制系统连接语音模块，语音模块连接信号处理单元，信号处理单元连接扬声器。
[0005]本实用新型所述环境光传感器安置在手机外壳的正面边缘部分以及背面的上下两个部分，与外界直接接触，能够准确的测量周围环境光的亮度，并通过传感器将物理量转化为电信号向外传输，从而能识别使用手机的人所在的周围环境，达到预防的效果。
[0006]本实用新型所述环境光传感器采用的是D1B4传感器，由一个光敏二级管和一个红外光敏二极管组成，能用于检测周围环境光亮度及屏幕光亮度。
[0007]本实用新型所述单片机信号处理电路模块是由arduino nano V3.0 ATMEGA328P及外围电路组成，该系统接收信号采集电路的触发信号进行数据比较，控制语音报警模块以及开关总电路的工作。
[0008]本实用新型所述语音提醒电路模块采用的是WTV020_SD模块，该模块以WTV020SD-20S语音芯片为主控核心，具有MP3控制模式，可使用二线串口控制，可外挂1GB的SD卡存储器，自带放大电路，只需自接外设喇叭，通过串口通信可达到智能语音提醒的目的。
[0009]本实用新型所述信号处理部分对电信号进行提取和整形，获得电信号，进而对获取的电信号调制放大并处理；周围环境光亮度超过设定使用允许亮度时，信号经接收处理，启动单片机信号处理模块，进行数据比较；周围环境光亮度超过设定使用允许亮度时，数据比较完成，启动语音提醒模块，语音芯片输出之前预录的铃声，向外提出相应的警告，声音逐渐增大，及时提醒在黑暗环境中的手机用户，在适宜环境下使用手机，保护眼睛，预防后续伤害。
[0010]本装置的优点:本装置能够在手机用户在黑暗环境中使用手机的情况下，通过环境光传感器的检测，来开启最高级的语音提醒电路，智能提醒用户停止在黑暗中使用手机，应当关闭或者到光亮的环境中使用。该装置制作简单，成本相对较低，能够进行广泛的应用，大大降低了黑暗中高强的手机屏幕光对眼睛伤害的概率，具有很大的市场需求。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型夜间智能预警手机外壳的系统原理框图。
[0012]在图中，1为信号采集电路模块，2、单片机信号处理电路模块，3、语音提醒电路模块，4、夜间环境监测传感器，5、手机屏幕监测传感器，6、传感器信号处理单元，7、MCU控制系统，8、语音模块，9、信号处理单元，10、扬声器。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，本实用新型是这样来实现的，一种夜间智能预警手机外壳，包括信号采集电路模块1、单片机信号处理电路模块2和语音提醒电路模块3 ;信号采集电路模块1包括夜间环境监测传感器4、手机屏幕监测传感器5和传感器信号处理单元6，单片机信号处理电路模块2由MCU控制系统7组成，语音提醒电路模块3包括语音模块8、信号处理单元9和扬声器10 ;其特征在于:夜间环境监测传感器5和手机屏幕监测传感器5分别连接传感器信号处理单元6，传感器信号处理单元6连接MCU控制系统7，MCU控制系统7连接语音模块8，语音模块8连接信号处理单元9，信号处理单元9连接扬声器10。
[0014]使用时，首先是屏幕光传器感知手机屏幕是否开启，经过信号的放大、整形、滤波，再由信号处理部分将信号进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号传输给单片机，单片机再进行数据处理及比对决定是否开机下一级周围环境光传感器，当环境光传感器开启时，采集的信号也进行如屏幕光传感器一样的信号处理并开启下一级电路。如果所有条件满足，最高级电路开启，语音提醒模块工作，开始播报之前已预录好的语音，智能提醒黑暗中使用手机的使用者停止或转移的亮度适合的环境下使用手机，达到预防眼睛受到伤害或者过度使用手机损害健康的目的。
[0015](1)周围环境光检测模块:
[0016]环境光传感器米用的是D1B4传感器，由一个光敏二级管和一个红外光敏二极管组成，能用于检测周围环境光亮度及屏幕光亮度。该模块采用环境光亮度检测方式，光敏二极管是反向相接的，无光照时，有很小的饱和反向漏电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时，饱和反向漏电流大大增加，形成光电流，随入射光强度的变化而变化。使用简单的电路测量电流的变化，转换为与当时环境亮度相对应的输出信号，其性能很好的满足了装置的要求。
[0017](2)信号处理模块即传感器信号处理单元:
[0018]传感器的输出信号处理由处理芯片、外围电阻、电容等电子元件组成。对传感器产生的微弱信号进行多级放大、滤波、整形，从而获得一个电平信号。
[0019]环境光信号处理模块是由光强转换芯片TSL2561、2个积分式A/D转换器及电阻、电容、三极管组成。TSL2561芯片及其外围电路采用贴片样式，由原理图制成PCB板，具有功耗低、外围电路少、空间占有量少等特点，广泛的应用于各类电路中。该模块主要用于对环境光感器处理电路所得到的信号进行信号转换。
[0020](3)单片机信号处理电路模块:
[0021]单片机模块是由arduino nano V3.0 ATMEGA328P及外围电路组成，该系统接收信号采集电路的触发信号进行数据比较，控制语音报警模块以及开关总电路的工作。以节能降低功耗为前提，多个环境光传感器和语音提醒模块不会一直工作，多个环境光传感器会逐级检测，单片机进行数据比较，并触发开关开启或关闭下一个环境光传感器，直到触发开关开启最高级的语音提醒电路。单片机电路是整个系统的核心，数据比较及处理数据是该电路的关键，arduino nano V3.0 ATMEGA328P具有结构简单，处理能力强，反应灵敏，容错率强，成本低廉，应用广泛，能够很好的满足该部分对信号的处理。
[0022]( 4 )语音提醒电路模块:
[0023]语音提醒电路采用的是WTV020_SD模块，该模块以WTV020SD-20S语音芯片为主控核心，具有MP3控制模式，可使用二线串口控制，可外挂1GB的SD卡存储器，自带放大电路，只需自接外设喇叭，通过串口通信可达到智能语音提醒的目的。使用者可在网上自选语音提醒的铃声，歌曲或故事，下载到SD卡上，再把SD卡插入卡槽即可。当外部环境黑暗，单边机开启最高级的语音提醒电路，语音电路开始播放出使用者自选的歌曲，使用者能很快的辨别，并停止或到更光亮的地方使用手机。该模块采用的是集成电路，运行简单，占有空间少，功耗低，可自选歌曲，非常人性化，且价格非常低廉。
【主权项】
1.一种夜间智能预警手机外壳，包括信号采集电路模块、单片机信号处理电路模块和语音提醒电路模块；信号采集电路模块包括环境光传感器、传感器信号处理单元，环境光传感器包括夜间环境监测传感器、手机屏幕监测传感器，单片机信号处理电路模块由MCU控制系统组成，语音提醒电路模块包括语音模块、信号处理单元和扬声器；其特征在于:夜间环境监测传感器和手机屏幕监测传感器分别连接传感器信号处理单元，传感器信号处理单元连接MCU控制系统，MCU控制系统连接语音模块，语音模块连接信号处理单元，信号处理单元连接扬声器。2.根据权利要求1所述的一种夜间智能预警手机外壳，其特征在于:所述环境光传感器放置在手机外壳的正面边缘部分以及背面的上下两个部分，与外界直接接触。3.根据权利要求1所述的一种夜间智能预警手机外壳，其特征在于:所述环境光传感器采用的是D1B4传感器，由一个光敏二级管和一个红外光敏二极管组成。4.根据权利要求1所述的一种夜间智能预警手机外壳，其特征在于:所述单片机信号处理电路模块是由arduino nano V3.0 ATMEGA328P及外围电路组成。5.根据权利要求1所述的一种夜间智能预警手机外壳，其特征在于:所述语音提醒电路模块采用的是WTV020_SD模块，该模块以WTV020SD-20S语音芯片为主控核心，具有MP3控制模式，可使用二线串口控制，可外挂1GB的SD卡存储器，自带放大电路，自接外设喇叭。
【专利摘要】本实用新型公开了一种夜间智能预警手机外壳，其结构特点是：夜间环境监测传感器和手机屏幕监测传感器分别连接传感器信号处理单元，传感器信号处理单元连接MCU控制系统，MCU控制系统连接语音模块，语音模块连接信号处理单元，信号处理单元连接扬声器。该装置能够有效地检测周围环境光的亮度，当亮度低于某一设定使用允许值则启动单片机信号处理模块，进行数据比较，最终根据数据结果启动语音提醒模块，进行语音报警，让在夜间过度用手机的用户及时停止，以达到保护眼睛和预防损害身体的目的。
【IPC分类】G08B21/24
【公开号】CN205158595
【申请号】CN201520842064
【发明人】刘俊潮, 刘敏, 方倡廉, 张周不染, 段宏超
【申请人】南昌航空大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月28日