本發(fā)明涉及一種坐姿矯正智能坐墊，具體涉及一種基于薄膜壓力傳感器、光纖傳感器和藍(lán)牙的坐姿矯正智能坐墊。

背景技術(shù)：

在科技不斷發(fā)展的今天，信息時(shí)代已經(jīng)來臨，計(jì)算機(jī)成為現(xiàn)代生活必備的工作、生活和娛樂等的基本工具，人們?cè)絹碓蕉嗟氖褂弥悄茉O(shè)備。電腦辦公的普及，這使得現(xiàn)在白領(lǐng)階層，工作時(shí)間都是以坐姿為主，對(duì)于許多人而言，不正當(dāng)?shù)淖藭?huì)對(duì)身體造成很多不利的影響，可能容易引起坐骨神經(jīng)痛、背痛、脊椎側(cè)彎、近視、肥胖，駝背，脊椎病等健康問題。

針對(duì)上述問題，需要設(shè)計(jì)一種坐姿矯正智能坐墊，通過采集用戶的坐姿信息，然后分析用戶的坐姿，與標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)對(duì)比后提醒用戶不正當(dāng)?shù)淖艘哉{(diào)整用戶坐下時(shí)的姿勢(shì)，避免用戶因坐姿不正確而造成某類疾病的可能。

作為采集信息的介質(zhì)，本發(fā)明屬意于采用壓力傳感器，壓力傳感器是使用最為廣泛的一種傳感器。傳統(tǒng)的壓力傳感器以機(jī)械結(jié)構(gòu)型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量重，不能提供電學(xué)輸出。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體壓力傳感器也應(yīng)運(yùn)而生。其特點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、準(zhǔn)確度高、溫度特性好。特別是隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體傳感器向著微型化發(fā)展，而且其功耗小、可靠性高，其中薄膜壓力傳感器就屬于其中一種。除了傳統(tǒng)壓力傳感器和半導(dǎo)體壓力傳感器外還有靜電容壓力傳感器。

光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光信號(hào)經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)(如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏振態(tài)等)發(fā)生變化，成為被調(diào)制的信號(hào)源，在經(jīng)過光纖送入光探測(cè)器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測(cè)參數(shù)。光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)是與傳統(tǒng)的各類傳感器相比，光纖傳感器用光作為敏感信息的載體，用光纖作為傳遞敏感信息的媒質(zhì)，具有光纖及光學(xué)測(cè)量的特點(diǎn)，有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。電絕緣性能好，抗電磁干擾能力強(qiáng)，非侵入性，高靈敏度，容易實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)信號(hào)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控，耐腐蝕，防爆，光路有可撓曲性，便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)接。本發(fā)明屬意采用光纖傳感器采集用戶的較為靈敏的生理信息。

作為信息傳輸?shù)慕橘|(zhì)，本發(fā)明屬意于采用藍(lán)牙無線通信技術(shù)。藍(lán)牙是一種無線通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，目前由藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)管理。藍(lán)牙基于設(shè)備低成本的收發(fā)器芯片，傳輸距離近、低功耗，許多需要短距離通信傳輸?shù)脑O(shè)備都會(huì)使用藍(lán)牙技術(shù)，例如手機(jī)，健康手環(huán)，鍵鼠等，說明藍(lán)牙技術(shù)在短距離傳輸中具有很大的性能和價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

因此，綜合上述具有優(yōu)異性能的壓力傳感器、光纖傳感器和藍(lán)牙技術(shù)，本發(fā)明基于此提供一種坐姿矯正智能坐墊，以達(dá)到檢測(cè)用戶坐姿并起到提醒的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種坐姿矯正智能坐墊，通過將壓力傳感器和藍(lán)牙技術(shù)結(jié)合使用運(yùn)用在坐墊中，從而有效的改進(jìn)用戶的坐姿。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種坐姿矯正智能坐墊，包括坐墊本體、薄膜壓力傳感器、光纖傳感器、嵌入式芯片處理單元和通信終端；

所述薄膜壓力傳感器置于坐墊本體內(nèi)部，采集用戶壓力數(shù)據(jù)；

所述光纖傳感器置于坐墊本體內(nèi)部，采集用戶生理數(shù)據(jù)；

所述嵌入式芯片處理單元置于坐墊本體內(nèi)部，分別與薄膜壓力傳感器和光纖傳感器連接，接收用戶壓力數(shù)據(jù)和用戶生理數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析并反饋給通信終端。

作為優(yōu)選的，所述薄膜壓力傳感器分別設(shè)置在坐墊本體內(nèi)與用戶臀部、腿部對(duì)應(yīng)的位置處。

作為優(yōu)選的，所述嵌入式芯片處理單元設(shè)置在坐墊本體內(nèi)與用戶股溝對(duì)應(yīng)的位置處。

作為優(yōu)選的，所述智能坐墊還包括供電單元，供電單元置于坐墊本體內(nèi)部，與嵌入式芯片處理單元連接并對(duì)其供電。

作為優(yōu)選的，所述供電單元由多個(gè)聚合物鋰電子電池串聯(lián)構(gòu)成。

作為優(yōu)選的，所述智能坐墊還包括計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器置于坐墊本體內(nèi)部；所述計(jì)時(shí)器與所述嵌入式芯片處理單元連接，所述計(jì)時(shí)器采集用戶坐在坐墊上的時(shí)間并將時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸至嵌入式芯片處理單元。

作為優(yōu)選的，所述智能坐墊還包括藍(lán)牙通信單元，藍(lán)牙通信單元置于坐墊本體內(nèi)部；所述嵌入式芯片處理單元將用戶壓力數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果通過藍(lán)牙通信單元傳輸至通信終端。

作為優(yōu)選的，所述通信終端為手機(jī)客戶端。

作為優(yōu)選的，所述智能坐墊還包括報(bào)警單元，報(bào)警單元置于坐墊本體內(nèi)部；所述嵌入式芯片處理單元將用戶壓力數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)分析處理后的結(jié)果通過藍(lán)牙通信單元傳輸至報(bào)警單元，并驅(qū)動(dòng)報(bào)警單元工作。

作為優(yōu)選的，所述報(bào)警單元包括振動(dòng)報(bào)警器，振動(dòng)報(bào)警器均勻分布在坐墊本體的內(nèi)部。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種坐姿矯正智能坐墊將具有高精度、超靈敏優(yōu)點(diǎn)的薄膜壓力傳感器和光纖傳感器結(jié)合，采集用戶的坐姿壓力數(shù)據(jù)和心率呼吸數(shù)據(jù)，并通過藍(lán)牙上傳至手機(jī)，使用軟件分析用戶的坐姿對(duì)用戶提出坐立姿勢(shì)不正確和坐下時(shí)間較長(zhǎng)的警告，能有效的改進(jìn)用戶的坐姿和提醒用戶坐下時(shí)間較長(zhǎng)，保護(hù)用戶在坐下時(shí)，避免因不正確的坐姿和久坐引起的意外傷害和疾病，對(duì)用戶的健康具有積極作用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種坐姿矯正智能坐墊的各個(gè)組成部分分布的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種坐姿矯正智能坐墊的各個(gè)組成部分的連接示意圖。

附圖中涉及的附圖標(biāo)記和組成部分說明：

1、坐墊本體；2、薄膜壓力傳感器；3、光纖傳感器；4、嵌入式芯片處理單元；5、供電單元；6、藍(lán)牙通信單元；7、報(bào)警單元。

具體實(shí)施方式

在科技不斷發(fā)展的今天，信息時(shí)代已經(jīng)來臨，計(jì)算機(jī)成為現(xiàn)代生活必備的工作、生活和娛樂等的基本工具，人們?cè)絹碓蕉嗟氖褂弥悄茉O(shè)備。電腦辦公的普及，這使得現(xiàn)在白領(lǐng)階層，工作時(shí)間都是以坐姿為主，對(duì)于許多人而言，不正當(dāng)?shù)淖藭?huì)對(duì)身體造成很多不利的影響，可能容易引起坐骨神經(jīng)痛、背痛、脊椎側(cè)彎、近視、肥胖，駝背，脊椎病等健康問題。

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種坐姿矯正智能坐墊，通過采集用戶的坐姿信息，然后分析用戶的坐姿，與標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)對(duì)比后提醒用戶不正當(dāng)?shù)淖艘哉{(diào)整用戶坐下時(shí)的姿勢(shì)，避免用戶因坐姿不正確而造成某類疾病的可能。

下面將通過具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1～圖2所示，一種坐姿矯正智能坐墊，包括坐墊本體1、薄膜壓力傳感器2、光纖傳感器3、嵌入式芯片處理單元4和通信終端。

薄膜壓力傳感器2置于坐墊本體1內(nèi)部，分別設(shè)置在坐墊本體1內(nèi)與用戶臀部、腿部對(duì)應(yīng)的位置處，采集用戶壓力數(shù)據(jù)。即將兩個(gè)薄膜壓力傳感器2嵌入坐墊本體1中心臀部坐到的兩個(gè)位置，再將一個(gè)薄膜壓力傳感器2嵌入坐墊本體1中腿部涉及到的位置，再與坐墊本體1中心處(股溝的正下面處)的嵌入式芯片處理單元4相連接，完成實(shí)時(shí)采樣壓力信號(hào)的任務(wù)。

該薄膜壓力傳感器2為應(yīng)變式電阻作為感應(yīng)元件，輸出電阻值作為壓力信號(hào)。此薄膜壓力傳感器有以下優(yōu)點(diǎn)：

高精度：通過高精度的壓敏傳感器，精確測(cè)量0.0001m²的壓力值；

超靈敏：在0.1m²的區(qū)域內(nèi)分布6000個(gè)壓力傳感器，以300Hz采樣頻率監(jiān)測(cè)每個(gè)點(diǎn)的受力情況，被測(cè)物體重量可從0.5kg至10000kg；

易擴(kuò)展：可連接嵌入式MCU系統(tǒng)，配合其他模塊完成各種任務(wù)。

光纖傳感器3置于坐墊本體1內(nèi)部，檢測(cè)用戶的心律和呼吸，采集用戶的生理數(shù)據(jù)。久坐會(huì)對(duì)人的心律和呼吸造成很大的影響，光纖傳感器3將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至嵌入式芯片處理單元4處理分析后上傳至手機(jī)客戶端的應(yīng)用中，通過編寫算法建立一個(gè)基準(zhǔn)線，當(dāng)用戶的心律和呼吸水平超過基準(zhǔn)線時(shí)，智能坐墊將通過手機(jī)APP提醒用戶。

嵌入式芯片處理單元4置于坐墊本體1內(nèi)與用戶股溝對(duì)應(yīng)的位置處，分別與薄膜壓力傳感器2和光纖傳感器3連接，接收用戶壓力數(shù)據(jù)和用戶生理數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析并反饋給通信終端。供電單元5置于坐墊本體1內(nèi)部，與嵌入式芯片處理單元4連接并對(duì)其供電。供電單元5由多個(gè)聚合物鋰電子電池串聯(lián)構(gòu)成。

智能坐墊還包括計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器置于坐墊本體內(nèi)部。計(jì)時(shí)器與嵌入式芯片處理單元連接，計(jì)時(shí)器采集用戶坐在坐墊上的時(shí)間并將時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸至嵌入式芯片處理單元。

智能坐墊還包括藍(lán)牙通信單元6，藍(lán)牙通信單元6置于坐墊本體1內(nèi)部。嵌入式芯片處理單元4將用戶壓力數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果通過藍(lán)牙通信單元6傳輸至通信終端，在本發(fā)明中通信終端為手機(jī)客戶端。

智能坐墊還包括報(bào)警單元7，報(bào)警單元7置于坐墊本體1內(nèi)部。嵌入式芯片處理單元4將用戶壓力數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)分析處理后的結(jié)果通過藍(lán)牙通信單元6傳輸至報(bào)警單元7，并驅(qū)動(dòng)報(bào)警單元7工作。報(bào)警單元7包括振動(dòng)報(bào)警器，振動(dòng)報(bào)警器均勻分布在坐墊本體1的內(nèi)部。

當(dāng)用戶坐到智能坐墊上，智能坐墊內(nèi)部的薄膜壓力傳感器2采集用戶腿部、臀部與智能坐墊之間的壓力分布情況，光纖傳感器3采集用戶的生理數(shù)據(jù)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。嵌入式芯片處理單元4接收薄膜壓力傳感器2、光纖傳感器3和計(jì)時(shí)器傳輸?shù)膲毫?shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)，通過用戶對(duì)智能坐墊的壓力分布情況、用戶的心率和呼吸情況，并且用戶久坐時(shí)間分析處理得出結(jié)果。通過藍(lán)牙通信單元6將結(jié)果傳送至手機(jī)客戶端和振動(dòng)報(bào)警器，手機(jī)客戶端上的APP會(huì)提醒用戶久坐時(shí)間過長(zhǎng)，需站立休息，同時(shí)配合振動(dòng)報(bào)警器振動(dòng)。當(dāng)用戶離開坐墊后，振動(dòng)報(bào)警器停止振動(dòng)，當(dāng)再次坐上坐墊后，薄膜壓力傳感器2、光纖傳感器3和計(jì)時(shí)器重新開始工作，采集信息。進(jìn)一步的，手機(jī)客戶端上的APP可將智能坐墊采集的數(shù)據(jù)結(jié)果讀出并上傳保存至云空間中，作為用戶個(gè)人的健康中心數(shù)據(jù)。

本智能坐墊將薄膜壓力傳感器，光纖傳感器和嵌入式芯片處理單元安裝進(jìn)坐墊中，并通過藍(lán)牙通信技術(shù)與手機(jī)客戶端完成通信和信息交互功能，采集到的用戶坐姿數(shù)據(jù)可通過軟件分析，判斷用戶的坐姿是否合適，判斷用戶是否久坐，能有效的改進(jìn)用戶的坐姿和提醒用戶坐下時(shí)間較長(zhǎng)，并適時(shí)提出警告，保護(hù)用戶在坐下時(shí)，避免因不正確的坐姿和久坐引起的意外傷害和疾病，對(duì)用戶的健康具有積極作用。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。