本發(fā)明涉及書寫姿勢矯正裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種書寫姿勢監(jiān)控及提醒系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

書寫姿勢的正確與否，關(guān)系到每個兒童青少年的健康成長。不正確的書寫姿勢是導(dǎo)致兒童青少年近視、斜視、脊椎畸形、頸椎疾病等的主要原因。近年來，我國兒童青少年的近視率正快速上升，其中一個重要原因就是書寫姿勢不正確。

雖然現(xiàn)有市場上也充斥著各式各樣的書寫姿勢矯正器具，如人體工學(xué)桌椅等矯正和輔助坐姿的產(chǎn)品。但事實上，多年來的應(yīng)用效果證明此類產(chǎn)品效果欠佳，尚不能有效幫助養(yǎng)成良好的坐姿習(xí)慣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種書寫姿勢監(jiān)控及提醒系統(tǒng)，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)或產(chǎn)品的某種或某些缺陷。

本發(fā)明按以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種書寫姿勢監(jiān)控及提醒系統(tǒng)，包括設(shè)在座椅坐墊處的坐墊組件，設(shè)在書桌桌墊處上的寫字板組件，后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件以及應(yīng)用程序組件；所述坐墊組件包括第二壓力墊傳感器，該第二壓力墊傳感器的輸出端分別與第二處理單元的輸入端相連，所述第二處理單元的輸出端與坐墊MCU的輸入端相連；所述寫字板組件包括第一壓力墊傳感器，該第一壓力墊傳感器的輸出端分別與第一處理單元的輸入端相連，所述第一處理單元的輸出端與寫字板MCU的輸入端相連；所述坐墊MCU的輸出端通過通信單元模塊與寫字板MCU的輸入端相連，所述寫字板MCU將監(jiān)測的書寫姿勢信息通過其輸出端連接的無線通信單元Ⅰ傳送給用于存儲基準(zhǔn)坐姿檢測信息的后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件；所述后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件的輸出端與對當(dāng)前坐姿信號進行顯示的應(yīng)用程序組件相連。

優(yōu)選的是，所述第二壓力墊傳感器為平鋪在寫字板內(nèi)的柔性陣列式壓力傳感器，實時監(jiān)測兩臂作用于寫字板的壓力值。

優(yōu)選的是，所述第一壓力墊傳感器為平鋪在坐墊內(nèi)的柔性陣列式壓力傳感器，實時監(jiān)測左、右腿股及臀部作用于坐墊的壓力值。

優(yōu)選的是，所述第二壓力墊傳感器為兩組壓阻式傳感器，該兩組壓阻式傳感器以八字形結(jié)構(gòu)布置在寫字板兩側(cè)，其左側(cè)一組壓阻式傳感器用于監(jiān)測靜止的左手臂壓力值，其右側(cè)一組壓阻式傳感器用于監(jiān)測從左到右周期性移動的右臂壓力值。

優(yōu)選的是，所述第一壓力墊傳感器為三組壓阻式傳感器，其上部兩組壓阻式傳感器以倒八字形結(jié)構(gòu)布置在坐墊板的兩側(cè)，左上側(cè)的一組壓阻式傳感器用于監(jiān)測左腿股的壓力值，右上側(cè)一組壓阻式傳感器用于監(jiān)測右腿股的壓力值，剩余一組壓阻式傳感器布置在坐墊板的中下部，用于監(jiān)測臀部壓力值。

優(yōu)選的是，還包括溫濕度傳感器，所述溫濕度傳感器的輸出端與寫字板MCU的輸入端相連，用于將檢測環(huán)境濕度和溫度信息發(fā)送至后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件。

優(yōu)選的是，還包括光線傳感器，所述光線傳感器的輸出端與寫字板MCU的輸入端相連，用于將檢測寫字板組件處的光強信息發(fā)送至后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件。

優(yōu)選的是，所述應(yīng)用程序組件和/或?qū)懽职褰M件內(nèi)設(shè)有報警單元，當(dāng)檢測到的當(dāng)前坐姿信息與基準(zhǔn)坐姿信息的偏差超過設(shè)定閾值時，報警單元能發(fā)出警示提醒信號。

優(yōu)選的是，所述通信單元模塊包括第二通信單元和第一通信單元，所述坐墊MCU的輸入端與第二通信單元的輸入端相連，所述第二通信單元的輸出端與第一通信單元的輸入端相連，所述第一通信單元的輸出端與寫字板MCU的輸入端相連。

優(yōu)選的是，所述第二通信單元和第一通信單元均為無線通信單元Ⅱ。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明能夠基于使用者的臀部及雙臂的壓力分布而判定使用者的坐姿是否標(biāo)準(zhǔn)，其中，基準(zhǔn)臀姿信息能夠通過采集多個樣本在標(biāo)準(zhǔn)坐姿下的臀部壓力分布情況并通過建模得出，基準(zhǔn)臂姿信息能夠通過采集多個樣本在標(biāo)準(zhǔn)坐姿下的雙臂壓力分布情況并通過建模得出。并且，能夠?qū)⑹褂谜叩漠?dāng)前臀部狀態(tài)與雙臂狀態(tài)分別與基準(zhǔn)臀姿信息和基準(zhǔn)臂姿信息實時進行比較以得出當(dāng)前坐姿信息，并發(fā)送給后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件存儲，經(jīng)應(yīng)用程序組件訪問對當(dāng)前坐姿信號顯示，從而較佳的實現(xiàn)了對使用者坐姿的實時無干擾監(jiān)控和提醒。

后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件用于存儲用戶基準(zhǔn)坐姿信息及采集處理后的歷史用戶坐姿信息。從而實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)在線存儲，供應(yīng)用程序組件訪問調(diào)用，建立人體坐姿數(shù)據(jù)庫，很好的提供歷史信息分析功能。

設(shè)置報警單元，從而使得當(dāng)使用者的實時坐姿與標(biāo)準(zhǔn)坐姿超過一定的偏差時，能夠較佳的報警提示使用者。這其中，當(dāng)寫字板MCU判定當(dāng)前坐姿與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)坐姿偏差超過設(shè)定范圍時，即產(chǎn)生用于發(fā)送給報警單元的報警信號，該報警單元能夠在通過應(yīng)用程序組件（移動終端）實現(xiàn)，也能夠通過直接在寫字板組件處直接報警實現(xiàn)。

設(shè)置有光線傳感器，從而能夠較佳的對當(dāng)前的環(huán)境光進行監(jiān)控；設(shè)置有溫度傳感器，從而能夠較佳的對當(dāng)前的環(huán)境溫度進行監(jiān)控；設(shè)置有濕度傳感器，從而能夠較佳的對當(dāng)前的環(huán)境濕度進行監(jiān)控。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種書寫姿勢監(jiān)控及提醒系統(tǒng)的實物示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種書寫姿勢監(jiān)控及提醒系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明的一種書寫姿勢監(jiān)控及提醒系統(tǒng)的寫字板中的壓阻式壓力傳感器布置圖；

圖4為本發(fā)明的一種書寫姿勢監(jiān)控及提醒系統(tǒng)的坐墊中的壓阻式壓力傳感器布置圖。

圖中：1—坐墊組件，2—寫字板組件，3—后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件，4—應(yīng)用程序組件。

具體實施方式

為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，實施例僅僅是對本發(fā)明進行解釋而并非限定。

實施例一：

如圖1、圖2所示，一種書寫姿勢監(jiān)控及提醒系統(tǒng)，包括鋪設(shè)在座椅坐墊處的坐墊組件1，鋪設(shè)在書桌桌墊處的寫字板組件2，用于存儲數(shù)據(jù)的后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件3以及用于裝載于智能移動終端內(nèi)的應(yīng)用程序組件4。

坐墊組件1包括用于檢測使用者臀部的施壓區(qū)域并生成臂姿模擬信號的第二壓力墊傳感器，第二壓力墊傳感器為柔性陣列傳感器，該柔性陣列傳感器用于監(jiān)測靜止的左手臂壓力值以及監(jiān)測從左到右周期性移動的右臂壓力值。通過移動軌跡不符合前述規(guī)律時，表明受試者的寫字動作不規(guī)范，系統(tǒng)將發(fā)出報警信號。

第二壓力墊傳感器的輸出端分別與第二處理單元的輸入端相連，第二處理單元的輸出端與坐墊MCU的輸入端相連；寫字板組件2包括用于感受使用者雙臂的施壓區(qū)域并生成臂姿模擬信號的第一壓力墊傳感器。

第一壓力墊傳感器為柔性陣列傳感器，該柔性陣列傳感器鋪設(shè)在坐墊板內(nèi)，實時監(jiān)測左腿股和右腿股的壓力值以及監(jiān)測臀部壓力值。在標(biāo)準(zhǔn)姿勢下，臀部對座椅的壓力呈左右對稱、前后較均勻的分布。當(dāng)受試者坐姿變化時，臀部對座椅的壓力分布將發(fā)生顯著變化，例如：弓腰或后靠時，上半身重心后移，股骨（即大腿骨）對座墊的壓力變大；身體前傾時，上半身重心前傾，大腿根部對座墊的壓力變大。

第一壓力墊傳感器的輸出端分別與第一處理單元的輸入端相連，第一處理單元的輸出端與寫字板MCU的輸入端相連。

采用柔性陣列傳感器，感知效果好，測試準(zhǔn)確，誤差低等特點，還能夠適應(yīng)不同胖瘦的人，因為柔性陣列傳感是在一定區(qū)域中有很多傳感器相連，能夠檢測到該區(qū)域中任何一處的壓力值。

第一處理單元和第二處理單元均采用ADC轉(zhuǎn)換器。寫字板MCU和坐墊MCU均采用STM32F單片機。

后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件3內(nèi)預(yù)存儲有基準(zhǔn)臀姿信息跟基準(zhǔn)臂姿信息，坐姿MCU將臀姿數(shù)字信號與基準(zhǔn)臀姿信息比較后生成臀姿偏差信號并通過一通信單元發(fā)送給寫字板MCU；寫字板MCU將臂姿數(shù)字信號與基準(zhǔn)臂姿信息比較后生成臂姿偏差信號；寫字板MCU還用于將臂姿偏差信號和接收到的臀姿偏差信號進行綜合處理后生成當(dāng)前坐姿信號，當(dāng)前坐姿信號通過一無線通信單元Ⅰ發(fā)送給后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件3，應(yīng)用程序組件4調(diào)用后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件存儲坐姿信號，應(yīng)用程序組件4至少在智能移動終端3處對當(dāng)前坐姿信號進行顯示，從而較佳的實現(xiàn)了對使用者坐姿的實時無干擾監(jiān)控和提醒，實現(xiàn)書寫姿勢矯正。無線通信單元Ⅰ采用wifi通訊，其采用的wifi模塊的型號為ESP-12F。第二通信單元和第一通信單元均為無線通信單元Ⅱ。無線通信單元Ⅱ采用JDY-08型藍(lán)牙4.0無線通訊模塊。

還包括溫濕度傳感器，溫濕度傳感器采用SHT21型溫濕度傳感器；溫濕度傳感器的輸出端寫字板MCU的輸入端相連，用于將檢測環(huán)境溫濕度信息發(fā)送至后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件3并為應(yīng)用程序訪問，從而能夠較佳的對當(dāng)前的環(huán)境溫濕度進行監(jiān)控。

實施例二：

一種書寫姿勢監(jiān)控及提醒系統(tǒng)，包括設(shè)在座椅坐墊處的坐墊組件1，設(shè)在書桌桌墊處上的寫字板組件2，用于存儲數(shù)據(jù)的后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件3以及用于裝載于智能移動終端內(nèi)的應(yīng)用程序組件4。

坐墊組件1包括用于檢測使用者臀部的施壓區(qū)域并生成臂姿模擬信號的第二壓力墊傳感器，第二壓力墊傳感器為兩組壓阻式傳感器，該兩組壓阻式傳感器以八字形結(jié)構(gòu)布置在寫字板兩側(cè)，其左側(cè)一組壓阻式傳感器用于監(jiān)測靜止的左手臂壓力值，其右側(cè)一組壓阻式傳感器用于監(jiān)測從左到右周期性移動的右臂壓力值。通過移動軌跡不符合前述規(guī)律時，表明受試者的寫字動作不規(guī)范，系統(tǒng)將發(fā)出報警信號，如圖3所示。

寫字板組件2包括用于感受使用者雙臂的施壓區(qū)域并生成臂姿模擬信號的第一壓力墊傳感器。第一壓力墊傳感器為三組壓阻式傳感器，其上部兩組壓阻式傳感器以倒八字形結(jié)構(gòu)布置在坐墊板的兩側(cè)，左上側(cè)的一組壓阻式傳感器用于監(jiān)測左腿股的壓力值，右上側(cè)一組壓阻式傳感器用于監(jiān)測右腿股的壓力值，剩余一組壓阻式傳感器布置在坐墊板的中下部，用于監(jiān)測臀部壓力值。在標(biāo)準(zhǔn)姿勢下，臀部對座椅的壓力呈左右對稱、前后較均勻的分布。當(dāng)受試者坐姿變化時，臀部對座椅的壓力分布將發(fā)生顯著變化，例如：弓腰或后靠時，上半身重心后移，股骨（即大腿骨）對座墊的壓力變大；身體前傾時，上半身重心前傾，大腿根部對座墊的壓力變大，如圖4所示。采用壓阻式傳感器具有制造成本低，性能穩(wěn)定，維修成本低、控制簡單等優(yōu)點。

實施例三：

在實施例一或?qū)嵤├幕A(chǔ)上，還包括光線傳感器，光線傳感器采用OPT3001型環(huán)境光傳感器；光線傳感器的輸出端通過第一處理單元與寫字板MCU的輸入端相連，用于將檢測寫字板組件2處的光強信息發(fā)送至后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件。光線傳感器用于檢測寫字板組件處的光強信息并通過寫字板MCU發(fā)送給后臺數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)組件3并為應(yīng)用程序訪問，從而能夠較佳的對當(dāng)前的環(huán)境光進行監(jiān)控。

實施例四：

在實施例一或?qū)嵤├驅(qū)嵤├幕A(chǔ)上，應(yīng)用程序組件4和/或?qū)懽职褰M件2內(nèi)設(shè)有報警單元，當(dāng)檢測到的當(dāng)前坐姿信息與基準(zhǔn)坐姿信息的偏差超過設(shè)定閾值時，報警單元能發(fā)出警示提醒信號。設(shè)置報警單元，從而使得當(dāng)使用者的實時坐姿與標(biāo)準(zhǔn)坐姿超過一定的偏差時，能夠較佳的報警提示使用者。這其中，當(dāng)寫字板MCU判定當(dāng)前坐姿與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)坐姿偏差超過設(shè)定范圍時，即產(chǎn)生用于發(fā)送給報警單元的報警信號，該報警單元能夠在通過應(yīng)用程序組件4（移動終端）實現(xiàn)，也能夠通過直接在寫字板組件處直接報警實現(xiàn)。

以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。