本實用新型涉及光電技術領域，具體的涉及一種防近視用光電提醒器。

背景技術：

我國近視發(fā)病率居世界前兩位，人數居世界之首，其中近視是由于環(huán)境因素不良造成的，而環(huán)境因素是可以通過改善用眼環(huán)境和注意養(yǎng)成良好的用眼習慣來加強對近視的預防，面對升學壓力，我國青少年不得不長時間伏案作業(yè)，而且在當今的信息化時代，電腦也是青少年汲取知識和休閑娛樂一個必不可少的途徑。青少年在面對書本、作業(yè)本、電腦屏幕、平板屏幕時，往往由于太過專心而無法持久保持合理的用眼距離，造成長時間近距離用眼，極易造成視覺疲勞，引發(fā)近視眼病。而青少年的自控能力往往較差，在不合理用眼狀態(tài)時，一般都需要有家長或者老師提醒，但家長和老師不可能一直陪在身邊，因此如果有一個能夠自動提醒我們用眼距離過近，發(fā)出近視警報的裝置，可以促使我們養(yǎng)成端正坐姿的習慣，嚴格保持良好的用眼距離，起到預防近視的作用。目前市場上的老式防近視產品存在防近視支架的方便性比較差、帶耳朵內的感應器有礙聽覺等諸多問題，佩戴在頸部的防近視器需要保持苛刻的姿勢條件，而現有的防近視筆存在握筆姿勢的不同而影響使用效果，且只能適應在操作人員在寫作的環(huán)境下，實用性能單一，使用效果差，不利于長期使用。

針對上述問題，專利號為ZL201310361902.3的發(fā)明專利公開了一種基于紅外測距傳感器的防近視提醒器，該發(fā)明通過固定裝置將內置有紅外測距傳感器的本體固定，通過調節(jié)裝置調節(jié)本體與使用者之間存在的角度和距離，通過連接部對紅外測距傳感器供電，當紅外測距傳感器檢測到本體與使用者之間的距離小于規(guī)定的距離時，報警裝置發(fā)出報警信號來提醒使用者，以此避免了因距離過短對眼睛產生的影響。

上述發(fā)明仍存在不足之處：結構固定且較為復雜；監(jiān)測準確度不夠高，性能不夠穩(wěn)定；且工作過程中，紅外光一直照射在使用者頭部，而紅外光對人體有熱效應、非熱效應和積累效應的危害。

技術實現要素：

1.要解決的技術問題

本實用新型要解決的技術問題在于提供一種檢測精度高，性能穩(wěn)定，可進行二次開發(fā)的防近視用光電提醒器。

2.技術方案

為解決上述問題，本實用新型采取如下技術方案：

一種防近視用光電提醒器，其特征在于：包括依次電性連接的發(fā)射模塊、接收電路及控制報警模塊，其中，所述發(fā)射模塊包括多諧振蕩電路和發(fā)射電路，發(fā)射電路包括多組并聯的紅外發(fā)射器，多諧振蕩電路與發(fā)射電路電性連接，驅動紅外發(fā)射器按所需發(fā)出一定的紅外光；所述接收電路包括多組串聯的紅外接收二極管，紅外接收二極管與紅外發(fā)射器一一對應水平設置；所述控制報警模塊包括復位電路、時鐘振蕩電路、主控制器及聲光報警電路，復位電路、時鐘振蕩電路均與主控制器的輸入端連接，主控制器的輸出端與聲光報警電路連接，所述聲光報警電路包括揚聲器和指示燈，所述聲光報警電路(7) 還包括延時程序。

優(yōu)選地，所述多諧振蕩電路主要由555定時器構成，所述主控制器為單片機。

優(yōu)選地，所述多諧振蕩電路的工作頻率為38kHz，所述主控制器為MCS-51單片機。

優(yōu)選地，所述555定時器通過濾波放大電路與紅外發(fā)射器連接，所述紅外接收二極管通過濾波放大整流電路與單片機的接收引腳相連。

優(yōu)選地，所述揚聲器為蜂鳴器，所述指示燈為LED顯示燈。

優(yōu)選地，所述LED顯示燈包括兩種不同顏色的LED顯示燈。

優(yōu)選地，所述防近視用光電提醒器安放在讀者左右兩端。

3.有益效果

(1)本實用新型利用了紅外線的隱蔽性、靈敏度較高的特點。裝置安放在讀者左右兩端，紅外接收二極管與紅外發(fā)射器一一對應水平設置，紅外光束位于使用者頭部與桌面之間，在使用者坐姿正確時不會接觸紅外光，裝置工作過程中人體極短時間接觸紅外光，有利于維持人體健康；左端為發(fā)射電路，右端為接收電路，也可以在兩端同時安裝發(fā)射與接收電路，安裝高度根據用戶的年齡和喜好可調。

(2)本實用新型利用多點信號檢測可以保證裝置的工作精度和準確性。裝置設有多個監(jiān)測點，每個監(jiān)測點都采用多光束監(jiān)測，正常工作時各個測量點的光線正常發(fā)射與接收，聲光報警電路點亮一種 LED顯示正常檢測；當使用者的坐姿不正確時，多個測光點中至少有一個會檢測不到光照，這樣接收電路將會輸出一個信號給主控制器，為了提高裝置的準確性，當多組監(jiān)測點有兩組或兩組以上給出信號時，聲光報警電路才進入工作狀態(tài)：另一種LED將會點亮并且蜂鳴器會發(fā)出類似于警笛的報警聲。報警系統(tǒng)設置了兩套系統(tǒng)，可以根據用戶要求來安裝。

本實用新型檢測精度高，性能穩(wěn)定；結構靈活，可進行二次開發(fā)以滿足個性化的需求。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統(tǒng)結構框圖；

圖2為本實用新型應用時的紅外發(fā)射接收示意圖；

圖3為實施例中多諧振蕩電路的電路圖；

圖4為實施例中發(fā)射電路的電路圖；

圖5為實施例中接收電路的電路圖；

圖6為控制報警模塊的程序流程圖；

圖7為控制報警模塊的仿真圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。

實施例

如圖1及圖2，一種防近視用光電提醒器，其特征在于：包括依次電性連接的發(fā)射模塊、接收電路3及控制報警模塊，其中，所述發(fā)射模塊包括多諧振蕩電路1和發(fā)射電路2，發(fā)射電路2包括三組并聯的紅外發(fā)射器，多諧振蕩電路1與發(fā)射電路2電性連接，驅動紅外發(fā)射器按所需發(fā)出一定的紅外光；所述接收電路3包括三組串聯的紅外接收二極管，紅外接收二極管與紅外發(fā)射器一一對應水平設置；所述控制報警模塊包括復位電路4、時鐘振蕩電路5、主控制器6及聲光報警電路7，復位電路4、時鐘振蕩電路5均與主控制器6的輸入端連接，時鐘振蕩電路5將會給單片機提供時鐘振蕩信號，復位電路4 作用是將整個電路系統(tǒng)重置工作，這里也可以作為系統(tǒng)復位狀態(tài)鍵來使用。主控制器6的輸出端與聲光報警電路7連接，所述聲光報警電路7包括揚聲器和指示燈。

在本實施例中，所述多諧振蕩電路1主要由555定時器構成，可得到較好的傳輸距離和穩(wěn)定可靠的性能；所述主控制器6為單片機。

在本實施例中，所述多諧振蕩電路1的工作頻率為38kHz，使紅外發(fā)射器的工作頻率為最適工作頻率，進而可得到較好的傳輸距離和安全穩(wěn)定可靠的性能。所述主控制器6為MCS-51單片機。

在本實施例中，所述555定時器通過濾波放大電路與紅外發(fā)射器連接，可加強紅外發(fā)射器的發(fā)射功率；所述紅外接收二極管通過濾波放大整流電路與單片機的接收引腳相連，可盡可能的提高電路的穩(wěn)定性和準確性。

在本實施例中，所述揚聲器為蜂鳴器，所述指示燈為LED顯示燈。

在本實施例中，所述LED顯示燈包括兩種不同顏色的LED顯示燈，分別為綠色和紅色。

如圖3和圖4，發(fā)射電路2的驅動信號由555定時器構成的多諧振蕩電路1驅動，再通過三極管組成的放大電路將振蕩信號進行放大，以此來加強紅外發(fā)射器的發(fā)射功率。

如圖5，接收電路3利用兩級三極管放大電路對接收信號進行放大，同時用電容進行濾波，以保證所接收到的信號足夠精確。通過接收電路3的濾波和整流后可將接收信號轉變成控制電壓信號。

如圖6和圖7，在接收電路3正常工作時，每個檢測點都會正常的接收到紅外線，接收電路3則會發(fā)出一個低電平信號給主控制器6，聲光報警電路7處于正常的檢測狀態(tài)：綠色LED將會點亮。當用戶的坐姿因為前傾發(fā)生變化時，多束測光點當中至少有一個因為用戶的遮擋接收不到紅外光線，此時接收電路3將會發(fā)出一個高電平信號，當三組監(jiān)測點中至少有兩組發(fā)出高電平信號時，聲光報警電路7工作：紅色LED將會點亮并且蜂鳴器會發(fā)出類似于警笛的報警聲。

如圖7，對控制報警模塊進行仿真實驗：

這里進行的仿真利用按鍵模擬控制所接收到的光電信號，正常工作時綠色LED燈點亮，讀者可以根據工作燈的指示狀態(tài)確定裝置是否正常的工作。當讀者越過控制距離時，相當于按鍵按下，這時P1.7 引腳會接收到一個高電平信號，當三組監(jiān)測裝置中至少有兩組都接受到高電平信號時，檢測程序將會根據程序要求執(zhí)行，這里將第一次調用子程序產生高低電平持續(xù)90us的方波信號，共執(zhí)行100個周期后又將進入第二個子程序當中，如前一樣這時會產生高低電平持續(xù) 120us的方波信號，這時蜂鳴器和LED顯示燈會給出報警信號，通過P1.5、P1.6、P1.7口接收信號，P2.0、P2.1口對發(fā)聲報警裝置進行控制以此來給出報警提醒。

報警系統(tǒng)中設置了延時程序，當有人阻斷了光柵區(qū)時，報警電路不會馬上工作而是在延時大約5秒后再次進行信號采樣，如果確定無誤的確是讀者頭部過低，那么報警電路將會報警。當因為一些意外的情況阻斷光柵區(qū)時系統(tǒng)也不會無休止的報警下去，這里設置了2000 次的報警提醒，若不能在此期間關閉報警器，那么系統(tǒng)將會進入休眠狀態(tài)，用戶在下次重啟裝置后將會再次工作。

如圖7所示，無源壓電式蜂鳴器的正極接到三極管的集電極C上面，蜂鳴器的負極接地，通過單片機P2.0口輸出脈沖波形將會驅動蜂鳴器發(fā)聲，這里的Q1管是對電壓進行放大以此來更好的驅動蜂鳴器發(fā)聲，那么通過改變輸出波形的脈寬即可改變蜂鳴器發(fā)出不同頻率的聲音。

從圖7中可以看出這里用三個按鍵代替三個監(jiān)測點所監(jiān)測的信號，當電路正常工作時P1.5、P1.6、P1.7三個腳都為低電平，在任意一個監(jiān)測點監(jiān)測到報警信號時，那么對應的引腳將會變?yōu)楦唠娖?。當有兩組以上的接收到高電平時將會給出報警信號，進一步提高裝置工作的準確性。

本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求范圍內。