蓝牙耳机式智能防近视仪申报材料

1、编号：_2015年桂林电子科技大学第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛校内重点项目立项申报材料项目名称：蓝牙耳机式智能防近视仪申报学院：材料科学与工程学院 项目申报成员：甘芳瑜、莫兴泽、陈德东、 李金璨、卢浩浩、王佳慧、李春宇 二一四年十一月A、 申报者情况申 报 者 情 况姓名甘芳瑜性别女出生年月199410现学历 A A大学本科 B硕士研究生申报单位桂林电子科技大学材料科学与工程学院专业材料科学与工程专业学号1201010102学制4 年作品全称蓝牙耳机式智能防近视仪合 作 者 情 况姓名性别学号电话所在单位备注莫兴泽男130024021418978664004信息与通信工程学

2、院有无合作者请在此说明： 有 无陈德东男120101020913457656631材料科学与工程学院李金璨男120101011713100590661材料科学与工程学院卢浩浩男130103011413607731731材料科学与工程学院李春宇女130101010215295892678材料科学与工程学院王佳慧女130101020513263835992材料科学与工程学院B、科技发明制作 申报作品情况作品全称蓝牙耳机式智能防近视仪作品分类（在选项上画）A. 信息技术(包括计算机.电信.通信.电子等)B. 机械与控制(包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等)C.数理(包括数学、物理、地

3、球与空间科学等)D生命科学(包括生物、食品等)E.能源化工(包括能源、材料、生态、环保等)F.外观设计(包括电脑艺术设计、机械CAD等)作品设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标1、目的：提供一种便于携带使用的蓝牙式防近视仪，时刻监视眼睛到屏幕（书本）的距离，通过提醒使用者保持用眼在安全距离内，从而达到预防近视的效果。2、基本思路：该装置采用嵌入式单片机对整个工作流程进行控制，在选择了工作模式以后，单片机驱动微型脉冲式超声波发射（接收）器，每隔5秒钟发射一个脉冲超声测距信号，并对信号结果进行处理，若测试到用眼人的眼睛与被视物之间的距离，小于设定的最小安全距离时（比如看书档设

4、定下的60厘米），则单片机控制系统会驱动超声波发射器由发射超声波脉冲信号改为发射连续超声波信号对用眼距离进行确认，如近距离用眼持续时间（不当用眼）超过最大设定时间（比如5秒钟），则系统会发出警报声或播放音乐来提醒使用者调整用眼距离，以防止不当用眼对眼睛造成伤害，达到预防近视的作用。附图说明：图1分别为：1、蓝牙形状外形 2、微型显示屏3、电源开关4、指示灯 5、组合按键6、超声波探测器，7、蜂鸣器。图2智能防近视仪控制流程图图3智能防近视仪工作原理图3、创新点：l 采用蓝牙式形状设计，便于使用和携带；l 采用节能脉冲超声波和连续超声波两种发射模式，一改传统的以红外线测距的模式，既可以节省电池能

5、量，又可以保证测距的准确性；l 设计了不同的工作档位选择，以满足不同使用条件下的需求；l 采用定制的微型一体化超声波发射（接收）探头，贴片式单片机，以及节电工作模式设计，使得本产品的体积、重量、耗电量等达到了一个完美结合，具有轻便、节能的特点，完全满足实用的条件； l 测距更准确：本实用新型发明采用蓝牙耳机式设计，超声头置于耳部，离眼睛最近，并加入了软件智能化设计，提供智能校距（对距离计算进行环境参数补偿，比普通产品更精准）、高效测距计算,精准，加之超声波测距在0.11m到4 m范围内能精确测距，测量精度在2 c m内，因此与相比现有产品，可以使得测距更精准、系统工作更稳定。l 内置式音频无干

6、扰警示提醒功能：防近视仪可以实现工作警示时不对外人产生任何干扰，相比外置式的声音或警报灯提示，具有更好的实用性；4、技术关键：l 设置有蓝牙耳机式外壳，在蓝牙式耳机外壳表面设置有开关、控制按键、指示灯、显示屏，与设置在壳体内的智能测距和警示提醒控制系统连接，智能测距和警示提醒控制系统还与蜂鸣器连接。l 智能测距和警示提醒控制系统由贴片式单片机和分别与该单片机连接的微型存储器、调制解调电路、显示屏、音频输出、控制电路组成，调制解调电路还与微型超声波探测器连接，控制电路与组合控制控键连接。l 智能测距和警示提醒控制系统中的测距信号采用间断式脉冲测试信号和连续确认信号两种工作模式。l 蓝牙式的设计，

7、加上智能控制，使置于耳部旁边的超声头可以实现更准确测量眼睛与被视物之间的距离。5、主要技术指标：l 产品重量：70g；l 采用锂电池供电，一次充电可使用24个小时左右，可以长效待机100小时；l 测距准确性可达到99%以上；l 工作电压范围为3-5伏；l 激发超声波频率40KHz。作品的科学性先进性(必须说明与现有技术相比.该作品是否有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性说明和参考文献资料)突出的实质性技术特点和显著进步：本产品具有l 微型便携带、使用。l 采用超声波测距即提高精确度又节能。l 拥有功能选择，满足不同条件使用。据调查，现存在的防近视产品例如防近视智能笔，其原理是利用红外

8、线感应脸部到本子的距离，使孩子调整坐姿从而达到预防近视的效果，其缺点是采用红外线测距耗能大，价格贵对于普通人群还难以普及，且适用范围极窄，仅限于在写字时使用；专利号为CN201716828U的防近视仪其原理是采用红外线测距，距离小于安全距离时，发出警报提醒，但是具有很大的缺点：红外测距耗能大，使用时须置于平稳桌面，则限制了它的使用环境，再有所诉警报是外放，使用时将严重影响周围人群。专利号为CN203366506U的红外防近视提醒器同样采用红外线测距的模式耗能大，且结构复杂，体积大，不便于携带使用。而我们的蓝牙耳机式智能防近视仪采用脉冲超声波和连续超声波两种发射模式替代传统以红外线测距的模式，既

9、可以节省电池能量，又可以保证测距的准确定。采用专门定制的微型一体化超声波发射（接收）探头（传感器），贴片式单片机，以及节电工作模式设计，使得本产品的体积、重量、耗电量等达到了一个完美结合。使用时，仅需挂于耳朵，蜂鸣器发出警报提醒，其声音只有使用者听得到，不会形成噪音影响到周围人群的活动，随时随地使用。作品所处阶段A实验阶段 B 中试阶段 C 生产阶段 D_(自填) 作品所展示的形式 实物 产品 模型图纸 磁盘现场 演示图片 样品 录像 使用说明及该作品的技术特点和优势,提供该产品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测1、使用说明：使用者先将电源打开，使其处于工作状态，并选择合

10、适的工作档选项（组合按键5），分别有阅读书籍档、看电脑档和用手机档，它会根据所选功能档确定合适的安全距离，并将防近视仪置于耳部。2、技术特点和优势：该蓝牙耳机式智能防近视仪，包括蓝牙式耳机外壳和蜂鸣器，与现有技术不同的是：在蓝牙式耳机外壳表面设置有开关、控制按键、指示灯、显示屏，与设置在壳体内的智能测距和警示提醒控制系统连接，智能测距和警示提醒控制系统还与蜂鸣器连接。所述智能测距和警示提醒控制系统由贴片式单片机和分别与该单片机连接的微型存储器、调制解调电路、显示屏、音频输出、控制电路组成，调制解调电路还与微型超声波探测器连接，控制电路与组合控制控键连接。设计了多种工作模式选择，工作模式可设(手

11、机测距档、看书测距档、电脑测距档)，以满足不同工作条件下的使用条件。所述的智能测距和警示提醒控制系统中的测距信号采用间断式脉冲测试信号和连续确认信号两种工作模式,以实现节约电能和判断准确的目的。3、适应范围：适用于所有为预防近视的人群目前国内在防近视的领域已有许多厂家在做，竞争激烈，但尚未有产品得到推广普及，主要原因有：设计不合理导致使用不便，或者价格昂贵，无法推广，而本作品将采用蓝牙式形状，体积小便于携带且生产成本低因此本产品具有很好的市场竞争实力。4、推广前景、经济效益：防近视是一个任重而道远的事情，特别是在现在电子产品高速增长的年代，近视的人数又在快速的增加，社会急需一款可以预防因长期使

12、用电子产品导致近视产品。所以，我们的产品正是在这种情况下孕育而生，我们也有理由相信，这必将是一个具有重大意义和巨大的社会经济效益的项目。专利申报情况 提出专利申报申报号_申报日期： 年 月 日 已获专利权批准批准号_批准日期： 年 月 日 未提出专利申请 2015年桂林电子科技大学第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛校内重点项目立项作品说明书作品分类： 机械与控制类 作品名称：蓝牙耳机式智能防近视仪二一四年十一月二十七日目录1、作品内容简介111.1产品原理：111.2产品组成：122、研制背景及意义123、 创新点及应用143.1创新点：143.2与原有同类产品相比较，本实用新型

13、的特色在于：144、具体实施方式155、附图说明161、作品内容简介本作品是蓝牙耳机式智能防近视仪，根据超声波测距原理，实时的检测出人的眼睛距离屏幕或者前方障碍物的距离，并由单片机控制，当超出使用者提前设定的安全距离或者用眼时间超过设定时间时，该防近视仪可以自动报警并提示使用者保持适当距离或休息，从而能更有效地防止距离过近或用眼时间过长而带来的近视问题。超声波探测器具有感应物体表面并探测距离的功能，可以采用人性化设计，由使用者自己控制。多种功能：面对纸质书本时、面对电子书时、面对电脑屏幕时、面对电视屏幕时、这些模式之间的切换科使用蓝牙式外壳的功能选择键实现。同时为了增加增加探测器的使用时间，防

14、近视仪的电源设计为可充电电源。1.1产品原理：该装置采用嵌入式单片机对整个工作流程进行控制，在选择了工作模式以后，单片机驱动微型脉冲式超声波发射（接收）器，每隔5秒钟发射一个脉冲超声测距信号，并对信号结果进行处理，若测试到用眼人的眼睛与被视物之间的距离，小于设定的最小安全距离时（比如看书档设定下的60厘米），则单片机控制系统会驱动超声波发射器由发射超声波脉冲信号改为发射连续超声波信号对用眼距离进行确认，如近距离用眼持续时间（不当用眼）超过最大设定时间（比如5秒钟），则系统会发出警报声或播放音乐来提醒使用者调整用眼距离，以防止不当用眼对眼睛造成伤害，达到预防近视的作用。1.2产品组成：该蓝牙耳机

15、式智能防近视仪，包括蓝牙式耳机外壳和蜂鸣器，与现有技术不同的是：在蓝牙式耳机外壳表面设置有开关、控制按键、指示灯、显示屏，与设置在壳体内的智能测距和警示提醒控制系统连接，智能测距和警示提醒控制系统还与蜂鸣器连接（参照图1）。所述智能测距和警示提醒控制系统由贴片式单片机和分别与该单片机连接的微型存储器、调制解调电路、显示屏、音频输出、控制电路组成，调制解调电路还与微型超声波探测器连接，控制电路与组合控制控键连接。设计了多种工作模式选择，工作模式可设(手机测距档、看书测距档、电脑测距档)，以满足不同工作条件下的使用条件（参照图3）。2、研制背景及意义目前在防近视领域有很多相关的理论研究，但均采用红

16、外线测距，而我们知道红外测距耗能大，能量高，对于未成年的学生使用具有一定危险性，在使用中产生的光线对周围人群产生极大影响。再有便是体积大，不便携带且使用条件要求苛刻。据调查，现存在的防近视产品例如防近视智能笔，其原理是利用红外线感应脸部到本子的距离，使孩子调整坐姿从而达到预防近视的效果，其缺点是采用红外线测距耗能大，价格贵对于普通人群还难以普及，且适用范围极窄，仅限于在写字时使用；专利号为CN201716828U的防近视仪其原理是采用红外线测距，距离小于安全距离时，发出警报提醒，但是具有很大的缺点：红外测距耗能大，使用时须置于平稳桌面，则限制了它的使用环境，再有所诉警报是外放，使用时将严重影响

17、周围人群。专利号为CN203366506U的红外防近视提醒器同样采用红外线测距的模式耗能大，且结构复杂，体积大，不便于携带使用。而我们的蓝牙式防近视测距仪采用脉冲超声波和连续超声波两种发射模式替代传统以红外线测距的模式，既可以节省电池能量，又可以保证测距的准确定。采用专门定制的微型一体化超声波发射（接收）探头（传感器），贴片式单片机，以及节电工作模式设计，使得本产品的体积、重量、耗电量等达到了一个完美结合。使用时，仅需挂于耳朵，蜂鸣器发出警报提醒，其声音只有使用者听得到，不会形成噪音影响到周围人群的活动，随时随地使用。对于都市白领以及在校的大中小学生及幼儿园小朋友，在长时间的工作、学习或娱乐时

18、，眼部与被视物之间的距离很难得到有效的控制，主要表现在于眼睛长时间与书本或电脑、手机屏幕等的距离过近,日积月累并导致近视。因此，一种轻便，节能，实用的蓝牙式防近视仪具有广阔的社会需求和重大的社会意义。防近视是一个任重而道远的事情，特别是在现在电子产品高速增长的年代，近视的人数又在快速的增加，社会急需一款可以预防因长期使用电子产品导致近视产品。所以，我们的作品正是在这种情况下孕育而生，我们也有理由相信，这必将是一个具有重大意义和巨大的社会经济效益的项目。3、 创新点及应用3.1创新点：测距可调，测距精准，反应迅速，体积小，能耗低，重量轻，能有效地保护眼睛和预防近视，是保护孩子眼睛的有效产品。3.

19、2与原有同类产品相比较，本实用新型的特色在于：（1） 采用蓝牙式形状设计，便于使用和携带；（2） 采用节能脉冲超声波和连续超声波两种发射模式，一改传统的以红外线测距的模式，既可以节省电池能量，又可以保证测距的准确性；（3） 设计了不同的工作档位选择，以满足不同使用条件下的需求；（4） 采用定制的微型一体化超声波发射（接收）探头，贴片式单片机，以及节电工作模式设计，使得本产品的体积、重量、耗电量等达到了一个完美结合，具有轻便、节能的特点，完全满足实用的条件； （5） 测距更准确：本实用新型发明采用蓝牙耳机式设计，超声头置于耳部，离眼睛最近，并加入了软件智能化设计，提供智能校距（对距离计算进行环境参数补偿，比普通产品更