预防青少年近视报警器制造技术

预防青少年近视报警器，它包括电源电路、光测距电路、光报警电路和控制电路，电源电路包括低压电路和升压电路，光测距电路包括红外侦测电路和光敏侦测电路，控制电路包括分别控制升压电路、红外和光敏侦测电路、LED报警显示电路工作的微电脑MCU。红外传感器的横向光电效应使不同距离的光电信号，经微电脑进行模拟数字化处理并与数据库报警信号进行比对，用眼距离小于30cm时，微电脑MCU发出报警信号，使LED显示红色光报警。微电脑采用升压电路控制，定时升压降低升压功耗，空闲时间停止工作，电脑进入休眠低功耗状态，极大提高电池使用期，特别适合小学初中课桌使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光显示报警器，具体地说是检测青少年的看书写字距离小于安全距离时就发光提示的器具。 
技术介绍
目前青少年的近视患者逐年增多，这与长时间近距离用眼有相关性，特别是近年来电脑和手机的普及使用，使青少年近视患者迅速增加，因此如何防止这种趋势成为广大青少年及其家长十分关注问题，青少年读书写字玩电脑等的安全距离是30～40cm，在长时间小于30cm距离用眼极易导致青少年近视，如果当青少年在用眼时的观看距离小于30cm时，能及时提醒、随时纠正，这对预防青少年近视有实在的积极效果。CN202205332U提出一种预防近视报警器，采用红外距离传感器与蜂鸣器，因电池和红外探头固定安装在夹板上，使用不便，蜂鸣器报警时噪声干扰他人外，电池功耗大，使用寿命短，也是影响使用效果的缺陷之一。 
技术实现思路
本技术针对上述防近视报警器存在问题，提出一种能在课桌上针对每个学生在看书写字时用眼距离不当，立即显示报警，不会对他人干扰，耗电少、使用方便、安全可靠的防近视报警器。 本技术的技术问题解决方案是： 预防青少年近视报警器，它包括电源电路、光测距电路、光报警电路和控制电路，其特征是电源电路包括低压电路和升压电路，光测距电路包括红外侦测电路和光敏侦测电路，控制电路包括分别控制升压电路、红外和光敏侦测电路、LED报警显示电路工作的微电脑MCU；低压电路的输出端分别连接升压电路、高低压检测电路和微电脑MCU，微电脑MCU的输入端分别连接低压电路、升压电路、高低压检测电路、红外和光敏侦测电路，微电脑MCU的输出端分别连接升压电路和LED报警显示电路。所述升压电路还包括升压功耗控制电路。 所述红外侦测电路包括红外发射电路、红外光接收信号处理电路、内部振荡电路和模拟电压输出电路。 所述LED报警显示电路包括LED红灯显示报警信号电路和LED绿灯显示安全信号电路。 本技术的有益效果在于，利用红外传感器的横向光电效应位置传感器，使物体的位置与红外信号电压高低呈一定的比例关系，不同距离的光电效应信号经微电脑进行模拟数字化处理并与数据库报警信号进行比对，用眼距离小于30cm，微电脑MCU发出报警信号，使LED显示红色光报警。微电脑采用升压电路控制，可定时采样，定时升压降低升压功耗，空闲时间停止升压电路和传感电路工作，电脑进入休眠低功耗状态，极大降低电池功耗，提高电池使用期达到实用可靠，特别适合小学初中课桌使用。 附图说明图1为本技术电路框图。 图2为图1的实施电路图。 图3为红外处理器U2内部结构图。 具体实施方式整体结构由电源电路部分，光测距测电路、光报警电路，控制部分由升压电路、高低电压检测电路、LED显示电路及微电脑MCU组成。各控制部分工作由微电脑MCU根据外部的传感数据来调度，达到功能技术要求。 电源电路包括低压电路1和升压电路2。 低压电路1包括电池、SW1开关、二极管D5和D1、电阻R20。 SW1为电池电源开关，控制整个电源。二极管D5和D1可防止电源反接，避免电路短路烧坏。因二极管有单向导通功能特性，在电源正负极正确接通时，二极管导通，正常工作。如果电源接反，则二极管截止工作。保护后面的元器件不会因电源反接而损坏。 由三极管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、三极管Q2和微电脑P10脚组成升压功耗控制电路。 当U2的管脚P10输出高电平时，三极管Q2工作，控制三极管Q1工作，电池开始向电容C1通电。由于三极管Q1的导通内阻很小，电容C1的电压几乎与电池电压相等。当微电脑U2的管脚P10输出低电平时，三极管Q2、Q1不工作，电池停止向电容C1通电。而电容C1是后面升压电路的电源。通过这样的开关电路可以根据功能要求，分时控制升压电路的工作状态，达到降低功耗的最优化效果。 电感L1、升压器件U1、二极管D3、电容C4、电容C5和微电脑P9脚构成升压电路。升压器件U1为PFM开关型DC/DC升压转换器,输出5伏电压，振荡频率为180KHZ。利用电感L1对能量的存储,并通过其与输入端电源共同的泄放作用，从而获得高于输入电压的输出电压。其本身有一定的功耗。输出的电压对电容C4通电，为红外传感器U3和光敏传感器RL提供工作电源。二极管D4、电阻R5、电容C3和微电脑U2的管脚P9构成升压器件U1的关断控制电路，管脚P9为高电平时，升压器件U1工作。为低电平时，不工作，大大降低了器件本身的功耗。 低压检测管Q6、电阻R6和电容C9组成价压检测电路5，高压检测管Q7、电阻R7、电容C8构成高压的检测电路5。如果电池的工作电压低于3伏时，低压检测管Q6输出低电压，三极管Q5工作，驱动LED3灯闪烁，及时提醒用户更换新电池。高压检测管Q7检测升压电路是否输出稳定的5伏电压。当高压检测管Q7输出高电压给微电脑U2时，指示电压达到稳定状态，可以对红外传感器U3和光敏电阻RL进行采样，得出当前的使用环境状况。微电脑U2对采样的模拟信号进行高通滤波软件设计，提高数据的准确性，同时相对应输出显示。三极管Q3、Q4分别控制LED闪烁指示。 红外测距的工作原理是利用基于PSD技术的横向红外光电效应的位置传感器，可有效测距到80cm，角度测度为40度，并输出模拟信号。对红外光线的处理是利用互相关检测原理，对光信号进行调制和解调。由于调制的光信号有时间相关性并与时间成函数关系，杂光等信号则没有此特性，在接收部分再次对此函数进行一定时间的积累而杂光等无法积累，这样就可以把带有时间内容的函数光信号从杂光中剥离出来，从而滤除了杂光等的影响，得到精确的位置信号。 红外侦测电路包括红外传感器U3、电容C6、电阻R8以及微电脑U2的P12脚。红外传感器U3是横向光电效应的位置传感器，有效测试距离为：10—80cm。采用光信号调制和解调电路，其调制信号为1KHz。由红外发射和接收电路合成一个整体，内部工作电路框图如图3，电路组成包括，红外发射电路、红外光接收信号处理电路、电源稳压电路、内部振荡电路和模拟电压输出电路。红外光信号处理(PSD)又包括I—V转换电路、比较电路、同步检测电路、解调电路等。由于用了互相检测的原理设计，几乎不受杂光的影响。当传感器得到工作电压时，由红外发射电路输出800nm波长的红外光线，探测外部的物体与之距离。通过物体反射部分的红外线，经过调制和解调内部信号处理电路，输出特定的模拟信号电压。 模拟信号电压的高低与物体位置的远近有一定的比划关系。位置近，电压高，位置远，电压低。从10cm到50cm中，电压变化很敏感，可以得到较高的分辨率，提高测距的精确度。通过信号采样电阻R8，把输出的模拟电压输送到微电脑MCU进行AD（模拟数字化）处理，生成与电压相对应的位置距离数据库，在30cm处设定报警数据点。在软件设计中，每5秒钟对红外传感器进行升压充电工作，获取并计算当前的报警器与眼睛之间的距离数据，通过数据库内的报警数据比较，如果小于30cm的数据点，MCU会发出报警信号使红色的L本文档来自技高网...

【技术保护点】
预防青少年近视报警器，它包括电源电路、光测距电路、光报警电路和控制电路，其特征是电源电路包括低压电路和升压电路，光测距电路包括红外侦测电路和光敏侦测电路，控制电路包括分别控制升压电路、红外和光敏侦测电路、LED报警显示电路工作的微电脑MCU；低压电路的输出端分别连接升压电路、高低压检测电路和微电脑MCU，微电脑MCU的输入端分别连接低压电路、升压电路、高低压检测电路、红外和光敏侦测电路，微电脑MCU的输出端分别连接升压电路和LED报警显示电路。

【技术特征摘要】
1.预防青少年近视报警器，它包括电源电路、光测距电路、光报警电路和控制电路，其特征是电源电路包括低压电路和升压电路，光测距电路包括红外侦测电路和光敏侦测电路，控制电路包括分别控制升压电路、红外和光敏侦测电路、LED报警显示电路工作的微电脑MCU；低压电路的输出端分别连接升压电路、高低压检测电路和微电脑MCU，微电脑MCU的输入端分别连接低压电路、升压电路、高低压检测电路、红外和光敏侦测电路，微电脑MCU的输出端分别连接升压电路和LED报警显示电路。
2.根据权利要求1所述的预防青少年近视报警器，其特征是所述红外侦测电路包括红外传感器U3、电容C6、电阻R8以及微电脑U2的P12脚。
3.根据权利要求2所述的预防青少年近视报警器，其特征是所述红外传感器U3包括：红外发射电路、红外信号接收处理电路、电源稳压电路、内部振荡电路和模拟电压输出电路。
4.根据权利要求1所述的预防青少年近视报警器，其特征是所述升压电路还包括升压功耗控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙爱民，吴守洛，
申请(专利权)人：宁波高科美电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33