一种预防近视的智能设备、系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种预防近视的智能设备，包括微处理器、存储器、无线通信模块、摄像头、多个传感器、音频输出接口、警报器、震动器、电源管理模块、可充电电池、无线充电模块和有线充电模块，基于该智能设备的智能系统，包括云服务器、个人移动终端和授权者移动终端，智能设备通过无线网络分别与个人移动终端和云服务器相连，基于该智能设备、智能系统的预防近视的方法，包括智能终端与个人移动终端进行数据交互，智能终端与云服务器进行数据交互，云服务器进行大数据分析，并提供报警和预警。本发明专利技术能实现本地报警和远程报警，将用户信息发送到云服务器，由云服务器发送给用户的授权监护者，由他们实时监控并有效调整用户的用眼行为。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能防近视
，特别是一种预防近视的智能设备、系统及方法。
技术介绍
目前青少年近视的本质原因是长时间看近处的东西，眼睛长期得不到休息，长期产生视觉疲劳，最终病成近视。传统的预防近视的智能眼镜其根本原理在于获取人眼的疲劳值，主要采用多种传感器采集人眼工作的各种数据，如距离、光强和姿态等，再利用单片机内置的智能算法模拟出人眼疲劳情况，当检测到用户的眼睛疲劳值较高时，系统通过内置的贴片LED呼吸灯闪烁以及微型振子震动提醒用户望远休息。且该智能眼镜通过内置的存储芯片存储用户的用眼数据，这个数据通过蓝牙导入用户的手机端，用以绘制用眼曲线，便于家长监控。但这种方法有一个缺陷是，现有技术都是通过采集用户用眼状况，在本地对用户进行用眼报警和调整，这设备的用户受众大部分是中小学生，其自觉性差，即使设备进行了报警，他们也会对报警置之不理，家长或老师不能实时监控和纠正青少年的错误姿势，只能通过用眼曲线观察和后期教导，其预防效果差。专利申请号：201310394700.9公开了智能眼镜及利用其监测运动、预防近视、矫正坐姿的方法，其中智能眼镜包括眼镜架，以及设置在眼镜架内的惯性传感器、数据处理模块、报警显示模块和电源模块；所述惯性传感器、报警显示模块和电源模块均与数据处理模块电连接；所述惯性传感器采用加速度计或者角速度传感器，或者由加速度计或者角速度传感器的单、双、三轴组合的惯性测量单元或者航姿参考系统。现有技术都是简单地对用眼时间、距离、光线、用眼的姿态来进行分析，但很多情况下，时间、距离、光线、姿态都是合适的，只是观看的内容不同而会造成用眼疲劳程度不同，例如观看书本、电视节目、游戏等不同的内容，在相同观看时间下，用眼的疲劳程度是完全不同的，另外，现有技术基本上是本地报警，对于学生来说，自制力差，很难实现报警后就立即纠正的效果。本申请文件基于观看内容的智能分析方法，由摄像头采集用户观看的内容，通过智能内容识别算法的处理，分析观看内容的色彩、亮度、切换速度等进行用眼疲劳度分析，比现有技术更科学的获得用眼疲劳指标，指导用户正确用眼，进一步地，本申请文件还通过云服务器进行远程信息推送和报警，利于监护人及时了解用户的用眼状况，并有效引导用户用眼。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种预防近视的智能设备、系统及方法，该申请由摄像头采集用户观看的内容，通过智能内容识别算法的处理，分析观看内容的色彩、亮度、切换速度等进行用眼疲劳度分析，比现有技术更科学的获得用眼疲劳指标，指导用户正确用眼，通过云服务器进行远程信息推送和报警，利于监护人及时了解用户的用眼状况。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种预防近视的智能设备，包括微处理器、存储器、无线通信模块、摄像头、距离传感器、光强传感器、加速度和角速度传感器、触摸传感器、音频输出接口、警报器、震动器、LED指示灯、电源管理模块、可充电电池、无线充电模块和有线充电模块；所述微处理器，用于整个系统的数据分析、处理和控制；所述存储器用于储存系统在运行中的数据；所述无线通信模块，用于与个人移动终端以及授权者移动终端进行数据通讯；所述摄像头，用于采集用户观看的外部图像；所述距离传感器，用于检测用户观看物体的距离；所述光强传感器，用于检测用户用眼环境的光强；所述加速度和角速度传感器，用于检测用户用眼的方向、姿势和运动状态；所述触摸传感器，用于检测用户是否佩戴该设备；所述可充电电池，用于为整个系统提供电源；所述无线充电模块，用于电磁共振或电磁感应技术进行无线充电；所述有线充电模块，用于传统有线充电技术充电；微处理器的信号端分别与无线通信模块、摄像头、距离传感器、光强传感器、加速度和角速度传感器和触摸传感器的信号端相连，微处理器的控制信号输出端分别与LED灯、音频输出接口、警报器和震动器的控制信号输入端相连，微处理器还分别与存储器和电源管理模块相连，电源管理模块与可充电电池相连，无线充电模块和有线充电模块分别与电源管理模块相连。优选地，还包括传感器插件接口，微处理器的信号端与传感器插件接口的信号端相连，该传感器插件接口提供了智能设备的可扩展性能，后期可通过该接口扩展其它种类的传感器。优选地，还包括LED指示灯，LED指示灯与微处理器相连，且LED指示灯的灯头方向与摄像头的镜头方向相一致。一种预防近视的智能系统，包括上述智能设备，其还包括眼镜框、授权者移动终端、云服务器和个人移动终端，智能设备上设有SD存储卡，所述智能设备设于眼镜框上，且智能设备的摄像头方向与眼镜框的镜片垂直方向相一致，智能设备通过无线网络分别与云服务器和个人移动终端相连，云服务器通过无线网络与授权者移动终端相连，个人移动终端还通过移动网络与授权者移动终端相连。优选地，智能设备外表面还设有磁性介质，智能设备通过磁性介质或挂钩式结构或卡口式或粘贴介质与眼镜框黏结在一起。优选地，还包括用于套在头部的半圆形耳机支架，耳机支架上附有智能设备，该半圆形耳机支架如耳机一般，使用方便，不易脱落。优选地，还包括无眼镜框的耳朵支架，智能设备设于耳朵支架上，该无眼镜框的耳机支架的形状如蓝牙耳机，直接架在耳朵上使用，简洁方便。一种预防近视的方法，包括上述智能设备和上述智能系统，其具体预防近视的方法包括以下步骤：a、智能设备实时监测用户的用眼状况，并将采集到的数据信息分别推送到个人移动终端和云服务器；b、若未设置自动直接上传到云服务器，用户通过个人移动终端上传到云服务器；c、当用户用眼疲劳度超出设定阀值时，则通过LED指示灯、音频输出、震动器或警报器进行报警；d、若智能设备的报警信息持续设定时间未消除，报警信息则上传到云服务器，由云服务器分别向个人移动终端和授权者移动终端发送报警信息；e、每隔设定时间段，云服务器将收集用户该段时期内的用眼数据进行大数据分析，预测用户在特定时间段内可能出现的用眼状况。优选地，在步骤c中，还包括用户基于图像内容的眼睛疲劳度的判定方法，具体如下：c11、摄像头对用户观看的图像进行数据采集；c12、对采集到的图像数据进行预处理；c13、对采集到的图像数据进行静止或移动分析、变化频率分析、色彩分析、亮度分析和外部环境参数分析；c14、对采集到的图像数据进行图像内容识别分析和图像质量分析；c15、根据上述分析结果对用户用眼疲劳度进行分析和计算；c16、得出用户的用眼疲劳度。优选地，在步骤c中，还包括综合用眼疲劳度的判定方法，具体如下：c21、根据用户的观看目标，采集用户观看的图像内容信息、光线亮度信息、用眼距离信息、用眼姿态信息和用眼时间信息；c22、对采集到的数据信息进行逐一分析；c23、分析后得出基于图像内容的眼睛疲劳度、基于光线亮度的眼睛疲劳度、基于用眼距离的眼睛疲劳度、基于用眼姿态的眼睛疲劳度和基于用眼时间的眼睛疲劳度；c24、将单一的分析结合得出眼睛疲劳度的综合分析结果。优选地，在步骤d之后，授权者移动终端通过移动网络与个人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预防近视的智能设备，其特征在于，包括微处理器（10）、存储器（101）、无线通信模块（20）、摄像头（501）、距离传感器（504）、光强传感器（502）、加速度和角速度传感器（503）、触摸传感器（505）、音频输出接口（604）、警报器（602）、震动器（603）、LED指示灯（601）、电源管理模块（30）、可充电电池（40）、无线充电模块（701）和有线充电模块（702）；所述微处理器（10），用于整个系统的数据分析、处理和控制；所述存储器（101）用于储存系统在运行中的数据；所述无线通信模块（20），用于与个人移动终端（60）以及云服务器（80）进行数据通讯；所述摄像头（501），用于采集用户观看的外部图像；所述距离传感器（504），用于检测用户观看物体的距离；所述光强传感器（502），用于检测用户用眼环境的光强；所述加速度和角速度传感器（503），用于检测用户用眼的方向、姿势和运动状态；所述触摸传感器（505），用于检测用户是否佩戴该设备；所述可充电电池（40），用于为整个系统提供电源；所述无线充电模块（701），用于电磁共振或电磁感应技术进行无线充电；所述有线充电模块（702），用于传统有线充电技术充电；微处理器（10）的信号端分别与无线通信模块（20）、摄像头（501）、距离传感器（504）、光强传感器（502）、加速度和角速度传感器（503）和触摸传感器（505）的信号端相连，微处理器（10）的控制信号输出端分别与LED灯（601）、音频输出接口（604）、警报器（602）和震动器（603）的控制信号输入端相连，微处理器（10）还分别与存储器（101）和电源管理模块（30）相连，电源管理模块（30）与可充电电池（40）相连，无线充电模块（701）和有线充电模块（702）分别与电源管理模块（30）相连。...

【技术特征摘要】
1.一种预防近视的智能设备，其特征在于，包括微处理器（10）、存储器（101）、无线通信模块（20）、摄像头（501）、距离传感器（504）、光强传感器（502）、加速度和角速度传感器（503）、触摸传感器（505）、音频输出接口（604）、警报器（602）、震动器（603）、LED指示灯（601）、电源管理模块（30）、可充电电池（40）、无线充电模块（701）和有线充电模块（702）；
所述微处理器（10），用于整个系统的数据分析、处理和控制；
所述存储器（101）用于储存系统在运行中的数据；
所述无线通信模块（20），用于与个人移动终端（60）以及云服务器（80）进行数据通讯；
所述摄像头（501），用于采集用户观看的外部图像；
所述距离传感器（504），用于检测用户观看物体的距离；
所述光强传感器（502），用于检测用户用眼环境的光强；
所述加速度和角速度传感器（503），用于检测用户用眼的方向、姿势和运动状态；
所述触摸传感器（505），用于检测用户是否佩戴该设备；
所述可充电电池（40），用于为整个系统提供电源；
所述无线充电模块（701），用于电磁共振或电磁感应技术进行无线充电；
所述有线充电模块（702），用于传统有线充电技术充电；
微处理器（10）的信号端分别与无线通信模块（20）、摄像头（501）、距离传感器（504）、光强传感器（502）、加速度和角速度传感器（503）和触摸传感器（505）的信号端相连，微处理器（10）的控制信号输出端分别与LED灯（601）、音频输出接口（604）、警报器（602）和震动器（603）的控制信号输入端相连，微处理器（10）还分别与存储器（101）和电源管理模块（30）相连，电源管理模块（30）与可充电电池（40）相连，无线充电模块（701）和有线充电模块（702）分别与电源管理模块（30）相连。
2.根据权利要求1所述一种预防近视的智能设备，其特征在于，还包括传感器插件接口（506），微处理器（10）的信号端与传感器插件接口（506）的信号端相连。
3.一种预防近视的智能系统，其特征在于，包括权利要求1至权利要求3所述的智能设备，其还包括眼镜框（50）、授权者移动终端（70）、云服务器（80）和个人移动终端（60），智能设备上设有SD存储卡，所述智能设备设于眼镜框（50）上，且智能设备的摄像头方向与眼镜框（50）的镜片垂直方向相一致，智能设备通过无线网络分别与云服务器（80）和个人移动终端（60）相连，云服务器（80）通过无线网络与授权者移动终端（70）相连，个人移动终端（60）还通过移动网络与授权者移动终端（70）相连。
4.根据权利要求3所述一种预防近视的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林谷，
申请(专利权)人：宁波力芯科信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33