一种基于NB-IOT的青少年智能矫正座椅制造技术

本发明专利技术提供一种基于NB‑IOT的青少年智能矫正座椅，包括：移动终端和矫正座椅；所述矫正座椅包括颈背、靠背、椅座和可升降椅柱；所述靠背上安装有超声波测距传感器；所述超声波测距传感器有多个，且沿着所述靠背的外表面从上至下均匀安装，以测量脊椎数据；所述椅座上安装有压力传感器、伺服电机、定时器、报警模块和STM32单片机；所述压力传感器、所述伺服电机、所述定时器和所述报警模块分别与所述STM32单片机电性连接；所述靠背内部还装有NB‑IOT模块，用于所述移动终端和所述STM32单片机之间的无线通讯；本发明专利技术的有益效果是：可通过移动终端监测与矫正坐姿，使得座椅变得智能化。

An intelligent correction seat for teenagers based on nb-iot

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB-IOT的青少年智能矫正座椅
本专利技术涉及智能设备领域，尤其涉及一种基于NB-IOT的青少年智能矫正座椅。
技术介绍
青少年是祖国的未来，通过研究发现，越来越多的青少年由于不正确的坐姿和缺乏锻炼，导致了近视、驼背等一系列不健康问题，给广大青少年的健康造成了极大的不利，而青少年自制力较差，强制性的措施并不能解决根本问题，所以设计一种智能的矫正座椅，可以帮助青少年从小养成良好的坐姿习惯。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有座椅存在的不足，提供了一种基于NB-IOT的青少年智能矫正座椅，其通过智能化方式矫正坐姿，帮助青少年养成良好的坐姿习惯。为实现上述目的，本专利技术所述的基于NB-IOT的青少年智能矫正座椅，具体包括：移动终端和矫正座椅；所述移动终端主要用于界面显示和相关参数设置；界面显示包括脊椎曲线显示包括：脊椎曲线显示；相关参数设置包括：压力阈值参数、压力差阈值参数、身高参数、脊椎曲线参数、脊椎曲线差值参数、椅脚高度参数、性别参数、体重参数和久坐时间参数；所述矫正座椅包括：靠背、椅座、可升降椅柱；所述靠背上安装有超声波测距传感器；所述超声波测距传感器有多个，沿着所述靠背的外表面从上至下均匀安装，以测量脊椎数据；所述椅座上安装有压力传感器、伺服电机、定时器、报警模块和STM32单片机；所述压力传感器、所述伺服电机、所述定时器和所述报警模块分别与所述STM32单片机电性连接；其中，所述压力传感器有多个，均匀安装于所述座椅的上表面，以将检测的压力值发送至所述STM32单片机；所述STM32单片机根据所述压力值判断坐姿是否端正？若不端正，则控制所述报警模块报警；所述伺服电机的转轴与所述可升降椅柱连接，以通过伺服电机控制所述可升降椅柱升降；所述定时器，用于记录座椅使用时间，所述STM32单片机判断座椅使用时间是否超过预设的久坐时间参数？若是，则所述报警模块报警；所述靠背内部还装有NB-IOT模块，用于所述移动终端和所述STM32单片机之间的无线通讯；多个所述超声波测距传感器均与所述STM32单片机电性连接，以将测量的所述脊椎数据发送至所述STM32单片机，进而STM32单片机根据所述脊椎数据绘制脊椎曲线，并将所述脊椎曲线通过所述NB-IOT模块发送至所述移动终端；所述移动终端将接收的所述脊椎曲线与预设的标准脊椎曲线进行对比，以判断靠姿是否标准？若不标准，则发送报警指令至所述STM32单片机，所述STM32单片机根据所述报警指令控制所述报警模块报警。进一步地，所述矫正座椅还包括A/D传感器；所述A/D转换器，用于将所述压力传感器检测的模拟量转化为数字量及座椅的使用状态检测，具体包括：通过所述移动终端设置压力阈值参数β，当所述压力传感器检测到的压力经所述A/D转换器转换后的数字量超过预设的压力阈值参数β时，座椅使用状态标记为1，即正在使用，否则标记为0，即未被使用。进一步地，所述压力传感器有四个，均匀分布安装于椅座中心四周的O、P、M、Q4个点，用于检测椅座压力，当四个压力传感器检测的压力经所述A/D转换器转换后的数字量两两之间相差均小于预设的压力差阈值参数α时，表明此时腰椎受力最小，坐姿正确。进一步地，所述超声波测距传感器有四个，分别从上至下均匀分布安装于靠背，检测颈椎、胸椎、腰椎和尾椎四个点，以此脊椎曲线绘制；所述脊椎曲线绘制，包括以检测颈椎的第一个超声波测距传感器的位置为原点，通过安装位置确定另外三个点的横坐标，通过超声波测距传感器检测的数据作为纵坐标，得到脊椎曲线的四个点，通过四个点及插值运算，得到近似脊椎曲线。进一步地，所述脊椎曲线参数，包括六条标准脊椎曲线，由24个标准坐标点组成，分别为男性偏瘦脊椎曲线、男性正常脊椎曲线、男性偏胖脊椎曲线、女性偏瘦脊椎曲线、女性正常脊椎曲线和女性偏胖脊椎曲线；其中男女偏瘦、正常、偏胖体重值，根据输入的所述体重参数及青少年标准体重表进行划分。进一步地，所述矫正座椅还包括：颈背和万向轮椅脚。一种基于NB-IOT的青少年智能矫正座椅，其使用原理如下：S101：利用所述移动终端设置压力阈值参数β、压力差阈值参数α、身高参数、脊椎曲线参数、脊椎曲线差值参数θ、椅脚高度参数a、b、c、d，性别参数、体重参数和久坐时间参数t；S102：所述STM32单片机根据预设的身高参数，利用所述伺服电机调整椅脚高度；所述STM32单片机根据预设的体重参数，选取标准脊椎曲线；S103：所述STM32单片机判断当前座椅使用状态是否标记为1？若是，则将所述A/D转换器转换后的4个压力值两两之间相减并取绝对值后得到4个压力差值|FO-FP|、|FP-FM|、|FM-FQ|和|FQ-FP|；否则，跳转到步骤S109；S104：判断所述4个压力差值是否大于预设的压力差阈值参数α？若是，则所述蜂鸣器模块报警，同时所述语音模块发出重新调整坐姿的提示；否则，进入步骤S105；S105：所述超声波测距传感器启动，实时检测当前4个脊椎曲线数据点；同时，将检测得到的4个数据点，经过所述STM32单片机计算处理后得到脊椎曲线，再通过所述NB-IOT模块发送至所述移动终端进行显示；S106：利用当前脊椎曲线四个坐标点与预先设置的标准脊椎曲线的四个坐标点作差值，判断差值是否小于预设的脊椎曲线差值参数θ？若是，则进入步骤S107；否则，所述蜂鸣器模块报警，同时所述语音模块发出请注意背部挺直的提示；S107：所述定时器启动计时；S108：所述STM32单片机判断坐下时间是否超过预设的久坐时间参数t？若是，则所述蜂鸣器模块报警，同时所述语音模块发出注意起身运动的提示；否则，再次执行步骤S108；S109：完毕。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：可通过移动终端监测与矫正坐姿，使得座椅变得更加智能化。附图说明图1是本专利技术的实施例中一种基于NB—IOT模块的智能矫正座椅的结构示意图；图2是本专利技术实施例中矫正座椅的外形示意图；图3是本专利技术实施例中椅座结构图；图4是本专利技术实施例中椅背结构图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1和图2，本专利技术的实施例提供了一种基于NB—IOT模块的智能矫正座椅，具体包括：移动终端8和矫正座椅；所述移动终端8主要用于界面显示和相关参数设置；界面显示包括脊椎曲线显示包括：脊椎曲线显示；相关参数设置包括：压力阈值参数、压力差阈值参数、身高参数、脊椎曲线参数、脊椎曲线差值参数、椅脚高度参数、性别参数、体重参数和久坐时间参数；所述矫正座椅包括：靠背14、椅座15、可升降椅柱16；所述靠背14上安装有超声波测距传感器2；所述超声波测距传感器2有多个，沿着所述靠背14的外表面从上至下均匀安装，以测量脊椎数据；请参考图3，图3是本专利技术实施例中椅座结构图。所述椅座15上安装有压力传感器3、伺服电机6、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB-IOT的青少年智能矫正座椅，其特征在于：具体包括：移动终端(8)和矫正座椅；/n所述移动终端(8)主要用于界面显示和相关参数设置；界面显示包括脊椎曲线显示包括：脊椎曲线显示；相关参数包括：压力阈值参数、压力差阈值参数、身高参数、脊椎曲线参数、脊椎曲线差值参数、椅脚高度参数、性别参数、体重参数和久坐时间参数；/n所述矫正座椅包括：靠背(14)、椅座(15)和可升降椅柱(16)；所述靠背(14)上安装有超声波测距传感器(2)；所述超声波测距传感器(2)有多个，且沿着所述靠背(14)的外表面从上至下均匀安装，以测量脊椎数据；/n所述椅座(15)上安装有压力传感器(3)、伺服电机(6)、定时器(6)、报警模块(10)和STM32单片机(5)；所述压力传感器(3)、所述伺服电机(6)、所述定时器(6)和所述报警模块(10)分别与所述STM32单片机(5)电性连接；其中，所述压力传感器(3)有多个，均匀安装于所述座椅(15)的上表面，以将检测的压力值发送至所述STM32单片机(5)；所述STM32单片机(5)根据所述压力值判断坐姿是否端正？若不端正，则控制所述报警模块(10)报警；所述伺服电机(6)的转轴与所述可升降椅柱(16)连接，以通过伺服电机(6)控制所述可升降椅柱(16)升降；所述定时器(6)，用于记录座椅使用时间，所述STM32单片机(5)判断座椅使用时间是否超过预设的久坐时间参数？若是，则所述报警模块(10)报警；/n所述靠背(14)内部还装有NB-IOT模块(9)，用于所述移动终端和所述STM32单片机(5)之间的无线通讯；多个所述超声波测距传感器(2)均与所述STM32单片机(5)电性连接，以将测量的所述脊椎数据发送至所述STM32单片机(5)，进而STM32单片机(5)根据所述脊椎数据绘制脊椎曲线，并将所述脊椎曲线通过所述NB-IOT模块(9)发送至所述移动终端；所述移动终端将接收的所述脊椎曲线与预设的标准脊椎曲线进行对比，以判断靠姿是否标准？若不标准，则发送报警指令至所述STM32单片机(5)，所述STM32单片机(5)根据所述报警指令控制所述报警模块(10)报警。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IOT的青少年智能矫正座椅，其特征在于：具体包括：移动终端(8)和矫正座椅；
所述移动终端(8)主要用于界面显示和相关参数设置；界面显示包括脊椎曲线显示包括：脊椎曲线显示；相关参数包括：压力阈值参数、压力差阈值参数、身高参数、脊椎曲线参数、脊椎曲线差值参数、椅脚高度参数、性别参数、体重参数和久坐时间参数；
所述矫正座椅包括：靠背(14)、椅座(15)和可升降椅柱(16)；所述靠背(14)上安装有超声波测距传感器(2)；所述超声波测距传感器(2)有多个，且沿着所述靠背(14)的外表面从上至下均匀安装，以测量脊椎数据；
所述椅座(15)上安装有压力传感器(3)、伺服电机(6)、定时器(6)、报警模块(10)和STM32单片机(5)；所述压力传感器(3)、所述伺服电机(6)、所述定时器(6)和所述报警模块(10)分别与所述STM32单片机(5)电性连接；其中，所述压力传感器(3)有多个，均匀安装于所述座椅(15)的上表面，以将检测的压力值发送至所述STM32单片机(5)；所述STM32单片机(5)根据所述压力值判断坐姿是否端正？若不端正，则控制所述报警模块(10)报警；所述伺服电机(6)的转轴与所述可升降椅柱(16)连接，以通过伺服电机(6)控制所述可升降椅柱(16)升降；所述定时器(6)，用于记录座椅使用时间，所述STM32单片机(5)判断座椅使用时间是否超过预设的久坐时间参数？若是，则所述报警模块(10)报警；
所述靠背(14)内部还装有NB-IOT模块(9)，用于所述移动终端和所述STM32单片机(5)之间的无线通讯；多个所述超声波测距传感器(2)均与所述STM32单片机(5)电性连接，以将测量的所述脊椎数据发送至所述STM32单片机(5)，进而STM32单片机(5)根据所述脊椎数据绘制脊椎曲线，并将所述脊椎曲线通过所述NB-IOT模块(9)发送至所述移动终端；所述移动终端将接收的所述脊椎曲线与预设的标准脊椎曲线进行对比，以判断靠姿是否标准？若不标准，则发送报警指令至所述STM32单片机(5)，所述STM32单片机(5)根据所述报警指令控制所述报警模块(10)报警。


2.如权利要求1所述的一种基于NB-IOT的青少年智能矫正座椅，其特征在于：所述矫正座椅还包括A/D传感器；所述A/D转换器，用于将所述压力传感器(3)检测的模拟量转化为数字量及对座椅的使用状态进行检测，具体包括：通过所述移动终端设置压力阈值参数β，当所述压力传感器(3)检测到的压力经所述A/D转换器(7)转换后的数字量超过预设的压力阈值参数β时，座椅使用状态标记为1，即正在使用，否则标记为0，即未被使用。


3.如权利要求1所述的一种基于NB-IOT的青少年智能矫正座椅，其特征在于：所述压力传感器(3)有四个，均匀分布安装于椅座中心位置四周的O、P、M、Q四个点，用于检测椅座压力，当四个压力传感器检测的压力经所述A/D转换器(7)转换后的数字量两两之间相差均小于预设的压力差阈值参数α时，表明此时腰椎受力最小，坐姿正确。


4.如权利要求1所述的一种基于NB-IOT的青少年智能矫正座椅，其特征在于：所述超声波测距传感器(2)有四个，检测颈椎、胸椎、腰椎和尾椎四个点，以此脊椎曲线绘制；所述脊椎曲线绘制，包括以检测颈椎的第一个超声波测距传感器的位置为原点，通过安装位置确定另外三...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梦芹，袁泉，程卓，雷蓉蓉，郭朋，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42