智能可穿戴近視預防系統(tǒng)的設(shè)計與應用

焦云菲

我周圍的同學大部分都是近視眼，而且現(xiàn)在各類電子設(shè)備使得“低頭族”越來越多，更是讓青少年的視力健康問題雪上加霜。我的項目就是想要改善這種狀況。

根據(jù)資料和觀察周圍人的用眼習慣，我經(jīng)分析認為，導致青少年近視最主要的原因是長期低頭看書或者電子屏幕，用眼姿勢不正確，所以我想設(shè)計一種具有預防近視和提醒功能的智能可穿戴近視預防系統(tǒng)。

這一系統(tǒng)由智能可穿戴項鏈和手機應用程序組成。項鏈佩戴于使用者頸部，位于使用者頸椎后方的部分是微機電系統(tǒng)（MEMS）加速度傳感器模塊；吊墜則包含計算單元和藍牙模塊（圖1）。

人頸椎的活動可以引起MEMS加速度傳感器中小質(zhì)量體的位置移動，小質(zhì)量體移動的加速度和傳感器中電容變化量相對應，由此可以測得外力引起的加速度大小，從而得到人頸椎位置的變化。

數(shù)據(jù)傳輸模塊將頸椎部位姿態(tài)信息通過藍牙傳輸給手機。預裝應用程序的手機處理該信息，實現(xiàn)姿態(tài)解算，通過模式識別判斷使用者的姿態(tài)是否會損傷視力，再通過響鈴、振動、語音等方式提醒使用者。含電池的吊墜有一定重量，這有利于保持重心穩(wěn)定，便于佩戴。

在完成了智能可穿戴近視預防系統(tǒng)的設(shè)計和制作后，我還進行了多人次、多姿態(tài)的數(shù)據(jù)采集實驗，并分析了數(shù)據(jù)。這些結(jié)果為這一系統(tǒng)的嵌入式軟件設(shè)計和操作模式設(shè)定提供了重要參考。

指導教師 錢利群 邱云周

專家說：這個作品不僅完成了硬件設(shè)計，還完成了手機App的設(shè)計，十分完善。我尤其喜歡作者的“吊墜”設(shè)計，吊墜模塊對頸后模塊采集到的數(shù)據(jù)進行處理后再決定是否提醒使用者注意身體姿態(tài)，比較嚴謹?，F(xiàn)在的設(shè)計有效但可能不夠“美”，如果將外觀設(shè)計得更時尚，是否更加適合推廣？