[发明专利]可调节的人体姿势检测提醒装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种基于蓝牙的行走和坐姿检测及久坐提醒的装置，该发明可以实现对佩戴者在行走时或坐下时是否驼背以及是否长时间久坐，通过振动方式来提醒用户更改姿势，以达到保护脊椎的目的。

背景技术：

随着社会的发展，越来越多的工作需要人们坐下来办公，尤其是IT类和文案类的公司，员工大量时间都坐在电脑前。还有中小学生，随着学业压力增加，白天和晚上都在伏案学习。根据世界卫生组织的报告：每年约有200多万人因长时间坐着不动而死亡；预计到2020年，全球将有70％的疾病是由坐得太久、缺乏运动而导致的。随着长时间的久坐低头，也会容易导致脊椎变形导致驼背现象改变形体，影响形体外观，更严重者会压迫到人体某些神经，造成神经障碍；长时间近距离学习和使用电脑也会影响眼睛，导致近视。所以人们需要在日常生活中需要时刻提醒自己保持正确的姿势，避免久坐，从而形成良好习惯。

市场上已经有一些相关的人体姿势矫正的设备，大多是通过被动方式，比如矫姿带等，但是这类产品佩戴相对不方便而且会影响部分人体肌肉，被动方式也不会使佩戴者主种形成良好的站姿和坐姿；另一种设备是多为学生使用的坐姿矫正器，通过安装在书桌上，与桌面形成一定距离，进而避免形成驼背和近视，但是这类产品使用条件有限，多为固定，并不便携，也不利于成人的使用。上述产品都不能做到随时随地主动提醒用户的不良姿势，具有很多局限性。另外一些相关的电子类检测提醒装置，只能实现简单的坐姿状态检测和提醒，功能相对简单，无法适应多种情况，用户体验较差。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种能实时随地检测佩戴者的行走或久坐的姿势状态，并提醒佩戴者，使佩戴者主动形成良好的习惯。

本发明的基于蓝牙的行走和坐姿检测及久坐提醒设备包含检测模块、控制模块、蓝牙模块、振动模块、电源模块。检测模块主要为三轴加速度传感器，将采集到的人体背部角度和加速度变化值传给控制模块；控制模块主要由MCU构成，负责整个装置的正常运行，判断检测模块传来的数值，以分析佩戴者是否背部弯曲或者长时间久坐，并通过振动模块对佩戴者进行提示；蓝牙模块负责与手机连接，通过APP来设置矫正，并可将该装置记录上传给手机进行显示；振动模块为由微型电机构成的振动马达，来对佩戴者进行提醒；电源模块负责将给各模块进行稳定供电。

上述的检测模块的三轴加速度传感器采用ADXL345，支持通过I²C或SPI通信，可输出16位数据格式。

上述的控制模块的MCU采用TI的MSP430F2121，是16位的超低功耗微控制器，具有4KBROM和256B的RAM，支持I²C和SP1通信。

上述蓝牙模块采用支持蓝牙4.0协议的低功耗模块，可与多种蓝牙设备连接通讯。

上述电源模块采用可充电锂电池供电，可实现更长时间的续航，减轻整体设备的重量和体积。

根据资料显示，人体脊椎倾斜角度偏离正常角度大于15度时，时间达到40～50秒，就可能开始形成不良习惯。将人体脊椎正常生理曲度设置到控制器中，再设置一个倾斜变化门限值，通过差值来判断是否坐姿或者行走时背部角度不正确。

本发明的装置中的三轴加速度传感器以脊椎正常曲度值为正确角度基准值，并测量脊椎相对正确角度基准值的变化值，固定一个门限值，当变化值超过该门限值时，MCU做出判断并通过控制振动模块来提醒佩戴者。

本装置可以检测佩戴者是在站立姿态还是坐姿，当佩戴者站立起来时，三轴加速度传感器会检测到在垂直方向的一个向上的加速度值，在一定时间内没有其它大的加速度值变化，由此判断佩戴者站立，MCU进入站立模式，再通过该模式下的角度变化值，来判断佩戴者是否在走路时属于弯腰驼背，通过振动模块来提醒佩戴者；当佩戴者坐下时，三轴加速度传感器会检测到在垂直方向的一个向下的加速度值，在一定时间内没有其它大的加速度值变化，由此判断佩戴者坐下，MCU进入坐姿模式，再通过该模式下的角度变化值，来判断佩戴者在坐姿时是否背部弯曲过度，如果超过门限值则通过振动提醒佩戴者。

本装置也可检测佩戴者是否长时间久坐，MCU设置一个坐姿模式计时时间值，当佩戴者在坐姿模式下时，时间达到该值时，例如45分钟，说明佩戴者长时间久坐不动，则通过振动提醒佩戴者进行适当活动。