[发明专利]一种学生智能桌面及坐姿评价方法

说明书

本发明公开了一种学生智能桌面及坐姿评价方法，包括桌面、可翻转智能检测板、控制单元、语音模块、无线通信模块和电源模块，其中可翻转智能检测板包括传感器检测模块和触摸液晶屏；传感器检测模块将检测到的人体距离、是否有人及环境声音信息传送至控制单元；触摸液晶屏用于显示系统信息，接收用户的输入信号；语音模块将控制单元输出的文字转换成语音输出；无线通信模块将用户的有效学习时间及坐姿信息发送至客户端。本发明可自动识别用户所坐的位置并调节飞行时间传感器的工作模式；采用多传感器信息融合技术，对用户坐姿、阅读距离等参数进行评估；实现了远程监督、坐姿矫正、语音提醒等功能，适应性强，应用面广。

技术领域

本发明属于智能家居技术领域，特别是一种学生智能桌面及坐姿评价方法。

背景技术

现如今的学生不仅需要完成学校布置的大量作业，而且学生们的家长也会通过给他们报名如书法、绘画、阅读类补习班来提高个人的文学素养。在这个过程中，对于家长来说，监督孩子的学习是一项难题；对于学生来说，他们难免会养成一些不良的坐姿习惯、阅读习惯。长期的不良坐姿和阅读习惯导致越来越多的学生在初中甚至小学就出现斜肩、近视的情况，这不仅容易引起学生学习过程中的焦虑，更是对他们自身的身体健康造成了极大的损害。

现有的预防学生近视的设备大都是通过座椅来固定学生坐姿，从而达到坐姿矫正的目的，但是这种方式的体感并不舒适，反而不利于良好坐姿习惯的养成，除此之外，该类设备通常功能比较单一，仅具有坐姿矫正和提醒的功能，没有学习监督和反馈的功能，而且随着学生的成长，身体骨骼也会发生变化，该类座椅也就未必适应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向学生的智能桌面及坐姿评价方法，能够矫正学生学习过程中的不良坐姿，远程获取学生学习过程中的有效学习时间及坐姿信息，提高学生学习过程中的舒适性，养成学生良好的坐姿习惯，并给家长提供有效的学习监督途径。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种学生智能桌面，包括桌面、可翻转智能检测板、控制单元、语音模块、无线通信模块、电源模块、可翻转挡书板和支撑结构，其中，可翻转智能检测板通过第一连接轴设置在桌面上方，可翻转挡书板的通过第二连接轴设置在桌面的下方；所述控制单元与可翻转智能检测板连接，实现系统检测、显示、输入输出和指示功能；语音模块与控制单元连接，用于将控制单元输出的文字信息转换为语音信息；无线通信模块与控制单元连接，实现远程数据传输；电源模块为控制单元、可翻转智能检测板、语音模块、无线通信模块供电；所述支撑结构包括支撑杆、支撑底座和凹槽，凹槽位于支撑底座上，支撑杆一端与桌面底部连接，另一端设置在凹槽内，所述支撑底座通过第三连接轴与桌面连接。

一种学生智能桌面的坐姿评价方法，包括飞行时间传感器工作模式的自动选择和坐姿评价；其中

基于多传感器信息融合技术的飞行时间传感器工作模式自动选择，步骤如下：

(1)采集多组包括声音传感器、人体红外传感器、4个飞行时间传感器的数据，并对其进行滤波和求均值；

(2)将6个传感器数据送入神经网络融合系统，神经网络采用3层前馈误差反向传播网络，并根据规则进行学习，采用自适应学习速率和附加动量法相结合的BP学习算法，得出用户准备学习的概率Q；同时将4个飞行时间传感器数据送入模糊逻辑推理系统，先利用隶属函数将输入模糊化为3级，即根据距离划分3级，输出模糊化为2级，即根据使用可能性划分2级，再根据给出的模糊规则进行推理，最后采用重心法去模糊化，得到飞行时间传感器使用概率Q_i，i＝1，2，3，4；

(3)分析用户准备学习概率Q和飞行时间传感器使用概率Q_i，当Q大于0.5且Q_i大于0.5，第i号飞行时间传感器投入使用，否则不投入使用，从而确定飞行时间传感器的工作模式，若仅有一个飞行时间传感器投入使用，则系统按规则会自动将另一个邻近的传感器投入使用，保证至少两个飞行时间传感器投入使用；

坐姿评价步骤如下：