老人久坐瞌睡提醒仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种老人久坐瞌睡提醒仪，椅子坐垫内装有若干个压控开关，安全腰带内沿长度方向上均匀分布若干个铁片，椅子靠背内靠近老人的腰间处设有电磁铁，老人的手腕上佩戴有脉搏传感器；活动写字板设有闭眼监控模块和闪光灯，压控开关下方设震动器和发热电阻；压控开关被触发，单片机开始计时，当信号持续输入超过设定时间，蜂鸣器模块发出提醒音，电磁铁通电，安全腰带与电磁铁相吸将老人约束在椅子靠背上；经过30s，若老人仍没有离开椅子，震动器震动；再经过30s，老人仍然未起身，发热电阻和闪光灯同时通电，当老人瞌睡时，触发闭眼监控模块向单片机输入信号。本发明可判定老人是否久坐或者瞌睡，提醒方式多样，达到保护老人的目的。
【专利说明】老人久坐瞌睡提醒仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及生活用品领域，具体涉及一种适用于老人的久坐瞌睡提醒仪。
【背景技术】
[0002]老年人由于腿脚不便，体力不足，常常选择坐着看电视、看报纸等消耗体力较少的休闲活动，不少老人因为长期保持一个姿势而出现腰酸背痛甚至双脚麻木的情况。有些老人在看书看报时，由于精力的原因往往会出现打瞌睡的现象，而老人在睡觉的时候往往会着凉或在不经意间前倾跌倒，同时由于大脑缺血，醒来后老人往往会出现头晕、耳鸣、视物丰吴糊等症状。
[0003]中国专利号为201220106370.X，名称为一种具有久坐提醒功能的椅子，以及中国专利号201020228472.X，名称为防止久坐坐垫，都是根据坐的时间来提醒人们起来运动，当坐的时间达到设定值时，椅子就会振动，并发出警告音。这两种专利技术存在以下缺陷:判定久坐的方法单一，仅依靠时间这一标准；同时提醒的方法简单，并且对座椅上的人没有保护措施。
【发明内容】
[0004]针对以上不足，本发明提供一种适用于老人的久坐瞌睡提醒仪，该提醒仪可在坐的时间超过设定值或者瞌睡时自动提醒老人起来运动，并且能防止老年人因久坐、打瞌睡的意外跌倒。
[0005]本发明采用的技术方案是:本发明设在前方带有活动写字板的椅子上，椅子的坐垫的下面固定有电路板，坐垫内装有若干个压控开关，椅子的靠背的下方连接安全腰带，安全腰带内沿长度方向上均匀分布若干个铁片，椅子靠背内靠近老人的腰间处设有电磁铁，椅子的靠背上方靠近老人的耳朵处设有蜂鸣器模块，老人的手腕上佩戴有脉搏传感器；活动写字板设有闭眼监控模块和闪光灯，压控开关的下方设震动器和发热电阻；所述电路板上有单片机、电源板块、功率放大器及电磁继电器，单片机的输入端Xl通过保护电阻一路与脉搏传感器连接，另一路连接压控开关，压控开关连接电源板块，脉搏传感器通过闭眼监控模块与单片机的输入端X2连接。单片机的输出端Yl与蜂鸣器模块连接，单片机的输出端Y2与功率放大器连接，功率放大器与电磁继电器连接，电磁继电器分别并联接入电磁铁、震动器、发热电阻和闪光灯，发热电阻串接常闭温控开关，震动器通过第二时控开关连接220V电源，发热电阻和闪光灯经第一时控开关后连接第二时控开关，电磁铁和电磁继电器也分别接220V电源。
[0006]老人系上安全腰带且戴好脉搏传感器坐在椅上时，压控开关被触发，向单片机的输入端Xl输入信号，单片机开始计时，当信号持续输入超过设定时间，单片机同时向输出端Yl、Y2输出信号，蜂鸣器模块发出提醒音，电磁铁通电，安全腰带与电磁铁相吸将老人约束在椅子靠背上；经过30s，若老人仍没有离开椅子，第二时控开关闭合，震动器震动；再经过30s，老人仍然未起身活动，第一时控开关闭合，发热电阻和闪光灯同时通电，将坐垫的温度加热到60°C提醒，闪光灯同时闪光提醒。
[0007]当老人瞌睡时，脉搏开始下降，当脉搏传感器测得的数据降到额定值时，触发闭眼监控模块向单片机的输入端X2输入信号，单片机同时向输出端Y1、Y2输出信号。
[0008]本发明的有益效果是:
1、本发明可在连续久坐时间超过设定值或者瞌睡时自动提醒老人起来运动，当达到触发条件时，椅子就会震动、发热并发出警告音，系在腰间装有铁片的安全腰带会与座椅靠背上的电磁铁相吸，将老人约束在座椅靠背上，防止老年人久坐或瞌睡时跌倒。
[0009]2、本发明并不是单一的依靠时间，而是利用计时器、脉搏传感器、图像识别等方法判定老人是否久坐或者瞌睡，通过蜂鸣、振动、加热、闪光灯等方式来提醒老人，在听觉、触觉、视觉上提醒老人，提醒方式多样，达到保护老人的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]为了更全面地理解本发明的结构和工作原理，结合以下附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0011]图1是本发明老人久坐瞌睡提醒仪的安装示意图；
图2是图1中人久坐瞌睡提醒仪的电路连接结构示意图。
[0012]图中，1.安全腰带；2.电磁铁；3.蜂鸣器模块；4.脉搏传感器；5.闭眼监控模块；6.压控开关；7.坐垫；8.保护电阻；9.850/940nm红外LED阵列；10.红外摄像机；11.940nm滤波片；12.850nm滤波片；13.图像处理模块；14.电源模块；15.单片机；16.功率放大器；17.电磁继电器；18.震动器；19.常闭温控开关；20.发热电阻；21.闪光灯；22、23.时控开关。
【具体实施方式】
[0013]参见图1，本发明安装在椅子上，椅子前方带有活动写字板。在椅子的坐垫7的下面安装电路板，电路板通过其四个角上的螺纹孔，用螺栓固定于坐垫7下。在椅子的坐垫7内装有若干压控开关6，若干个压控开关6并联到电路板的电路中，只要坐垫7上的压力超过预设值，电路板的电路就接通。椅子的靠背的下方连接安全腰带1，安全腰带I的长度可调，在安全腰带I内沿安全腰带I的长度方向上均匀分布着若干个铁片，铁片与安全腰带I之间用海绵填充，这样不仅佩戴舒适，而且在约束老人的时候不会产生其他伤害。在椅子靠背内靠近老人的腰间处安装电磁铁2，电磁铁2通电时吸引安全腰带I中的铁片，与安全腰带I共同作用约束老人。
[0014]在老人的手腕上佩戴脉搏传感器4，脉搏传感器4接入电路板的电路中，脉搏传感器4是一种不仅能够判断老人是否瞌睡，而且还能实时监测老人身体情况的仪器。在椅子靠背上方靠近老人的耳朵处安装蜂鸣器模块3。
[0015]活动写字板连接在椅子的前方，活动写字板上表面通过吸盘安装闭眼监控模块5，闭眼监控模块5在不使用的情况下可以向后翻转收藏在椅子左侧的扶手内，以方便于老人坐下和站起。
[0016]如图2所示，电路板上安装有单片机15、电源板块14、功率放大器16以及电磁继电器17。单片机15的输入端Xl通过保护电阻8 一路与脉搏传感器4连接，另一路连接压控开关6，压控开关6连接电源板块14。脉搏传感器4通过闭眼监控模块5与单片机15的输入端X2连接。单片机15的输出端Yl与蜂鸣器模块3连接，单片机15的输出端Y2与功率放大器16连接，功率放大器16与电磁继电器17连接，电磁继电器17分别并联接入电磁铁2、震动器18、发热电阻20、闪光灯21。发热电阻20串接常闭温控开关19，震动器18通过时控开关23连接220V电源，发热电阻20和闪光灯21经时控开关22后连接时控开关23。电磁铁2和电磁继电器17也分别接220V电源。
[0017]震动器18和发热电阻20安装在椅子的坐垫7上，可以安装在压控开关6的下方，闪光灯21安装在活动写字板上，可以与闭眼监控模块5组合在一起形成一个组合装置，该组合装置通过一个吸盘固定在活动写字板上。
[0018]闭眼监控模块5为市购产品，由红外摄像机10、850/940nm红外LED阵列9、850nm滤波片12、940nm滤波片11以及图像处理模块13组成，红外摄像机10与850/940nm红外LED阵列9相串接，850nm滤波片12和940nm滤波片11并联后串接在红外摄像机10与图像处理模块13之间，采用850/940nm红外双波长检测眼睛的状态，能有效地将眼睛与脸部图像其余部分分离，避免了背景环境的干扰，能准确地定位眼睛位置并计算其闭合面积，从而判断老人是否瞌睡。
[0019]当老人系上安全腰带I并且戴好脉搏传感器4坐在椅上时，压控开关6被触发，向单片机15的输入端Xl输入信号，单片机15开始计时，当信号持续输入超过设定时间(如I小时)，单片机15同时向输出端Y1、Y2输出信号，蜂鸣器模块3发出提醒音，通过功率放大器16，电磁铁2通电，安全腰带I就会与座椅靠背上的电磁铁2相吸，将老人约束在椅子靠背上，这样一方面可以通过约束力提醒老人，另一方面可以防止老人前倾跌倒。经过30s，若老人仍然没有离开椅子，时控开关23闭合，驱动震动器18，椅子开始震动。再经过30s，老人仍然未起身活动，时控开关22闭合，发热电阻20和闪光灯21同时通电，椅子开始加热，将坐垫7的温度加热到60°C提醒老人，闪光灯21同时闪光，在不影响老人健康的前提下通过视觉提醒老人，此时4种提醒方式同时工作，直至老人离开椅子为止。为了防止烫伤老人，发热电阻20连接有常闭温控开关19，当坐垫7的温度超过60°C时，温控开关19断开，停止加热，若温度低于60°C，温控开关19闭合，发热电阻20继续给坐垫7加热。老人瞌睡时，脉搏开始下降，当脉搏传感器4测得的数据降到额定值时，触发活动写字板上的闭眼监控模块5中850/940nm红外LED阵列9发出等光照强度的850nm/940nm红外光，红外摄像机10同时拍摄含有该两个波长红外光的老人面部反射图像，940nm滤光片11和850nm滤波片12分别滤出940nm和850nm波长的反射图像，图像处理模块13完成图像相减、眼睛位置跟踪、眼睛面积补偿和计算，得出老人眼部图像，并利用眼睛面积补偿算法，有效地解决由于老人头部运动造成的眼睛面积变化的问题，当测得老人眼睛闭合程度超过80%时，图像处理模块13向单片机15输入端X2输入信号，触发与久坐相同的上述4种提醒方式。即单片机15同时向输出端Yl、Y2输出信号，蜂鸣器模块3发出提醒音，电磁铁2通电,安全腰带I与电磁铁2相吸将老人约束在椅子靠背上；经过30s，若老人仍没有离开椅子，第二时控开关23闭合，震动器18震动；再经过30s，老人仍然未起身活动，第一时控开关22闭合，发热电阻20和闪光灯21同时通电，将坐垫7的温度加热到60°C提醒，闪光灯21同时闪光提醒。
[0020]当老人卸下安全腰带I和脉搏传感器4离开座位后，压控开关6断开，单片机15两输入端停止发出信号，单片机15的输出端停止输出，蜂鸣器模块3停止发声，电磁继电器17断开，震动器18、发热电阻20、电磁铁2、闪光灯21停止工作。本发明通过触觉、听觉、视觉等方式提醒老人且对老人给予适当的防护。
【权利要求】
1.一种老人久坐瞌睡提醒仪，设在前方带有活动写字板的椅子上，其特征是:椅子的坐垫(7)的下面固定有电路板，坐垫(7)内装有若干个压控开关(6)，椅子的靠背的下方连接安全腰带(I)，安全腰带(I)内沿长度方向上均匀分布若干个铁片，椅子靠背内靠近老人的腰间处设有电磁铁(2)，椅子的靠背上方靠近老人的耳朵处设有蜂鸣器模块(3)，老人的手腕上佩戴有脉搏传感器(4);活动写字板设有闭眼监控模块(5)和闪光灯(21)，压控开关(6)的下方设震动器(18)和发热电阻(20);所述电路板上有单片机(15)、电源板块(14)、功率放大器(16)及电磁继电器(17)，单片机(15)的输入端Xl通过保护电阻(8) —路与脉搏传感器(4)连接，另一路连接压控开关(6)，压控开关(6)连接电源板块(14)，脉搏传感器(4)通过闭眼监控模块(5)与单片机(15)的输入端X2连接；单片机(15)的输出端Yl与蜂鸣器模块(3)连接，单片机(15)的输出端Y2与功率放大器(16)连接，功率放大器(16)与电磁继电器(17)连接，电磁继电器(17)分别并联接入电磁铁(2)、震动器(18)、发热电阻(20)和闪光灯(21)，发热电阻(20)串接常闭温控开关(19)，震动器(18)通过第二时控开关(23)连接220V电源，发热电阻(20)和闪光灯(21)经第一时控开关(22)后连接第二时控开关(23 )，电磁铁(2 )和电磁继电器(17 )也分别接220V电源。
2.根据权利要求1所述的老人久坐瞌睡提醒仪，其特征是:老人系上安全腰带(I)且戴好脉搏传感器(4)坐在椅上时,压控开关(6)被触发，向单片机(15)的输入端Xl输入信号，单片机(15)开始计时，当信号持续输入超过设定时间，单片机(15)同时向输出端Y1、Y2输出信号，蜂鸣器模块(3)发出提醒音，电磁铁(2)通电，安全腰带(I)与电磁铁(2)相吸将老人约束在椅子靠背上；经过30s，若老人仍没有离开椅子，第二时控开关(23)闭合，震动器(18)震动；再经过30s，老人仍然未起身活动，第一时控开关(22)闭合，发热电阻(20)和闪光灯(21)同时通电，将坐垫(7)的温度加热到60°C提醒，闪光灯(21)同时闪光提醒。
3.根据权利要求2所述的老人久坐瞌睡提醒仪，其特征是:当坐垫(7)的温度超过60°C时，常闭温控开关(19)断开，停止加热。
4.根据权利要求1所述的老人久坐瞌睡提醒仪，其特征是:当老人瞌睡时，脉搏开始下降，当脉搏传感器(4)测得的数据降到额定值时，触发闭眼监控模块(5)向单片机(15)的输入端X2输入信号，单片机(15)同时向输出端Y1、Y2输出信号,蜂鸣器模块(3)发出提醒音，电磁铁(2)通电，安全腰带(I)与电磁铁(2)相吸将老人约束在椅子靠背上；经过30s，若老人仍没有离开椅子，第二时控开关(23)闭合，震动器(18)震动；再经过30s，老人仍然未起身活动，第一时控开关(22)闭合，发热电阻(20)和闪光灯(21)同时通电，将坐垫(7)的温度加热到60°C提醒，闪光灯(21)同时闪光提醒。
【文档编号】G08B21/02GK104050776SQ201410266961
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】李仲兴, 李重重, 江洪, 张丹青 申请人:江苏大学