一种智能提醒仪的制作方法

本发明涉及智能检测技术领域，尤其涉及一种智能提醒仪。

背景技术：

随着我们国家经济与科技的快速发展，不论是学习还是工作，外界社会竞争压力逐渐增大，久坐的时间不断增多。绝大部分人很难意识到自己的不正确坐姿，同时也不能及时得到他人的提醒；人们往往在工作完成时，才发觉不良坐姿带来的不适感；久而久之，出现一些近视、颈椎病、腰椎间盘突出的疾病，这些对人的健康影响是巨大的。

如今市面上的坐姿纠正产品，例如背背佳、固定在桌子上的矫正器都是借助外力机械式固定使用者的身体，这种纠正提醒方式会使使用者产生依赖性。另外则是通过一些传感器，例如通过压力传感器，测距传感器和报警器实现坐姿检测与提醒，但是整体结构复杂，并且检测到坐姿错误，便会发出尖锐的声音提醒使用者，长时间会使使用者产生抵触心理，影响工作学习心情；此种发明的误报率较高，若发明装置放置的位置不对，错误的概率则会更高；现代科技的发展，使得简单而必要的检测识别可以通过智能型设备得以实现。本发明基于深度学习，通过图像采集分析并对环境实时监控判断，利用智能科技的手段，营造一个人性化，智能化，多功能使用的环境。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能提醒仪，旨在克服现有之不足，通过图像采集分析并对环境实时监控判断，利用智能科技的手段，营造一个人性化，智能化，多功能使用的环境。

为了实现上述目的，本发明提供一种智能提醒仪，包括：图像处理模块、光线检测模块、语音通讯模块、驱动模块、中央处理单元、通信模块；

所述图像处理模块与所述中央处理单元相连，用于将采集的图像传输至所述中央处理单元；

所述光线检测模块与所述中央处理单元连接，用于检测环境光强并将离散得到的数据传输至所述中央处理单元；

所述驱动模块与所述中央处理单元相连，用于根据所述中央处理单元的判断实现转向控制，以使在转动过程中所述图像处理模块能够采集到有效的图像；

所述通信模块与所述中央处理单元相连，用于实现所述中央处理单元与服务器之间的双向数据传输；

所述语音通讯模块与所述中央处理单元相连，用于根据所述中央处理单元的处理结果输出相应的语音提醒。

一种实现方式中，所述驱动模块包括：驱动电路、微型舵机；

所述微型舵机通过所述驱动电路与所述中央处理单元相连，所述中央处理单元通过所述驱动电路控制所述微型舵机占空比，以实现转向控制。

优选的，所述中央处理单元通过http协议与手机终端通信。

优选的，所述图像处理模块(1)为图像检测传感器，所述图像检测传感器通过连接件与水平面成35°夹角。

优选的，所述光线检测模块为光强传感器。

优选的，所述通信模块为无线通信模块，所述无线通信模块为基于websocket。

优选的，所述中央处理单元设定所述光线检测模块的检测时间，在所述光线检测模块检测环境光强在第一时间范围内时，所述中央处理单元处理为光照强度合适；当检测结果低于第二范围或者高于第三范围时，所述中央处理单元通过控制所述语音通讯模块发出相应的语音信号。

优选的，所述智能提醒仪的本体为机器人，所述图像处理模块和所述光线检测模块分别设置为所述机器人的两个眼睛，所述语音通讯模块的出音口设置于所述机器人的嘴巴处，所述驱动模块设置于所述机器人的头部与身体连接处，所述中央处理单元设置于所述机器人的身体内。

应用本发明实施例提供的一种智能提醒仪，提醒检测效果更佳，结构简单易于操作且适合多场景应用，更加人性化。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种智能提醒仪的一种结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种智能提醒仪的一种流程示意图。

图3是本发明实施例提供的主控部分流程图。

图4是本发明实施例提供的舵机调控作用流程图。

图5是本发明实施例提供的环境光强检测流程图。

图6是本发明实施例提供的通信模块流程图。

图7是本发明实施例提供的语音输出控制流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1-7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1-2本发明提供一种智能提醒仪，包括：图像处理模块1、光线检测模块2、语音通讯模块3、驱动模块4、中央处理单元5、通信模块6；

所述图像处理模块1与所述中央处理单元5相连，用于将采集的图像传输至中央处理单元5；

所述光线检测模块2与所述中央处理单元5连接，用于检测环境光强并将离散得到的数据传输至中央处理单元5；

所述驱动模块4与所述中央处理单元5相连，用于根据中央处理单元5的判断实现转向控制，以使在转动过程中所述图像处理模块1能够采集到有效的图像；

所述通信模块6与所述中央处理单元5相连，用于实现中央处理单元5与服务器之间的双向数据传输；

所述语音通讯模块3与所述中央处理单元5相连，用于根据所述中央处理单元5的处理结果输出相应的语音提醒。

需要说明的是，中央处理单元5包括微型计算机单元，音频解码单元；中央处理单元5通过音频解码单元与语音通讯模块3连接，图像处理模块1是基于轻量级目标检测算法yolov3实现人体姿态检测，使用时，本发明固定在距被测人员60厘米处，图像处理模块1距离桌面15厘米；图像处理模块1通过图像检测传感器将采集的图像经图像传输通道送至中央处理单元5，图像检测传感器通过连接件与水平面成35°夹角，以减小镜头通过凹面玻璃产生的桶形失真影响。中央处理单元将图像送入通过深度学习模型分析检测图像，深度学习模型将结果返回，中央处理单元根据返回结果控制语音通讯模块3是否响应，如果坐姿标准通过通信模块6送至服务器，如果坐姿不标准语音通讯模块3则发出语音提醒参照图3。

可以理解的是，图像检测传感器在检测采集图像时，需结合光线检测模块2和驱动模块4以获得最佳采集效果；光线检测模块2为光强检测传感器，用于检测环境光强，并将离散得到的数据传输到中央处理单元5，中央处理单元5实现分析控制；驱动模块4可实现不同角度观测，通过中央处理单元5指令实现本发明主要部分转动达到转向控制，从而使图像检测传感器获得最佳检测位置。语音通讯模块3包括低功耗立体声音频编解码器单元wm8960，其自带有扬声器，通过i2s接口实现音频数据由扬声器输出，根据中央处理单元5指令实现相对应的语音输出，不再是单一的报警提示声音，实现语音多样化、人性化交互功能。通信模块6与中央处理单元5相连，实现中央处理单元5与服务器之间的双向数据传输；通信模块包括中央处理单元(cpu)、http协议、手机终端；中央处理单元包含于中央处理单元5中，中央处理单元将分析处理后的数据通过http协议传送到服务器中。

需要说明的是，轻量级目标检测算法yolov3基于深度学习和keras开源人工神经网络库，以tensorflow作为后端张量操作库运行，通过keras的完全模块化，实现训练模型的评估及测试，同时基于opencv计算机视觉库对采集到的图像进行计算机视觉处理。训练模型通过网上寻找各种坐姿和不同角度的同一坐姿的图片，将人体坐姿从各个角度分类，这些角度包括侧面、正面，包括侧面的不正确坐姿、正确的坐姿，之后将分别用labelimg软件打标签以制作出相应的数据集；再通过随机分组分别产生80％的训练集和20％的测试集，同时生成对应的文档；之后通过kmeans算法聚类，最后将数据集投入训练，训练出来的模型。

优选的，所述驱动模块4包括：驱动电路、微型舵机；

可以理解的是，驱动模块4包括：驱动电路、微型舵机；微型舵机通过驱动电路与中央处理单元5相连，微型舵机安装于图1的轴部，参照图4，驱动模块4在电源开启之后立即执行，中央处理单元通过驱动电路控制舵机占空比的限幅输出，使得整个头部能够往左往右实现各60°的最大转动。因此，主要用于提醒仪放置于不同位置时根据所述的中央处理单元返回的判断实现转向控制，输出角度可在的范围可以在向左和向右各60°。同时通过程序控制舵机实现头部0.1弧度每秒的转速，以确保图像处理模块1采集获得清晰的图像返回到中央处理单元，中央处理单元根据图像判断桌子前一米范围内是否有人坐着学习一分钟及以上；若检测到，则在当前位置的左右5°内微调，此时定时拍照检测排石图像中的坐姿、返回分析，实现最佳位置实时检测坐姿状态，同时舵机停止工作；否则继续检测。

一种实现方式中，所述中央处理单元通过http协议与手机终端通信。

需要说明的是，通信模块包括中央处理单元(cpu)、http协议、手机终端；中央处理单元包含于中央处理单元5中，中央处理单元将分析处理后的数据通过http协议传送到服务器中并记录；客户终端可以通过通信模块6登录用户名，随时获取云端存储的数据。手机终端通过访问服务器即可加载数据；手机终端可以是app，更优选轻量级手机小程序，由于小程序无需下载，通过扫码便能登录并且不占过多内存如图6。

优选的，所述通信模块为无线通信模块，所述无线通信模块为基于websocket。需要说明的是，websocket是实现客户端与服务器之间的双向数据传输的通讯协议。

一种实现方式中，所述中央处理单元5设定所述光线检测模块的检测时间，在所述光线检测模块2检测环境光强在第一时间范围内时，所述中央处理单元5处理为光照强度合适；当检测结果低于第二范围或者高于第三范围时，所述中央处理单元5通过控制所述语音通讯模块3发出相应的语音信号。

可以理解的是，光线检测模块2为光强传感器，与中央处理单元5连接；中央处理单元5设定每半个小时向光线检测模块2检测周围环境，光强检测传感器检测环境光强在250勒克斯～330勒克斯之间，返回中央处理单元处理为光照强度合适；当环境光强低于250勒克斯时，中央处理单元控制语音通讯模块3输出“环境较暗”的信号；当环境光强高于330勒克斯时，中央处理单元控制语音通讯模块3输出“环境较亮”的信号，如图5。需要说明的是，语音通讯模块的语音输出针对不同的坐姿，如低头、歪头、趴下等，以及各模块对应需要的输出定制了不同的语音提醒，如图7。

优选的，所述智能提醒仪的本体为机器人，所述图像处理模块1和所述光线检测模块2分别设置为所述机器人的两个眼睛，所述语音通讯模块3的出音口设置于所述机器人的嘴巴处，所述驱动模块4设置于所述机器人的头部与身体连接处，所述中央处理单元5设置于所述机器人的身体内。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。