一种带脑电波检测及刺激功能的智能视力保护仪

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一种带脑电波检测及刺激功能的智能视力保护仪\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种带脑电波检测及刺激功能的智能视力保护仪，用户可以通过在学习的过程中使用本产品，在适当的时间通过刺激，调整脑电波的类型，使之处于α波状态，提高学习效率。并且本发明还可以帮助用户保持正确的学习姿势并养成习惯，有效的预防因为青少年在学习时因为不良坐姿、较差的光环境、过长学习时间而造成的近视问题。\n背景技术\n[0002] 1、在当前的信息社会中，人类获得外界信息，有八成以上通过视觉来完成。数据显示：我国人群中近视眼的患病率约达33%，也就是说，4亿人是近视眼。更令人关注的是，国内约有3000万人是高于600度并伴有眼底改变的病理性近视眼患者。这样的近视眼可并发视网膜脱离、青光眼、核心白内障等。与此同时，青少年的斜视、弱视也成了视觉医学领域不可忽视的一大问题。\n[0003] 2、越来越多的中小学生因为过多的作业负担而学习时间过长不注意眼休息，不正确的坐姿学习也是近视发生的主要原因。\n[0004] 3、试验表明，在人心情愉悦或静思冥想时，一直兴奋的脑电波β波、δ波或θ波此刻弱了下来，α波相对来说得到了强化，因为这种波形最接近右脑的脑电生物节律，于是人的灵感状态就出现了。因此国外一些著名的科学家（如：罗扎诺夫）有过相关著作，通过播放某种音乐，可以使脑电波进入α波状态。\n[0005] 4、目前的一些和脑电波刺激相关的发明：如CN01120548.2《音频发生器和分频器在诱导发生α和θ脑电波方面的应用》通过声波刺激脑电波，CN201120007047.X《一种α脑波的光刺激诱导装置》通过光刺激脑电波，CN200820222205.4《同频刺激学习记忆器》通过不同频率的电压刺激脑电波。上述的发明有的没有考虑到保护视力，有的无法应用于学习的过程。\n[0006] 现有的发明，如申请号为CN201120007047.X《一种α脑波的光刺激诱导装置》使用不同颜色的光对脑电波进行刺激，这样虽然会刺激脑电波，但是在刺激过程中发出的红色，绿色或者蓝色光会对视力产生不利的影响；申请号为CN01120548.2《音频发生器和分频器在诱导发生α和θ脑电波方面的应用》的发明是通过在双耳中播放不同频率的声波刺激脑电波，长期使用会对听力造成损害，并且双耳中播放固定的频率会造成人情绪的烦躁；\n申请号为CN200820222205.4《同频刺激学习记忆器》的发明是桌上摆放型产品，不利于携带，并且通过不同频率的电压刺激脑电波，使用电极直接作用于头部输入电压的方式对脑电波进行刺激，对人体的安全性与否并没有得到科学的论证，如果在学习的过程中使用此方式，是否会影响学习状态也不得而知。综上所述的这些脑电波的刺激形式都不适合于在学习过程中使用。\n发明内容\n[0007] 针对现有技术的不足,本发明目的是提供一种带脑电波检测及刺激功能的智能视力保护仪，在使用者学习时通过对脑电波检测及外部刺激使脑电波处于α波状态，并且帮助使用者选择适合的环境进行学习，这样有助于提高学习效率。本发明还可以帮助使用者在学习过程中保持正确的姿势并养成习惯，从而保护视力。\n[0008] 本发明的技术方法如下：一种带脑电波检测及刺激功能的智能视力保护仪，包括：\n传感器、控制器、刺激装置和报警装置；所述传感器对脑电波进行采集；所述控制器接收来自所述传感器采集的相应数据，所述控制器根据测量结果进行处理后判断脑电波是否是α波类型，如果脑电波不是α波类型，则触发所述刺激装置进行刺激，促使脑电波进入α波状态。\n[0009] 所述传感器、控制器监测脑部的脑电波类型，如果脑电波的类型是适合学习的类型，表明大脑处于最佳记忆状态，适合学习；如果探测结果为不适合学习的类型，即脑电波的类型不是α波状态，则不适合学习，可以通过声、气味、超声波等外部刺激，诱导大脑进入α波状态，例如播放特定的背景音乐，使大脑的脑电波变成α波状态。\n[0010] 另外，本发明带脑电波检测及刺激功能的视力保护仪的传感器还可以对周围环境因素进行采集测量；所述环境因素可以为温度、气味、色彩、震动、光谱或噪音，所述传感器通过视频采集设备采集周围环境的色彩、通过分贝计采集周围环境的噪音、通过温度传感器采集周围环境的温度、通过气味传感器采集周围环境的气味、通过光谱测量模块进行光谱分析、通过重力加速度或者陀螺仪采集周围环境的震动，并通过模块处理变成数值。所述传感器把采集到的周围环境因素信息传至所述控制器的处理器或者后台服务器，进行处理，并根据处理结果进行判断，用户所处的环境是否符合学习要求。\n[0011] 另外，本发明一种带脑电波检测及刺激功能的智能视力保护仪中的传感器还可以对距离、光强、或倾角进行测量，其中距离测量采用红外PSD或者激光测量技术，光强测量采用光敏传感器，倾角测量采用重力加速度传感器，传感器测得相应数据传输给控制器，控制器根据测量结果与设定值相比较，如果超出设定范围，则触发报警装置发出报警。本发明同时提供远程报警功能，可以使报警信息通过网络、BT等传输媒介提醒使用者的监护人，并告知目前的设备的开关、使用状态和报警状态。\n[0012] 此外本发明还包括计时装置，利用接近传感器感知人体后开始计时，在达到设定的时间时做出提醒。\n[0013] 红外PSD或者激光测量得到相应的距离值，传输给控制器。\n[0014] 重力加速度传感器、光敏传感器及相关的检测模块采用I2C、UART、USB、SDIO接口和控制器相连。\n[0015] 报警装置可根据控制器发出的不同信号，做出声音、振动及发光不同形式的或不同形式组合的报警。\n[0016] 本发明可以把报警信息通过无线以点对点或服务器中转的方式传送给其它各类终端。\n[0017] 本发明还可以通过摄像设备、分贝计、气味传感器、光谱检测模块、重力加速度传感器、陀螺仪等采集周围环境因素，传至处理器或者后台服务器，进行处理，并根据处理结果进行判断，用户所处的环境是否符合学习要求。\n[0018] 本发明通过探测器对学习环境中的光谱进行探测，并对探测结果进行分析，如果环境中某些容易引起视力疲劳的光线、红外线或者紫外线超出范围，则产生报警。\n[0019] 本发明可以采用一次性或者可充电电池供电，并适时对电池电压进行检测，如有需要及时通知用户充电或者更换电池。\n[0020] 本发明包括脑电波检测及刺激、距离测量电路、提示电路、光强检测、光谱检测、控制器、倾角检测、学习计时、人体接近探测、环境检测等模块。\n[0021] 本发明的有益效果在于，通过贴在大脑上的电极检测脑电波的类型，是否是适合学习的类型，如果不是还可以通过刺激装置，如播放音乐，使脑电波类型变成适合学习的类型。还可以对当前的用眼环境中的光强进行测量，当光的强度低于或者高于某一不利于用眼的值时，将提醒用户采用适宜的光源学习。用户在使用本发明过程中，通过红外或者激光检测眼睛和书本或者目标物体的距离，当这个距离低于某一距离，将提醒用户注意保持合适距离。当用户的头部偏离超过一个预设定的角度时，将会提醒用户端正头部姿势。当用户使用本发明超过一定的时间（例如：45分钟），将提醒用户休息一段时间。本发明通过探测器对学习环境中的光谱进行探测，并对探测结果进行分析，如果环境中某些容易引起视力疲劳的光线、红外线或者紫外线超出范围，则产生报警。本发明可以把报警信号通过无线以点对点或服务器中转的方式传送给其它各类终端，提醒监护人督促用户改正学习姿势或者更换合适的学习环境。用户长期使用本发明，在学习中可以自然的形成规范的，正确的学习姿势，从而保护了视力。本发明通过检测模块对用户的学习环境进行采集，通过计算后，得出结论，环境是否适合学习并反馈给使用者或监护人。\n附图说明\n[0022] 附图1为本发明带脑电波检测及刺激功能的智能视力保护仪的工作流程图。\n具体实施方式\n[0023] 下面结合工作流程图和实施例来说明本发明的具体工作方式。\n[0024] 本实施例的带脑电波检测及刺激功能的智能视力保护仪，包括：传感器、控制器、报警及刺激装置；所述传感器对脑电波进行采集；所述控制器接收来自所述传感器测得相应数据，所述控制器根据测量结果进行处理后与设定值相比较，是否是符合学习要求的脑电波类型，如果脑电波不是α类型，则触发所述刺激装置进行刺激，促使脑电波进入α波状态。\n[0025] 所述传感器监测脑部的脑电波类型，如果脑电波的类型是适合学习的类型，表明大脑处于最佳记忆状态，适合学习；如果探测结果为不适合学习的类型，即脑电波的类型不是α波状态，大脑的脑电波不是α波状态则不适合学习，可以通过声、气味、超声波等外部刺激，诱导大脑进入α波状态，例如播放特定的背景音乐，使大脑的脑电波变成α波状态。\n[0026] 本实施例的传感器还可以对周围环境因素的采集，并判断用户所处的环境是否符合学习要求，例如通过一个视频采集设备采集周围环境的颜色，分贝计采集环境噪声，重力加速度传感器或陀螺仪采集震动，光谱检测模块进行光谱分析，两个传感器分别采集环境的温度和环境的气味，并通过模块处理变成数值。通过采集的数值与系统中我们对颜色、温度、噪音、震动、光谱、气味的设定值进行比较，判断当前学习环境是否符合学习。\n[0027] 本实施例的传感器还可以对距离、光强、或者倾角进行测量，其中对距离进行测量的采用红外PSD或者激光测量单元，对光强进行测量的采用光敏传感器，对倾角进行测量的采用重力加速度传感器，传感器测得相应数据传输给控制器，控制器根据测量结果与设定值相比较，如果超出设定范围，则触发报警装置发出报警。另外，本发明的计时装置，利用接近传感器感知人体后开始计时，在达到设定的时间时做出提醒。所述红外PSD或者激光测量单元进行距离测量，并把测量结果传递给所述控制器；所述重力加速度传感器、光敏传\n2\n感器及相关检测模块采用IC、UART、USB、SDIO接口和所述控制器相连；所述报警装置可根据所述控制器发出的不同信号，做出声音、振动及发光不同形式的或不同形式组合的报警信息。\n[0028] 研究表明，波长在380～495nm附近的蓝光的能量较强，是引起视网膜功能衰退的原因，波长在780nm至2.5um的近红外线红外线照射的眼睛温度高的话，眼睛的水分就容易蒸发，这也是引发干眼症的原因所在。\n[0029] 本实施例的带脑电波检测及刺激功能的智能视力保护仪，其保护方式在于（如图1所示）：\n[0030] 步骤101 开机后进行程序初始化；\n[0031] 步骤102 进行电池电量检测，是否处于低电量状态，如果是低电量，则提醒用户需要进行充电或者更换电池；\n[0032] 步骤103 如果电量检测的结果是非低电量，则进行人体接近探测，此步骤的目的是检测本装置是否开始被使用，如果检测到无人体接近，则回到步骤102；\n[0033] 步骤104 如果检测有人体接近，则表明本装置开始被使用，开始学习的时间计时；\n[0034] 步骤105 在开始计时后，开始测量至前面目标物体的距离；\n[0035] 步骤106测量环境中光的强度；\n[0036] 步骤107测量头部的倾斜角度；\n[0037] 步骤108 当上述步骤测量完成后,开始检测环境,并把环境检测结果传送至处理器；\n[0038] 步骤109 根据步104、105、106、107、108的测量结果，当有不满足条件的测量结果时，系统判断是哪种类型的报警，并触发步骤110,111；\n[0039] 步骤110 根据步骤109的判断结果，如需报警，系统根据报警类型的不同，用声音、振动及发光等不同的形式或者不同形式的组合告知用户；\n[0040] 步骤111 如需报警则把报警信息通过无线以点对点或服务器中转的方式传送给其它终端；\n[0041] 步骤112 通过传感器检测脑电波的状态,并把检测结果传递给处理器,判断是否是适合学习的类型,并可以通过声、气味、超声波方式促使脑电波处于适合学习的状态。\n[0042] 虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。