智能可穿戴近视预防系统的设计与应用

焦云菲

我周围的同学大部分都是近视眼，而且现在各类电子设备使得“低头族”越来越多，更是让青少年的视力健康问题雪上加霜。我的项目就是想要改善这种状况。

根据资料和观察周围人的用眼习惯，我经分析认为，导致青少年近视最主要的原因是长期低头看书或者电子屏幕，用眼姿势不正确，所以我想设计一种具有预防近视和提醒功能的智能可穿戴近视预防系统。

这一系统由智能可穿戴项链和手机应用程序组成。项链佩戴于使用者颈部，位于使用者颈椎后方的部分是微机电系统（MEMS）加速度传感器模块；吊坠则包含计算单元和蓝牙模块（图1）。

人颈椎的活动可以引起MEMS加速度传感器中小质量体的位置移动，小质量体移动的加速度和传感器中电容变化量相对应，由此可以測得外力引起的加速度大小，从而得到人颈椎位置的变化。

数据传输模块将颈椎部位姿态信息通过蓝牙传输给手机。预装应用程序的手机处理该信息，实现姿态解算，通过模式识别判断使用者的姿态是否会损伤视力，再通过响铃、振动、语音等方式提醒使用者。含电池的吊坠有一定重量，这有利于保持重心稳定，便于佩戴。

在完成了智能可穿戴近视预防系统的设计和制作后，我还进行了多人次、多姿态的数据采集实验，并分析了数据。这些结果为这一系统的嵌入式软件设计和操作模式设定提供了重要参考。

指导教师 钱利群 邱云周

专家说：这个作品不仅完成了硬件设计，还完成了手机App的设计，十分完善。我尤其喜欢作者的“吊坠”设计，吊坠模块对颈后模块采集到的数据进行处理后再决定是否提醒使用者注意身体姿态，比较严谨。现在的设计有效但可能不够“美”，如果将外观设计得更时尚，是否更加适合推广？