物聯網技術在智慧眼鏡的應用*

安徽理工大學電氣與信息工程學院 吳倩倩 江昆

隨著物聯網技術的發展，傳統化的產品隨著市場的需求也在不斷地進行更新。從可穿戴產品——智慧眼鏡來看，單一功能的應用已經不能滿足大多數人的需求了，本文從智能眼鏡的功能上進行了如下功能的拓展：健康監測、健身糾正、烹飪指導、攝像功能、丟失警報功能，從而實現智能眼鏡的多元化發展。

隨著物聯網技術的不斷發展，該技術已經滲透到人類生活中的各個層面。同時由于人們的日常需求也發生了翻天覆地的變化，傳統功能的產品已經滿足不了大眾的多樣化需求，催生了可穿戴產品的市場化，其中人性化的設計極大地便利了我們的生活。經調查研究，由于社會的快速發展，人們的用眼頻率高，視力自然衰弱等情況下使社會對眼鏡的需求量變高。為了擺脫傳統眼鏡的單一化功能，結合有物聯網技術的智慧眼鏡為整個眼鏡行業增添了新的光彩。

1 物聯網的含義

物聯網顧名思義就是“物與物相連的互聯網”，通過傳感器、無線射頻技術、全球定位系統等信息傳感設備，按約定的協議，把物品與互聯網連接起來，從而實現信息之間的交換和通信，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡[1]。

因為眼鏡現已成為絕大多數人生活中不可缺少的物品，所以通過在眼鏡的設計中加入物聯網的應用，能夠大幅度拓展產品的應用范圍。

2 物聯網技術在眼鏡的應用

2.1 健康監測

伴隨著人民生活的日益改善，人們更加重視身體的健康程度。類似于智能手環等其他可穿戴產品，具有健康監測功能的智能眼鏡以其獨特的優勢出現在市場上[2]。健康監測框圖如圖1所示。通過搭載的傳感器結合物聯網技術將采集的人體數據信息進行感知，如人臉面部的疲勞程度、用眼時間等物理信號的采集，然后通過GPRS通信技術將傳感器數據傳輸到One NET云平臺，云平臺通過API接口將數據信息傳到Web Server中。再通過優化手機App的設計，對數據進行多方面的分析處理，結合大數據的結果，與不同個體采集的數據進行比對，通過數據庫Web Server服務器模塊，進行系統功能服務的擴展，從而為用戶制定出一份個人健康指南，用科技的力量為用戶保障健康。

2.2 健身糾正

隨著“全民健身”口號的傳播，健身也流行起來，正確地進行健身不僅能夠緩解日常壓力，而且還能夠塑造良好身姿，所以會有越來越多的人主動加入健身行列中去。但是人們在盲目進行健身的時候不乏有動作不標準的情況，這不僅達不到健身應有的效果甚至會對身體的肌肉帶來損傷[3]。此時智能眼鏡的設計就尤為重要了。健身人士通過佩戴一種一體式運動眼鏡不僅能夠達到人臉面部的美觀，而且能夠監測到動作是否標準，并通過語音播報模塊的應用，自動播放動作要領，讓健身者更加有效地鍛煉自己[4]。

同時通過眼鏡內部的監測模塊，能夠實時記錄下消耗的卡路里、心率等各種生理指標。通過下載相應的配套的手機App，用戶在根據自身情況填寫數據后，系統內部會根據用戶的填寫情況結合實時采集的數據，向用戶提出個性化的健身指導意見，讓用戶享受更加人性化的服務，進而獲得良好的健身體驗，健身糾正框圖如圖2所示。

2.3 烹飪指導

在快節奏的生活下，人們對健康飲食的意識越來越高，他們開始對日常的飲食有了更高的要求。人們意識到經常吃外賣對身體健康的危害，主動學習烹飪，但是新手小白做飯的時候總是會手無足措。他們想著要是有一個烹飪大師在一旁進行指導就好了，該款眼鏡就解決了這個痛點，眼鏡通過模塊間的配合在我們進行烹飪工程中通過語音播放進行技術指導[5]。

該眼鏡主要有數據處理模塊、語音輸出模塊以及與服務器進行數據傳輸的模塊。新手小白在配備的App上輸入所要烹飪的菜品，系統自動匹配對應菜品的燒法，用戶根據已有食材和輔料設置好烹飪方式后，系統將指令通過物聯網技術把對應的數據傳送給智能眼鏡端。用戶做好準備以后，眼鏡開啟烹飪語音指導模式。眼鏡端根據系統的指令計算，每到一個中斷執行階段，會將指令傳輸給眼鏡進行播報，例如：“倒油”“放一勺鹽”“放入蔬菜”等簡單指令，烹飪指導框圖如圖3所示。

同時為了使設計更加人性化，用戶可以自行更換語音包，可以自行錄入熟悉的語音進行播報。外出的游子將父母的聲音導入，讓自己做飯的同時，能夠帶來不一樣的溫暖。除了這種功能，該眼鏡的設計還具有防護功能，通過加大鏡片的尺寸，可以讓用戶使用時免遭油的炸傷。由于現在大多數人的生活節奏過快，容易遺忘事情，該眼鏡內部具有定時器，用戶不需要進行額外的記憶，每到一個時間點，系統自動播報，并且在烹飪結束后會發出指令[6]。這樣用戶在使用的時候就不需要另外操心了。用戶可以實現在一次一次地指導下熟悉烹飪流程，不僅提高了自己的廚藝，同時也為自己的健康做了保障。

2.4 攝像功能

現如今隨著短視頻的興起，越來越多人會隨手記錄身邊發生的美好景象。可是各種攝像設備的笨重使用戶攜帶不方便，由此可以在眼鏡框的中間安裝一個微型攝像頭。本系統選擇了OV7960攝像頭模塊，該模塊尺寸較小，最大尺寸只有9mm，滿足眼鏡架的尺寸設計。通過眼鏡架側邊的觸摸按鈕來控制攝像頭的拍攝。若拍攝成功，會通過眼鏡架上面的語音模塊進行播報“成功”的語音指令。照片會暫存在眼鏡架內部的存儲器里面，用戶可以在閑余時間將存儲器內部的照片讀出。該款眼鏡架的整體顏色與微型攝像頭的顏色相近，從而形成隱形的效果。學生可以通過該款眼鏡記錄下上課的重點，從而實現課后的復習；社區服務人員可以通過該款眼鏡記錄自己的工作行程，從而實現工作記錄。

2.5 丟失警報功能

生活質量的不斷提高，使人們不僅僅滿足于日常生活產品的運用，而且還會買一些貴重的物體，但是這些貴重物體一旦丟失，會給物主帶來不小的損失。針對以上現象，在眼鏡上安裝一個防丟失系統提醒模塊一定是個很好的選擇，眼鏡作為大多數人每日佩戴的物體，通過這種在眼鏡架上的快速提醒播報功能能夠在最快時間內使損失最小。它能對所要追蹤的物品進行實時監控，超出一定的距離就會觸動裝置，使用戶及時發現、找回[7]。而且該系統也含有定位系統，能快速鎖定目標，然后進行設備跟蹤。通過在手機上安裝與設備匹配的App，并在啟動設備時打開App，使設備與App連接。藍牙系統當監測到設備超出預定范圍時，發出的指令傳送到眼鏡架上的語音提醒模塊，進行語音提醒，從而使用戶快速采取行動，警報功能框圖如圖4所示。該項功能也可以拓展到小孩子或者老人防丟失的情況下，從而實現該設計的社會價值。

3 結語

智能化產品的層出不窮代表著信息化時代的不斷發展。我們要順應這種潮流的發展，不斷地進行產品創新，制造出屬于這個時代的產物。同時在制造的同時，我們應該充分考慮產品的綜合指標，在滿足多樣化功能的同時，也要重視用戶舒適度、價格親民、功能實用性等各個方面的要求。我相信在智能眼鏡方面，我國會越做越好！