電磁波定位坐姿提醒器

○崔燕梅

一、問題提出

近視給我們的生活帶來了很多不便，雖然佩戴眼鏡可以矯正視力，但戴上眼鏡后也讓我們多方受限。

近視的主要原因是長期近距離用眼。對學生而言，不正確的坐姿是傷眼主要因素之一。為了糾正自己的不良坐姿，我用過背帶式坐姿校正裝置和桌面式坐姿矯正器。可是，它們或使用起來不夠便捷，影響彎腰等動作，或者占用桌面空間，影響書寫。因此，我想設計一款非接觸式坐姿提醒器。

二、設計思路

汽車雷達是利用電磁波對周圍的物體進行定位的。

我想可以利用電磁波對人的身體姿態進行定位，然后提醒小朋友糾正坐姿。

三、設計過程

我設計的非接觸式坐姿提醒器是一種基于電磁波定位的非接觸式坐姿提醒裝置，它能夠通過感知身體的距離判斷小朋友是否坐得端正，如果發現坐姿不正確則發出提醒警報（見圖1 所示）。

坐姿提醒器由三個主要部分組成：電磁波傳感器、處理器和聲-光報警器。

在參加校級科技發明大賽時，評委老師提醒我：我設計的這款坐姿提醒器主要是通過探測警示器與人體頭部之間的距離來判斷坐姿是否標準。不同年齡的學生身高不同，如坐姿提醒器不能對準使用人的頭部高度，就失去了警示器的作用。針對評委老師給出的建議，我又進行了二次改進，在非接觸式坐姿提醒器下方加設一個可以調節高度的支架，使它可以適用于各年齡階段使用者。

圖1

圖2

整個坐姿傳感器用到的電子器件（如圖2 所示）：傳感器、處理器、指示燈、蜂鳴器、電源開關、按鍵和電池。

電磁波傳感器采用的是24G 雷達傳感器，它能夠感知目標到傳感器之間的距離。這個距離值傳輸給后面的處理器進行處理，處理器判斷這個值是否超出了范圍。由于坐姿提醒器在桌面上能任意擺放，因此初次使用時應該對使用者的位姿進行校準。我們采用一個按鍵來獲取使用者標準坐姿到提醒器之間的距離，然后處理器以這個標準距離為中心設定一個距離范圍，如果雷達傳感器測得的距離超過這個范圍，則啟動聲-光報警器。

坐姿報警器內部正面（上）和反面（下）

最后，使用3D 打印機制作一個漂亮的外殼，把電子器件封裝起來，既美觀又實用。

四、坐姿提醒器使用說明

第一步：將坐姿提醒器擺放到使用者前方，不一定是正前方，偏一些也可以。

第二步：端正坐姿，打開黑色電源開關。

第三步：按動黃色按鍵，聽到兩聲“滴滴”，說明提醒器開始位置校準，大約3 秒后，再聽到“滴滴”，說明提醒器校準完成。

第四步：進入正常使用狀態。坐姿正常時坐姿報警器保持靜默，如果使用人坐姿不正確，位姿偏移超出設定范圍，報警器就會發出“滴滴”音報警，并且紅色的指示燈亮起。

坐姿報警器實際應用場景

五、創新說明

1.簡單便捷，可調節高度，避免了穿戴的麻煩，節省了空間，適用范圍廣。

2.采用電磁波定位，不受光線的影響，工作狀態更穩定，也利于保護隱私。

3.雷達輻射功率很低（低于家里使用的wifi），對人體沒有危害。

4.報警器發出的電磁波具有穿透性，可以安裝在塑料殼后面。可以進一步優化，將它安裝在臺燈、鬧鐘這類桌面學習用具上，更加便捷。