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08

基于RJM8L003系列坐姿糾正(腰部)解決方案

     隨著社會(huì)的高速發(fā)展,人每天都坐在椅子上工作或者學(xué)習(xí),這些人群的腰椎和頸椎普遍存在不同程度的問(wèn)題,導(dǎo)致這些人出現(xiàn)腰酸背痛的情況。這些問(wèn)題的出現(xiàn),是不注重正確的坐姿而導(dǎo)致的。目前,在矯正坐姿方面卻沒(méi)有一款較為簡(jiǎn)便,又實(shí)用的產(chǎn)品出現(xiàn),為了克服此問(wèn)題,遂有坐姿糾正(腰部)方案產(chǎn)生。


產(chǎn)品功能

護(hù)腰處+傾斜(角度)傳感器(傳感器放置于后背板凹槽如下圖,后背板套于座椅上,先按一下角度歸零按鈕歸零。當(dāng)用戶(hù)后背靠上護(hù)腰后,塑料背板左右傾斜>=2°或者前傾角度>=5°時(shí),會(huì)發(fā)出信號(hào)報(bào)警。提醒用戶(hù)糾正坐姿)


超低功耗MCU


傾斜傳感器安裝位置示意圖(控制板安裝在橙色蓋板上,然后蓋板安裝于背板凹槽內(nèi))

1)角度歸零設(shè)置:用戶(hù)第一次將產(chǎn)品套于座椅上時(shí),可以按復(fù)位鍵將傾角歸零。

2)開(kāi)關(guān)機(jī)(電源鍵),長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)鍵1秒開(kāi)機(jī),長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)鍵2秒關(guān)機(jī)。每次開(kāi)機(jī)后藍(lán)色指示燈常亮,表示待機(jī)狀態(tài)。

3)振動(dòng)模式:紅燈亮,藍(lán)燈滅

超低功耗MCU

                 護(hù)腰及坐墊

1 左傾、右傾報(bào)警角度設(shè)置為:超過(guò)2°,持續(xù)5秒后開(kāi)始震動(dòng)提醒,紅燈亮起,藍(lán)燈熄滅;


   前傾報(bào)警角度設(shè)置為:超過(guò)5°,持續(xù)5秒后開(kāi)始震動(dòng)提醒,紅燈亮起,藍(lán)燈熄滅;


   每次歸零設(shè)置后,語(yǔ)音提醒:"角度已校準(zhǔn),可以使用"   (英文版:“The angles have been calibrated and are ready for use!”)


2 報(bào)警邏輯:傾角超出范圍5秒后,開(kāi)始震動(dòng),紅燈亮起,藍(lán)燈熄滅

 

    1)持續(xù)10秒,在此期間用戶(hù)調(diào)正了坐姿,則停止震動(dòng) ,進(jìn)入待機(jī)模式 , 如果超過(guò)10秒 用戶(hù)仍未調(diào)正坐姿, 則開(kāi)始語(yǔ)音提醒 。

 

    2)第一次語(yǔ)音為:“請(qǐng)注意坐姿”(英文版:“Please pay attention to your sitting posture”) 第一次語(yǔ)音提示結(jié)束,等待5秒,如果用戶(hù)在5秒內(nèi)調(diào)正坐姿,則停止報(bào)警,進(jìn)入待機(jī)模式   如果用戶(hù)仍未調(diào)正坐姿,進(jìn)行第二次語(yǔ)音提醒。


   3)第二次語(yǔ)音提醒為:“坐姿錯(cuò)誤,請(qǐng)立即糾正坐姿”(英文版:“The sitting posture is wrong. Please correct the sitting posture immediately”) 等待5秒,如果用戶(hù)在5秒內(nèi)調(diào)正坐姿,則停止報(bào)警,進(jìn)入待機(jī)模式 ,如果用戶(hù)仍未調(diào)正坐姿 ,進(jìn)行第三次語(yǔ)音提醒 。 


   4)第三次語(yǔ)音提醒為:“再不調(diào)正坐姿,將嚴(yán)重?fù)p傷腰椎”(英文版:“Do not adjust the sitting posture, will seriously damage the lumbar spine”) 等待5秒,如果用戶(hù)在5秒內(nèi)調(diào)正坐姿,則停止報(bào)警,進(jìn)入待機(jī)模式,如果用戶(hù)仍未調(diào)正坐姿,則進(jìn)入新一輪循環(huán),重新震動(dòng)提醒。


   5)如果傾角傳感器持續(xù)60秒 ,左、右、前傾角差異不超過(guò)0.12°,則判斷此人已離開(kāi)座位 ,持續(xù)1.5小時(shí),則關(guān)機(jī) ;如果用戶(hù)在1.5小時(shí)回到座位上 ,60秒內(nèi)出現(xiàn)左、右、前任一傾角角度差異超過(guò)0.12° 則判斷用戶(hù)回到座位,開(kāi)始記錄用戶(hù)在座位上的時(shí)間。


   6)用戶(hù)在座位上的持續(xù)時(shí)間計(jì)算:當(dāng)出現(xiàn)持續(xù)60秒 ,左、右、前,任一傾角角度差異不超過(guò)0.12°,判斷用戶(hù)離開(kāi),其余時(shí)間累積為用戶(hù)在座位上的時(shí)間。  


3 電池電量問(wèn)題及顯示器內(nèi)容問(wèn)題

1)缺電時(shí),紅燈常亮。充電的時(shí)候紅燈閃爍,充滿(mǎn)電的時(shí)候紅燈熄滅 ,綠燈亮起,表示電量充滿(mǎn) 。   

2)要求待機(jī)時(shí)間要達(dá)到最少3個(gè)月

4 顯示器顯示內(nèi)容優(yōu)化(注意字符方向)

   1)中文版:

         坐姿時(shí)間:4H

         錯(cuò)誤次數(shù):7次   

         累計(jì)時(shí)間:100H

         累積錯(cuò)誤:62次 

   2)英文版:

Duration of sitting position:4 hours


Number of wrong sitting positions:7 times


Cumulative sitting time:100 hours


Accumulate the number of sitting position errors: 62 times


備注:統(tǒng)計(jì)時(shí)間節(jié)點(diǎn):開(kāi)機(jī)到關(guān)機(jī)為一次統(tǒng)計(jì),不開(kāi)機(jī)不統(tǒng)計(jì)。先做中文版本。


5 中文與英文板子硬件兼容,做一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)切換中英文。

6 電池及功耗優(yōu)化

1)用戶(hù)在單擊開(kāi)關(guān)機(jī)按鈕的情況下屏幕才亮,并顯示數(shù)據(jù) 持續(xù)10秒 然后熄屏,其余情況下屏幕不亮。

2)待機(jī):不工作的情況下 待機(jī)達(dá)3個(gè)月。電池續(xù)航:工作情況下(假設(shè)一個(gè)人每天的錯(cuò)誤坐姿次數(shù)30次之間,即30次左右循環(huán)  每次10秒 語(yǔ)音提醒3次 ):能堅(jiān)持15天。

原理框圖

超低功耗MCU

技術(shù)參數(shù)

電源供應(yīng)

3.3V-4.2V(即1節(jié)鋰電池)

靜態(tài)電流

<2uA

工作電流

<180mA

最大工作電流

<200mA

工作溫度

-20℃~80℃

工作濕度

30%RH ~ 85%RH

存儲(chǔ)濕度

<85%RH


應(yīng)用場(chǎng)景

適用于家庭、學(xué)校等場(chǎng)所。

方案特點(diǎn)

嵌入式設(shè)計(jì),低成本,外圍器件少,省去復(fù)雜的布線(xiàn)。

超低功耗,采用RJM8L003系列MCU做主控,寬電壓,多達(dá)6種低功耗管理模式,此方案的MCU休眠功耗低至1uA左右,整機(jī)有很長(zhǎng)續(xù)航能力。


RJM8L003性能介紹

操作條件

工作電壓范圍:2.0V ~ 5.0V

工作溫度范圍:-40℃~ 85℃

低功耗特性(5 種模式)

Halt(0.6uA)
 Active Halt(0.85uA)
 Low Power Wait(72uA@32KHz

Low Popwer run(85uA@32KHz)

wait(0.4mA@16MHz)

正常工作功耗<4mA

Halt模式快速喚醒時(shí)間10us


高性能 8 位 8051 內(nèi)核

主頻為 16MHz,可進(jìn)行 1/2/4/16 分頻

16bit 乘除法運(yùn)算和 32/16bit 除法運(yùn)算

存儲(chǔ)器 

4KB 的 SRAM

程序存儲(chǔ)器: 32KB

12 位 ADC

7 通道 12 位 ADC

采樣轉(zhuǎn)換率高達(dá) 1MSPS

支持外部 IO 與定時(shí)觸發(fā)

支持 Vref 內(nèi)部基準(zhǔn)電壓, 也可輸出至片外供其他器件使用


定時(shí)器

2 個(gè) 16 位基本定時(shí)器

1 個(gè) 16 位通用定時(shí)器

1 個(gè) 16 位高級(jí)定時(shí)器,帶3個(gè)通道,支持輸入捕獲/輸出比較/PWM生成,互補(bǔ)輸出/死區(qū)和剎車(chē)

1 個(gè) 16 位低功耗定時(shí)器
內(nèi)置 1 個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器, 支持中斷/復(fù)位模式


通信接口

1 路 I2C 主從機(jī)接口

1 路 SPI 主從機(jī)接口
2 路 UART 接口

1 路 LP_UART 接口

注:信息來(lái)源瑞納捷半導(dǎo)體


底部二維碼1
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