[發明專利]一種坐姿狀態監測提醒裝置和方法

有效

• 申請號: 202010151946.3
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111145509B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 高原;杜文濤;王土央;安平;何俊欽;方子旺;田新宇
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G08B21/24
• 分類號: G08B21/24;G08B3/10
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

1.一種坐姿狀態監測提醒方法，其坐姿狀態監測提醒裝置包括坐墊；所述坐墊包括上支撐板(1)、下支撐板(2)、5個壓力感應件和控制電路(7)；每個壓力感應件均由上層硅膠片(3)、壓力膜傳感器(4)和下層硅膠片(5)組成；上層硅膠片(3)、壓力膜傳感器(4)和下層硅膠片(5)自上而下依次疊置成一片狀體；上支撐板(1)和下支撐板(2)上下疊置，并形成坐墊主體框架結構；5個壓力感應件均位于上支撐板(1)與下支撐板(2)之間，并固定在下支撐板(2)上，其中1個壓力感應件即中央壓力感應件位于下支撐板(2)的中央，其余4個壓力感應件即四周壓力感應件則均布在以中央壓力感應件為中心的4個象限上；控制電路(7)設置在上支撐板(1)與下支撐板(2)之間；控制電路(7)包括從機端單片機、AD轉換模塊、語音提示模塊和電源模塊；電源模塊與從機端單片機的電源端連接；5個壓力膜傳感器(4)經由AD轉換模塊連接從機端單片機的輸入端，從機端單片機的輸出端連接語音提示模塊的輸入端連接；

其特征是，該方法包括步驟如下：

步驟1、當使用者初次使用坐墊時，需要預先進行標準正坐、正坐前傾、正坐左傾，正坐右傾和正坐后傾共5個方位坐姿的重復實驗，以得到每個方位坐姿下的原始坐姿特征數據集；

令N＝0，1,2,3,4分別代表5個方位坐姿；n＝0，1,2,3,4分別代表5個壓力感應件；S代表每個方位坐姿的實驗次數；

步驟1.1、在每次實驗時，壓力感應件將所采集到的壓力電壓信號經由AD轉換模塊送至從機端單片機，從機端單片機分別計算每個方位坐姿N的狀態下，每個壓力感應件n的壓力電壓值

步驟1.2、基于步驟1.1所得到的壓力值計算S次實驗下，每個方位坐姿N的狀態下，每個壓力感應件n的平均壓力電壓值

步驟1.3、基于步驟1.2所得到的平均壓力電壓值構建每個方位坐姿N下的原始坐姿特征數據集B^N：

步驟2、當使用者正常坐在坐墊上時，壓力感應件將所采集到的使用者當前坐姿下的壓力電壓信號經由AD轉換模塊送至從機端單片機，從機端單片機先利用式(1)計算使用者當前坐姿下，每個壓力感應件的當前壓力電壓值再基于這5個壓力感應件的當前壓力電壓值并利用公式(3)得到當前方位坐姿下的當前坐姿特征數據集B^*：

步驟3、從機端單片機將步驟2所得到的當前坐姿特征數據集B^*與步驟1所得到的5個方位坐姿下的原始坐姿特征數據集B^N進行比較，以確定使用者當前坐姿的方位坐姿；即：

步驟3.1、先將當前坐姿特征數據集B^*中的當前壓力電壓值與5個方位坐姿下的原始坐姿特征數據集B^N中的平均壓力電壓值進行分別做差，得到每個壓力感應件的差值壓力電壓值再基于這5個差值壓力電壓值并利用公式(3)得到5個方位坐姿所對應的差值數據集B^*N：

步驟3.2、確定每個壓力感應件的差值壓力電壓值的最小值所處的差值數據集；

當某一個的差值數據集中所擁有的差值壓力電壓值的最小值的個數多于其他差值數據集中所擁有的差值壓力電壓值的最小值時，則該差值數據集所對應的方位姿態即為使用者當前坐姿的方位坐姿；

當某兩個的差值數據集中所擁有的差值壓力電壓值的最小值最多且相同時，則分別將這2個差值數據集中的所有差值壓力電壓值進行相加，差值壓力電壓值相加之和較小的差值數據集所對應的方位姿態即為使用者當前坐姿的方位坐姿；

步驟4、當步驟3所確定的使用者當前坐姿的方位坐姿為標準正座坐姿時，則從機端單片機不做處理，否則，從機端單片機發出指令到語音提示模塊，讓語音提示模塊發出報警；

其中，a_i代表壓力感應件在采樣周期內的第i個采樣壓力電壓值，i＝1,2,…,Q，Q代表壓力感應件在采樣周期內的采樣點數，a_max代表壓力感應件在采樣周期內最大采樣壓力電壓值，a_min代表壓力感應件在采樣周期內最小采樣壓力電壓值。