电磁波定位坐姿提醒器

○崔燕梅

一、问题提出

近视给我们的生活带来了很多不便，虽然佩戴眼镜可以矫正视力，但戴上眼镜后也让我们多方受限。

近视的主要原因是长期近距离用眼。对学生而言，不正确的坐姿是伤眼主要因素之一。为了纠正自己的不良坐姿，我用过背带式坐姿校正装置和桌面式坐姿矫正器。可是，它们或使用起来不够便捷，影响弯腰等动作，或者占用桌面空间，影响书写。因此，我想设计一款非接触式坐姿提醒器。

二、设计思路

汽车雷达是利用电磁波对周围的物体进行定位的。

我想可以利用电磁波对人的身体姿态进行定位，然后提醒小朋友纠正坐姿。

三、设计过程

我设计的非接触式坐姿提醒器是一种基于电磁波定位的非接触式坐姿提醒装置，它能够通过感知身体的距离判断小朋友是否坐得端正，如果发现坐姿不正确则发出提醒警报（见图1 所示）。

坐姿提醒器由三个主要部分组成：电磁波传感器、处理器和声-光报警器。

在参加校级科技发明大赛时，评委老师提醒我：我设计的这款坐姿提醒器主要是通过探测警示器与人体头部之间的距离来判断坐姿是否标准。不同年龄的学生身高不同，如坐姿提醒器不能对准使用人的头部高度，就失去了警示器的作用。针对评委老师给出的建议，我又进行了二次改进，在非接触式坐姿提醒器下方加设一个可以调节高度的支架，使它可以适用于各年龄阶段使用者。

图1

图2

整个坐姿传感器用到的电子器件（如图2 所示）：传感器、处理器、指示灯、蜂鸣器、电源开关、按键和电池。

电磁波传感器采用的是24G 雷达传感器，它能够感知目标到传感器之间的距离。这个距离值传输给后面的处理器进行处理，处理器判断这个值是否超出了范围。由于坐姿提醒器在桌面上能任意摆放，因此初次使用时应该对使用者的位姿进行校准。我们采用一个按键来获取使用者标准坐姿到提醒器之间的距离，然后处理器以这个标准距离为中心设定一个距离范围，如果雷达传感器测得的距离超过这个范围，则启动声-光报警器。

坐姿报警器内部正面（上）和反面（下）

最后，使用3D 打印机制作一个漂亮的外壳，把电子器件封装起来，既美观又实用。

四、坐姿提醒器使用说明

第一步：将坐姿提醒器摆放到使用者前方，不一定是正前方，偏一些也可以。

第二步：端正坐姿，打开黑色电源开关。

第三步：按动黄色按键，听到两声“滴滴”，说明提醒器开始位置校准，大约3 秒后，再听到“滴滴”，说明提醒器校准完成。

第四步：进入正常使用状态。坐姿正常时坐姿报警器保持静默，如果使用人坐姿不正确，位姿偏移超出设定范围，报警器就会发出“滴滴”音报警，并且红色的指示灯亮起。

坐姿报警器实际应用场景

五、创新说明

1.简单便捷，可调节高度，避免了穿戴的麻烦，节省了空间，适用范围广。

2.采用电磁波定位，不受光线的影响，工作状态更稳定，也利于保护隐私。

3.雷达辐射功率很低（低于家里使用的wifi），对人体没有危害。

4.报警器发出的电磁波具有穿透性，可以安装在塑料壳后面。可以进一步优化，将它安装在台灯、闹钟这类桌面学习用具上，更加便捷。