智能健康座椅系统设计

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本文介绍了智能健康椅的设计和运用，从设计理念到产品成果都有了一定详细的介绍。

以STM32单片机为核心，各功能由多个传感器和执行机构共同实现，具有自动加热、坐姿矫正、久坐提醒等基础功能和智能化建议、历史体重监测、久坐时间记录分析等附加功能。

所具有功能均已实现，但仍然存在优化空间，今后会进一步完善。

此设计想法和理念致力于帮助用户改善坐姿，纠正久坐等不良习惯，从而达到保护用户的身体健康的目的。

引言：随着人们对身体健康日益重视，健康工作的理念深入人心。

由于工作所面对的最大问题便是久坐以及错误的坐姿，这对身体伤害不言而喻，在座椅方面，焦此类问题的产品寥若晨星，本项目研究目标在于设计一款保护使用者健康，改善用户不良坐姿和纠正错误习惯的座椅，该座椅具有久坐提醒，坐姿矫正，座椅拥有自动加热和智能化建议、历史体重监测、久坐时间记录分析等附加功能。

1.设计方案
本项目采用STM32F103ZET6为主控芯片，座椅的腿部分布了四个应变片，用于采集座椅前侧和后侧的压力信息。

项目主要分为三个功能，分别是久坐提醒，坐姿矫正智能加热。

1.坐姿矫正功能中，使用超声波测距，探测使用者与椅背的距离，同时分析座椅前后侧承重来判断用户重心，从而判断坐姿是否端正。

2.久坐提醒功能则是判断使用者坐在座椅上的时长，从而给出合理的建议。

3.座椅加热功能通过判断环境温度从而决定是否开启加热，同时加入手动开关，使之更加人性化。

2.研究成果
（1）完成了体重监测模块并以此为基础实现了人物识别这一功能是本项目最根本也是最基础的功能，此后的功能模块基本都建立在此功能上开发构建。

体重监测由椅脚上的应变片实现，椅脚前后各有两片应变片并分别与两片（前片与后片）HX711相连，用于感知压力，应变片将压力信号转变为电信号送入HX711，HX711则将传来的模拟信号转换
为数字信号送给主控。

由此我们就得到了椅子上的压力值。

通过算法，我们实现了多项功能，第一功能就是体重监测，而更为重要的功能则是人物检测，通过椅子上压力的变化情况我们可以判断到底是人坐在椅子上还是椅子上只是被放了重物。

若用户离开座椅，系统会切断所有外设电源，并进入待机界面。

（2）完成了久坐提醒功能模块并实现了误动作识别
如图1，用户坐下后，系统自动标记当前时间戳，并开始计时，检测到用户坐下时间过长时，则通过屏幕和椅垫上的振动马达提醒用户。

同时实现了误动作的消除，这与按键消抖的原理类似，防止因用户短暂起
身造成系统误判断。

图1 久坐提醒流程图
（3）完成了自动加热模块
如图2，用户坐下后，如果环境温度过低，系统将自动为用户打开椅垫上的加热垫，加热垫采用电阻片为核心部件，并采用了5V 稳压电源供电，高电平触发继电器作为开关，从而避免了外部供电，使椅子可以独立使用，大大提升了椅子的灵活性。

同时我们为用户预留了手动开关，
用户也可以控制加热垫的开关，此开关优先级高于系统自动开关。

图2 自动加热流程图 图3 坐姿矫正流程图
智能健康座椅系统设计
东南大学成贤学院 蒋严正 陈冬鑫 陈嘉威 陈 祥
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（4）完成了坐姿矫正模块
如图3，在用户坐下后，开始检测用户坐姿是否正确，判断准则上我们采取了双指标以提高检测精度，双指标其一是指用户背部与椅背之间的距离，其二则是指用户重心的变化（基于成果1），根据这两个指标系统可以较为准确的判断用户坐姿是否存在问题，从而给出相应的提示。

（5）完成了周报一览功能和智能化建议功能
如图4，这一功能基于以上功能设计，完成了对用户一周体重变化、久坐时间的记录，并在周末提醒用户查阅。

基于所获得的的数据，系统会对用户行为进行分析，从而给出合理的建议。

（6）完成了功能整合以及交互式界面的实现
如图5，在完成所有功能模块后我们将其按照模块间内联逻辑进行了整合，更为重要的是，我们写了一整套完善的界面系统，包括了导航界面，主界面，弹窗界面三个核心界面，并且我们设计了一套对应于功能模块的动态图标。

交互式界面的设计使得用户可以正确配合系统完成初始化并且帮助用户迅速理解椅子功能。

3.结束语
健康智能座椅的基本功能从健康和智能的角度实现了人们对健康工作的理念的落实，但是座椅依然存在缺点，功能完善度不足，还有很多地方需要改进，有很多想法并未能加入。

由于项目时间紧凑，并且团队能力有限，技术还有待进
步，但在整个过程中队员们收获颇丰。

图4 周报界面 图5 主界面
现如今是科学技术飞速发展的阶段，计算机技术被广泛的应用到了社会的各个方面，城乡规划也离不开计算机技术的运用，计算机技术对城乡规划提供了重要的辅助作用，也对城乡的建设有很大的促进作用。

本文将针对计算机技术在城乡规划中的应用进行探讨，分析计算机技术如何在城乡规划中起着作用。

引言：伴随着中国改革开放的不断发展，国民经济的提升，民众的生活水平也不断进步，城乡规划在城乡的发展中占有着重要的地位，对城乡规划的要求也不断提高，基于此，城乡管理者想到了以计算机技术来对城乡规划进行管理。

计算机技术就是把城乡规划由静态规划转为动态规划的过程，有具有隐藏性特点的规划向具象规划的过渡，这样也能科学合理的对城乡进行规划，具有良好的成果。

一、城乡规划的几个特性
①具有区域化特点，在对城乡进行规划时，对组成城乡要素的不同区域都要进行详细的划分，需要设计人员根据不同的特点来进行。

②具有社会性质，服务广大人民是进行城乡规划的最重要的目的，社会性也可以分成其他很多的特性，比如具有依赖性和一定的服从性。

③具有科学性特点，在现代社会的建设中，都应该以科学性为基础和最核心的部分，不管是哪一种规划都要在以科学性为主，然后在这一基础上进行下一步的道路。

④具有公众化特点，在城乡规划
浅谈计算机技术在城乡规划中的应用
芜湖县规划管理所 邹
颖中，应该把人当做最基本的服务对象，其中最重要的基本原则就是要做到“以人为本”，公众积极提出建议。

二、计算机技术应用于城乡规划的意义
城乡规划是城市建设的依据和方向，而计算机技术则为城乡规划建立了坚实的理论基础，使城乡规划更加顺应时代潮流，也提供了更广泛的城乡规划方案，使城乡建设更具艺术感和想象力，以各种科学理论为基础，让城乡规划富有系统、理性、生态等特点。

计算机技术应用于城乡规划中，同时能够对城市的产业结构带来改变，各种新型技术的运用让各类产业蓬勃发展，打破传统行业的禁锢，让城市产业结构实现信息经济模式的转变。

计算机技术在城乡规划中还可以起到改变城市布局的作用，计算机依据区域的需求，引导城市分散化发展，使畅想结构更为合理规范，每一区域突出自身的特点，使其作用最大化。

计算机术应用于城乡规划人。