基于RJM8L003系列MCU的坐姿纠正(腰部)解决方案-电子发烧友网

随着社会的高速发展，人每天都坐在椅子上工作或者学习，这些人群的腰椎和颈椎普遍存在不同程度的问题，导致这些人出现腰酸背痛的情况。这些问题的出现，是不注重正确的坐姿而导致的。目前，在矫正坐姿方面却没有一款较为简便，又实用的产品出现，为了克服此问题，遂有坐姿纠正（腰部）方案产生。

产品功能

护腰处+倾斜（角度）传感器（传感器放置于后背板凹槽如下图，后背板套于座椅上，先按一下角度归零按钮归零。当用户后背靠上护腰后，塑料背板左右倾斜>=2°或者前倾角度>=5°时，会发出信号报警。提醒用户纠正坐姿）

倾斜传感器安装位置示意图（控制板安装在橙色盖板上，然后盖板安装于背板凹槽内）

1）角度归零设置：用户第一次将产品套于座椅上时，可以按复位键将倾角归零。

2）开关机（电源键），长按开关键1秒开机，长按开关键2秒关机。每次开机后蓝色指示灯常亮，表示待机状态。

3）振动模式:红灯亮，蓝灯灭

护腰及坐垫

1 左倾、右倾报警角度设置为：超过2°,持续5秒后开始震动提醒，红灯亮起，蓝灯熄灭；

前倾报警角度设置为：超过5°,持续5秒后开始震动提醒，红灯亮起，蓝灯熄灭；

每次归零设置后，语音提醒："角度已校准，可以使用" （英文版：“The angles have been calibrated and are ready for use！”）

2 报警逻辑：倾角超出范围5秒后,开始震动，红灯亮起，蓝灯熄灭

1）持续10秒，在此期间用户调正了坐姿,则停止震动 ,进入待机模式 , 如果超过10秒用户仍未调正坐姿, 则开始语音提醒。

2）第一次语音为：“请注意坐姿”（英文版：“Please pay attention to your sitting posture”）第一次语音提示结束，等待5秒,如果用户在5秒内调正坐姿，则停止报警，进入待机模式如果用户仍未调正坐姿，进行第二次语音提醒。

3）第二次语音提醒为：“坐姿错误，请立即纠正坐姿”（英文版：“The sitting posture is wrong. Please correct the sitting posture immediately”）等待5秒，如果用户在5秒内调正坐姿，则停止报警，进入待机模式，如果用户仍未调正坐姿，进行第三次语音提醒。

4）第三次语音提醒为：“再不调正坐姿，将严重损伤腰椎”（英文版：“Do not adjust the sitting posture, will seriously damage the lumbar spine”）等待5秒，如果用户在5秒内调正坐姿，则停止报警，进入待机模式，如果用户仍未调正坐姿，则进入新一轮循环，重新震动提醒。

5）如果倾角传感器持续60秒，左、右、前倾角差异不超过0.12°，则判断此人已离开座位，持续1.5小时，则关机；如果用户在1.5小时回到座位上，60秒内出现左、右、前任一倾角角度差异超过0.12° 则判断用户回到座位，开始记录用户在座位上的时间。

6）用户在座位上的持续时间计算：当出现持续60秒，左、右、前，任一倾角角度差异不超过0.12°，判断用户离开，其余时间累积为用户在座位上的时间。

3 电池电量问题及显示器内容问题

1）缺电时，红灯常亮。充电的时候红灯闪烁，充满电的时候红灯熄灭，绿灯亮起，表示电量充满。

2）要求待机时间要达到最少3个月

4 显示器显示内容优化（注意字符方向）

1）中文版：

坐姿时间：4H

错误次数：7次

累计时间：100H

累积错误：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

备注：统计时间节点：开机到关机为一次统计，不开机不统计。先做中文版本。

5 中文与英文板子硬件兼容，做一个拨动开关切换中英文。

6 电池及功耗优化

1）用户在单击开关机按钮的情况下屏幕才亮，并显示数据持续10秒然后熄屏，其余情况下屏幕不亮。

2）待机：不工作的情况下待机达3个月。电池续航：工作情况下（假设一个人每天的错误坐姿次数30次之间，即30次左右循环每次10秒语音提醒3次）：能坚持15天。

原理框图

技术参数

电源供应	3.3V-4.2V（即1节锂电池）
静态电流	<2uA
工作电流	<180mA
最大工作电流	<200mA
工作温度	-20℃～80℃
工作湿度	30%RH ～ 85%RH
存储湿度	<85%RH

应用场景

适用于家庭、学校等场所。

方案特点

嵌入式设计，低成本，外围器件少，省去复杂的布线。

超低功耗，采用RJM8L003系列MCU做主控，宽电压，多达6种低功耗管理模式，此方案的MCU休眠功耗低至1uA左右，整机有很长续航能力。

RJM8L003性能介绍
操作条件	工作电压范围：2.0V ~ 5.0V 工作温度范围：-40℃~ 85℃
低功耗特性（5 种模式）	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模式快速唤醒时间10us
高性能 8 位 8051 内核	主频为 16MHz，可进行 1/2/4/16 分频 16bit 乘除法运算和 32/16bit 除法运算
存储器	4KB 的 SRAM 程序存储器： 32KB
12位ADC	7 通道 12 位 ADC 采样转换率高达 1MSPS 支持外部 IO 与定时触发支持 Vref 内部基准电压，也可输出至片外供其他器件使用
定时器	2 个 16 位基本定时器 1 个 16 位通用定时器 1 个 16 位高级定时器，带3个通道，支持输入捕获/输出比较/PWM生成，互补输出/死区和刹车 1 个 16 位低功耗定时器内置 1 个看门狗定时器，支持中断/复位模式
通信接口	1 路 I2C 主从机接口 1 路 SPI 主从机接口 2 路 UART 接口 1 路 LP_UART 接口