[0001] 本实用新型涉及智能穿戴技术领域，尤其是指一种智能坐姿矫正背心。

[0002] 由于信息化时代的来临，网上办公兴起，“久坐”现象频繁发生在上班族与青少年之中。据调查显示，目前国内，至少超过43％的人每天坐8小时以上，且超过80％的人坐姿不正。根据世界卫生组织的调查，长时间的不良坐姿容易诱发多种疾病，尤其是对腰椎、脊椎造成不可逆的伤害。

[0003] 目前市场上对青少年预防驼背及脊柱弯曲的产品还处于中低端水平，一度市场上盛行的青少年儿童防驼背产品“背背佳”，广告大于实效，产品主要穿着体验感并不好,不仅给孩子们一种受到约束的感觉，长时间佩戴此类产品还会引起肌肉僵硬、血流不畅，不利于正处于身体发育重要阶段的青少年的成长。

[0004] 中国专利CN202682113U，公开了一种驼背矫正装置，其主要包括矫正板,矫正板通过背心上的口袋设于人的上身的前后部，背心的前后衣片之间通过扣接装置连接。该装置仍是通过外物来强行矫正姿态,穿戴不适且智能化程度较低。实用新型内容

[0005] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种智能坐姿矫正背心，其在背心本体的不同部位都安装了压力传感器，确保在不影响用户体验的基础上全面采集背心本体各部位承受的压力值，并将相关压力值数据存储到上位机终端中进行分析，以分析用户的坐姿是否正确。进一步提高了产品的智能化程度且穿戴体验感好。

[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能坐姿矫正背心，包括背心本体，所述背心本体上设置有多个压力传感器，以采集所述背心本体各部位承受的压力值；各所述压力传感器均位于背心本体靠近人体肌肤的一侧；主控模块，其设置在所述背心本体上，各所述压力传感器的输出端均与所述主控模块的输入端连接，所述主控模块与一上位机终端通讯连接以将各所述压力传感器采集到的各压力值输入至上位机终端；所述上位机终端内设置有神经网络模型，所述神经网络模型对各所述压力值进行分析以判定用户坐姿是否正确；其中，所述神经网络模型包括卷积层、maxpooling池化层、softmax函数层，所述卷积层、maxpooling池化层用于对输入的压力值进行特征提取，所述softmax函数层对提取的特征进行判断且输出坐姿是否正确的结果；语音模块，其设置在所述背心本体上，所述主控模块的输出端与所述语音模块的输入端连接；当所述上位机终端判定用户坐姿不正确时，所述主控模块控制所述语音模块发出语音提示。

[0007] 作为优选的，所述背心本体的后背处和前胸处均设置有所述压力传感器，所述背心本体的两侧腰部均设置有压力传感器，所述背心本体的后颈处也设置有所述压力传感器。

[0008] 作为优选的，所述背心本体的袖口内侧增设有隔汗巾；所述袖口内侧设置有扣头，所述隔汗巾上设置有扣座，所述扣头与扣座相配合以使所述隔汗巾和袖口内侧可拆卸连接。

[0009] 作为优选的，所述扣头与扣座的外表面均包覆有绝缘保护胶。

[0010] 作为优选的，所述隔汗巾上开设有凹槽，所述凹槽内嵌置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器的输出端和湿度传感器的输出端均与所述主控模块连接。

[0011] 作为优选的，还包括心率传感器，其设置在所述背心本体的前胸处，所述心率传感器用于监测用户心率；所述心率传感器的输出端与所述主控模块的输入端连接。

[0012] 作为优选的，所述的智能坐姿矫正背心还包括显示面板，其设置在所述背心本体上；所述主控模块集成在所述主控面板上，所述主控面板上还设置有报警器和触控显示屏；所述主控模块的输出端与所述报警器的输入端连接，所述触控显示屏的输出端与所述主控模块的输入端连接。

[0013] 作为优选的，所述显示面板上还设置有通讯模块，通过所述通讯模块，所述主控模块与上位机终端通讯连接。

[0014] 作为优选的，各所述压力传感器的触点外表面均包覆有软质保护层，所述软质保护层为海绵或软胶以避免刮蹭人体肌肤且避免静电的产生。

[0015] 作为优选的，所述压力传感器为半导体压电阻型PLD204D传感器。

[0016] 本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

[0017] 1、本实用新型在背心本体上设置有多个压力传感器，设置的多个压力传感器能够全面采集背心本体各部位承受的压力值，根据采集得到的上述背心本体各部位承受的压力值能够便于后续进一步分析穿戴者的坐姿正确与否。相对于传统技术，背心本体的穿戴舒适度更好，穿戴体验感较佳。

[0018] 2、本实用新型通过设置主控模块、上位机模块和语音模块，采集得到的背心本体各部位承受的压力值能够通过主控模块上传至上位机模块内，上位机模块内的神经网络模型对各所述压力值进行分析以判定用户坐姿是否正确，且当上位机终端判定用户坐姿不正确时，主控模块控制语音模块发出语音提示，及时提醒穿戴者规范坐姿，智能化程度较高且能够适用于各类人群。

[0026] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

[0027] 参照图1～图5所示，本实用新型公开了一种智能坐姿矫正背心，包括：

[0028] 背心本体10，在背心本体10上设置多个压力传感器，上述的多个压力传感器用于采集背心本体10各个部位受到的压力值。

[0029] 在上述背心本体10的后背处设置有压力传感器，即为后背传感器107。在上述背心本体10的前胸处设置有压力传感器，即为前胸部传感器102。在上述背心本体10的两侧腰部均设置有压力传感器，即为腰部传感器101。在背心本体10的后颈处也设置有压力传感器，即为后颈传感器104。各类的压力传感器均位于背心本体位于背心本体靠近人体肌肤的一侧。

[0030] 其中，当用户穿戴好背心本体10后：腰部传感器101采集到的压力值能够反映人体坐姿的倾斜程度，后续再通过人体坐姿的倾斜程度来判定人体的坐姿状况，腰部传感器101收集到的压力值大于设定的阈值，则说明用户坐姿出现了异常，存在脊柱非直立状态；上述后背传感器107和前胸部传感器102所采集到的压力值能够反映用户背部的弯曲程度；上述后颈传感器104采集到的压力值能够反映用户是否出现颈部前倾或出现头部左右倾斜的情况。

[0031] 在上述背心本体上设置有主控模块，上述各压力传感器的输出端均与主控模块的输入端连接，主控模块与一上位机终端通讯连接，通过上述主控模块，各压力传感器采集到的各压力值输入至上位机终端。上述上位机终端内设置有神经网络模型，各压力传感器采集到的各压力值经神经网络模型进行分析判断后得出用户当前坐姿是否正确。

[0032] 优选的，上述神经网络模型采用pytorch开发，首先对数据进行加载以及tramsform预处理，而后设计了一个14层的神经网络框架，通过卷积层、maxpooling池化层以及relu激活函数对数据进行处理，最后通过softmax函数进行多分类任务，确定用户的坐姿问题并给出个性化的建议。在训练任务中，使用SGD方法进行训练。部分超参数设置:学习率＝0.01,monentum＝0.001,batch＝10。为提高模型的准确率，通过多次人工调参，寻找最优超参数。经模型评估，在训练集上准确率为98.8％，在验证集上准确率为96.7％，在实际应用场合进行多轮测试，准确率达到95.8％。确保神经网络模型准确识别并判断用户的实时坐姿，做出正确的提示。

[0033] 上述各压力传感器会不间断地收集数据，并将采集到的数据上传到基于深度学习的神经网络模型中，通过已训练好的神经网络模型对数据进行分析并进行模型的再学习。将训练的数据与标准数据进行比较，来分析用户实时坐姿情况，并基于实时数据为用户提供正确的坐姿指导。

[0034] 压力传感器优选为半导体压电阻型PLD204D传感器，根据实际情况也可选用其他型号的压力传感器。

[0035] 在上述的背心本体上设置有语音模块，其中，主控模块的输出端与语音模块的输入端连接，当上位机终端判定的坐姿为不正确时，上述主控模块控制语音模块发出语音提示，提醒用户端正坐姿。

[0036] 优选的，各压力传感器的触点外表面均包覆有软质保护层，软质保护层为海绵或软胶以避免刮蹭人体肌肤且避免静电的产生。各压力传感器均为微型轻质传感器以减轻背心本体的自重，各压力传感器的外表面缝制有金属纤维。压力传感器的形状优选为圆形或方形。

[0037] 进一步地，在上述背心本体的袖口103内侧增设有隔汗巾108，上述隔汗巾108设计为通过丝线连接的两层，隔汗巾108由高分子柔软材料制成，上述的高分子柔软材料可为棉质面料或针织面料，进一步增加背心本体与人体肌肤之间的贴合度及背心的舒适感。上述隔汗巾108上设置有扣座1081，袖口103内侧设置有扣头，扣座1081与扣头相配合以使得上述隔汗巾108与背心本体可拆卸连接。背心本体与隔汗巾108之间通过扣座1081与扣头相配合连接能够使得，背心与人体完全贴合，避免漏风，背心本体具有更佳对的保暖效果。

[0038] 上述扣头与扣座1081的外表面均包覆有绝缘保护胶，上述的绝缘保护胶选用为柔软亲肤材料，避免刮伤肌肤且能够防止静电产生。

[0039] 上述隔汗巾108上开设有凹槽，凹槽内嵌置有温度传感器和湿度传感器，温度传感器的输出端和湿度传感器的输出端均与主控模块连接。通过设置的上述温度传感器和湿度传感器，能够实时检测背心本体的温度和湿度情况。

[0040] 在上述背心本体上还设置有心率传感器105，其设置在背心本体的前胸处，心率传感器105用于实时监测用户的心率，心率传感器105的输出端与主控模块的输入端连接，心率传感器105用于提高数据的准确性，防止穿戴者在非坐姿情况下，如运动中，亦能检测出用户心率是否有异常。

[0041] 在上述背心本体的外表面设置有主控面板106，其中，主控模块集成在上述主控面板106内，在主控面板106上设置有报警器1061和触控显示屏1062。主控模块的输出端与报警器1061的输入端连接，当心率传感器105监测到用户心率异常时，主控模块控制报警器1061发出报警声，进一步保障用户的生命安全。上述触控显示屏1062的输出端与主控模块的输入端连接，通过操作触控显示屏1062能够控制主控模块进行相关动作。

[0042] 其中，主控模块可优选为单片机或PLC控制芯片。

[0043] 上述显示面板上还设置有通讯模块，通过上述的通讯模块，主控模块与上位机终端之间通讯连接。

[0044] 上述主控面板106的侧边设置有充电接口1063，上述充电接口1063与主控模块连接，充电接口1063可连接通用手机充电器进行充电。电池设计容量5000毫安时，一次充电可供正常使用3天。循环充电次数达3000次。

[0045] 本方案在不影响用户体验的基础上全面采集背心本体各部位承受的压力值，并将压力值数据存储到上位机终端中分析，判定坐姿是否正确，进一步提高了产品的智能化程度且穿着体验较佳。

[0046] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。