智能化眼镜

德州学院 王伯韬 王志坤 王杰 黄泽莹

智能化眼镜

德州学院 王伯韬 王志坤 王杰 黄泽莹

随着电子信息的蓬勃发展和生活质量的不断提高，越来越多的少年儿童视力下降，眼镜成为他们生活中必不可少的重要元素。智能化眼镜不仅仅能够矫正视力，还会随着视力的增长改变度数，少了多次更换眼镜的麻烦。而且在21世纪信息时代中，智能化眼镜还会专递更多信息，适合不同范围的人群，不仅仅适合视力缺陷人群，还会检测人体各项生命体征并且巧妙地利用太阳能供电，实现可持续利用。智能化眼镜不仅仅用于看，还能应用在远程操作上，随着高科技设备的兴起，智能化眼镜甚至可以应用在农业生产上，通过微型定位器，做到精确施肥，精确作业。

眼镜；微型计算机；农业生产；太阳能；视力；生命特征

1 原理与设计方案

1.1 设想与理念

智能化眼镜的设计，是利用凹凸透镜的不断转换及镜片的结构转变，使得度数得以转换。镜子上的微型计算机含有传感器，可以探测人体的生命特征，传感器的供电由太阳能薄膜电池供给。眼镜还可以实现导航的功能，并有语音导航，适合中老年人。眼镜上的微型计算机，配合远程的全球卫星定位仪，可精准操控各个农业机器，并且眼镜的语音导航还能帮助机器正确操作。眼镜的各个功能经济节能，符合可持续发展，适合各行各业。

1.2 设计方案

实现凹凸透镜的转换，在镜片中加入凹凸变化的薄镜片，经过镜框的挤压，使得镜片内部的薄镜片凹凸变化。镜框的挤压是在镜片边装有敏感装置，此种装置可连接电脑，并且在电脑的驱动下，调节镜片的凹凸及度数。在镜腿上装有GIGS太阳能薄膜电池，此种电池具有较好的稳定性，较高的光电换效率[1]。该电池将一层薄膜制备成太阳能电池，用硅量极少，降低成本，可以大量生产[2]。镜腿内部装有电能存储装置，并且与薄膜电池连接，经过太阳的照射，使得产生的电能通过特制的导线存贮在存储装置中。电能存储装置利用介电区来储存电能，该装置内含有第一磁性区和第二磁性区，利用第一磁性区和第二磁性区的双极来防止漏电。眼镜的电能存储装置自主地为各个系统供电，经过太阳能薄膜电池源源不断地供电，保证各个功能正常运行。传感器在镜框边缘，该传感器以波长调制传感信号，内有特殊装置，通过红外线来测量脑波，进而探测生命特征检测生命特征。在镜框左边安装有语音系统装置，并且连接传感器，当传感器测得人体生命体征时，可以随着主人的意愿报告检测结果。传感器的检测装置重量轻、体积小、并且耗能少，在测生命体征时，还能语音提示。传感器与微型计算器相结合，这种计算机不仅体积小而且功能齐全，能够接收全球定位仪的信息，这些全球定位仪安装在联合收割机，播种机等农业机器上，驾驶室内的接收器传给微型计算机，经过处理，反馈到语音装置，提示使用者精确操作，达到精确施肥，精确作业。在传感器旁边安装有一个微小的导航系统，此种导航系统精确到小区，并且可实时报告主人的位置，导航终端可以与手机连接，当老人走失或者找不到时，可以在手机上查看到老人的位置。该导航系统还能精确定位农产品的位置，通过计算机的红外线扫描，进行精确作业。在镜腿的边缘有几个触摸式开关，控制镜框的运行，当镜框全部关闭时，只是一个普通的眼镜，并且会不断充电，导航系统的终端效果是终生开启的，其他人能够了解到戴镜人的位置。此种眼镜由橡胶材料构成，并且具有减震效果，防止摔坏眼镜。眼镜的外表由防水透明薄膜覆盖，防止进水导致系统紊乱。

1.3 运行方案

通过镜腿末端的触摸式开关可控制各项功能。镜框的敏感装置在电脑的调试下不断调节镜片的度数，以达到理想的度数。通过放在农机器上的全球定位仪传出的信息，经过微型计算机的处理，语音提示使用者进行精确操作。传感器的装置在开关开启时，不仅能够通过人体的心跳等生命特征来诊断，还能通过红外线探测植物的生长状况，通过镜片反映给使用者。导航系统是不关闭的，但是导航系统的语音设置是可以控制的，导航可以明确回家的路线，并且在镜片中显示小地图，镜片是用特种材料构成的，可以显示导航路线。这些功能由一种特殊的导线与存储装置连接在一起，当运行时，存储装置可以自主地供电，另外，智能化眼镜各个功能耗能小，能够长时间使用。

2 发展前景

该眼镜利用太阳能可再生资源，可持续发展，将太阳能转化为电能，为各个功能供电，减少了电池的使用，减少了环境的污染。该眼镜最突出的特点就是应用在农业生产上，使得不会农业操作的新手经过眼镜的引导也可以进行精确操作。由于青少年视力问题不断加重，眼镜的更换越来越频繁，智能眼镜解决了这一难题，必将受到青少年的青睐。对于中老年人，眼镜可以应用于远视、老花眼，并且能够检测老年人的生命体征，及时报告感觉不到的不良状况，提醒其积极去治疗。中国的老龄化较严重，老人失踪的案例不断增加，有了智能化眼镜，不仅可以导航，还可以随时查看他们的位置，以免出现意外。由于智能化眼镜适合各个领域，适用于各个年龄段，未来必将受到社会的广泛关注。

[1]吴文娟.单晶硅高效制绒方法的研究[J].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2012.

王伯韬，男，1996年出生，山东省泰安市人，本科，研究方向：机械工程。