防近视仪——目标3：良好健康与福祉 简单

作品主旨:减少青少年近视量

其他主题：保护视力

为了保护学生视力，减少学生近视的现象，设计并制作了“防近视仪”。

一、项目背景

我最大的爱好是看科普视频和时事新闻，从中发现了近视的广大负面影响力，它是众人都在防范的焦点。但是近视人数还是大幅度增加，我们看到许多学生，小小年纪，就带上了眼镜，觉得十分可惜。于是，我着眼于保护视力的目标，制作了“超声波防近视仪”作为这次活动的作品。

在网上我看到近视是全球都担心的问题，世界卫生组织于2019年发布的《世界视力报告》[注1] 中写到：全球视力损伤或失明人数高达22亿人以上， 其中至少10亿人的视力损伤问题本可预防或尚待解决。而中国正是近视的重灾区。

中国近视人口数据：

近视眼被列为世界三大疾病之一，全国近视眼人数竟已近4亿，其中青少年约为2.7亿。我国人口近视发生率为33%，是世界平均水平22%的1.5倍，发病率仅次于日本，占世界第二位，每年新增近视眼约为6%。

其中，我国学生近视发病率居世界第二，人数居世界之首，近视发病率高达50%至60%。调查显示，我国小学生视力不良检出率为28%、初中生为60%、高中生为85%，而且有不断上升的趋势。我国8～12岁的小学生中，约有47个儿童就有一个近视眼，近视发病率约为23%，中学生约为55%，大学生约为76%。[注1]

而正是这些数据，使我想设计一个程序，保护学生的视力

二、挖掘问题背后的根源

近视的化价极高，许多人们因为近视而带上了厚厚的眼镜，而遗憾终生，而在近视后各种改善或治疗，也无法回到当初，并且现在医学手段有限并且财力耗费巨大。

三、近视的后果

医生杨捷铮，有说过：近视眼形成之后就会造成不矫正，不戴镜的情况下看眼模糊。那显而易见，近视眼不矫正的话，对青少年朋友影响他的学习。除了在社会学的危害之外，我还要着重讲了就是生理学上、眼科学上的危害。那么近视眼的朋友除了视物模糊之外，他还容易出现，玻璃体混浊，飞蚊症，眼睛闪光感。

四、现有的防近视措施

齐林嵩医生有发表言论：

第一、增加户外活动时间，增加小孩子户外活动时间，保证每天2至3小时的户外活动在阳光充足时会达到防控目的，并且有近视可能会延缓近视进展。

第二、佩戴角膜塑形镜，也同样可延缓近视数50%左右。

第三、采用药品治疗

五、超声波防近视仪简介

方案介绍：

首先，我们通过查询资料，了解到了近视的主要原因：

（1）遗传原因

（2）长时间近距离用眼。

然后，我也了解到，人类可以从以下几个方面去避免或减少近视率：

（1）少看电子产品。

（2）光线正常。

（3）姿势正确

我就想是否可以从用眼距离这一方面来防止近视的发生。

我首先用3D打印，打出了一个模型，用micro：bit的主板连上micro：bit 附带的超声波探测器，用来探测距离，若距离过近或过远，它所附带的蜂鸣器则会发出声响提醒人们注意，从而达到防近视的效果。

项目原理：

本方案包含控制模块、监测模块、提示模块和电源模块共计四个模块控制模块:

第一代：

控制模块：采用micro:bit开发板+micro:mate扩展板的组合。

监测模块：超声波传感器。

提示模块：LED红灯，LED绿灯，蜂鸣器。

电源模块：两个5号电池。

第二代：

控制模块：采用micro:bit开发板+micro:mate扩展板的组合。

监测模块：物联网模块，超声波传感器，二哈识图人脸识别模块。

提示模块：蜂鸣器。

电源模块：锂电池盒。

本方案在运行中分为两种模式：

第一代：

A模式：看书模式：原本绿灯亮，但如果人体距离超声波传感器的距离小于23厘米，那么蜂鸣器响，红灯亮，绿灯灭。

B模式：电视模式：原本绿灯亮，但如果人体距离超声波传感器的距离小于250厘米，那么蜂鸣器响，红灯亮，绿灯灭。

第二代

A模式：仅仅使用了超声波传感器。

B模式：加入了二哈识图人脸识别模块。

A+B模式：加入了物联网模块，可以将数据发送到手机或PC终端。

六．材料清单：

第一代：

1、主板1块

2、拓展板1块

3、喇叭1个

4、LED灯2个

5、电池

第二代：

1、主板1块

2、拓展板1块

3、喇叭1个

4、二哈识图人脸识别模块

5、锂电池

七、讨论与制作

（一）头脑风暴与几种不同的解决思路

1、可以将设备做成固定式，但使用者不方便，就改为了可拆卸式

2、当初，想用积木拼成外观，但人力有限，只能用时间耗费较大的3D打印

硬件连接图：

第一代

第二代：

程序设计：

第一代：

第二代：

（二）遇到的问题与解决措施

1、程序的问题，最开始想用模拟读取，但方法不通，后来在老师的建议下远用数字读取

2、设备外观的问题，用积木比较省力，但人数不够，只能用3D打印来施行

三视图（第一代）

第二代：

八、产品展示

九、扩展与反思

在实际使用过程中，发现有一点没有达到预期的效果：

设备实际测试时，发现超声波测量距离不够精准，角度不够大，存在对学生的坐姿情况判断不够精准，启发我设计一个配套的套件——可穿戴防驼背仪，进行更精准的校正坐姿，预防学生近视。

对课题的展望：我们可以通过一个终端,把所有学生使用的仪器连接到控制平台上,搭配防驼背仪,创建智慧教室。

参考资料：

[2]近视的病因

https://www.yichao.cn/article-18914.html

https://www.baidu.com/bh/dict/ydxx_7994843136457780176?tab=%E7%97%85%E5%9B%A0&title=%E8%BF%91%E8%A7%86&contentid=ydxx_7994843136457780176&query=%E8%BF%91%E8%A7%86%E7%9A%84%E5%8E%9F%E5%9B%A0%E4%B8%BB%E8%A6%81%E6%98%AF%E4%BB%80%E4%B9%88&sf_ref=dict_home&from=dicta

[1]世界视力报告

https://www.who.int/zh/news-room/detail/08-10-2019-who-launches-first-world-report-on-vision