【导读】社会在进步，伏案工作的人越来越多，由久坐引起的疾病也不少，小编就认识一个腰椎痛起来屁股不敢落座，睡觉也要趴着的90后工程师。久坐有害健康，怎么办？小编找了喜欢钻研可穿戴医疗领域的工程师陈栋展教大家DIY一款智能久坐提醒坐垫，预防久坐带来的健康危害。
为啥久坐一族需要智能久坐提醒坐垫？
随着社会的不断发展，人们的工作习惯和社会分工结构也在不断变化。结果是，伏案工作的人数、工作时间和强度，也在不断增加，导致如：颈椎病，腰椎病等一些慢性疾病逐渐趋于年轻化。为阻止这些慢性疾病向年轻群体的蔓延，本文研究和开发智能久坐提醒坐垫（后面称为坐垫），以帮助人养成按时站起来活动的工作和生活习惯，从而避免慢性疾病的发生。
又从近年的智能手环，健身房，保健品等产品和服务的市场状况可知，人们对于自身的健康，生活品质的追求是不断提高的。因此一个能够帮助人们改善生活品质，保持身体健康的产品必将有着广阔的市场前景和上升空间。
因此，研究智能久坐提醒坐垫具有非常重要的意义。
市面上已售的久坐提醒坐垫的优缺点
市面上已售的Darma作为一个在科技新闻上讨论较多的久坐提醒坐垫，据笔者推测，应该采用的是压力传感器阵列，检测久坐，坐姿，并可完成脉搏和呼吸监测，连接手机蓝牙，就可以通过App查看自身当前状态。与常见的智能硬件一样，Darma具有多项功能，是一款非常优秀的产品。然而系统造价较高，功能众多又略显鸡肋。用户真的需要那么多功能吗？笔者作为一个深受久坐危害的人，其实期待的只是一款简单粗暴的产品，并不想为一个坐垫花费太多的精力去学习。
市场上最容易见到的具有久坐提醒功能的硬件产品要数智能手环/手表了。然而仍有很多人并不喜欢佩戴这类饰品，起码可以认为智能手环/手表 并不适用于这类人。
通过手机App进行监测(如：Rest+)，也是很好的方式。然而一些公司并不允许员工携带智能手机进入办公区域，同时由于现在的手机体积较大，相当一部分人会在坐下后把手机放在桌子上以减轻手机带来的不舒适感。而手机被放在桌子上，其实就失去了监测久坐的能力了。
我是怎么做智能久坐提醒坐垫的？
为使本坐垫具有价格低，使用简单，在不影响周围同事的前提下完成对坐垫使用者的提醒的特点。对坐垫功能及其设计进行了如下思考：
1关于计时：研究表 明，连续坐下2个小时需要休息10分钟。但是这里仍然存在一个问题。比如连续坐了90分钟，站起休息了5分钟，是应该重新计时？还是应该从90分钟开始计 时？因此为解决这个问题，笔者采用了权重的方法去分析。2个小时也就是120分钟的久坐对应10分钟的休息时间。也就是说坐下12分钟应当休息一分钟。那 么休息1分钟，应当把计时的数据减去12分钟。通过这种方法去避免盲目的累积计时和重新计时。
2.关于检测方法：往往会想到用压力传感器来监测坐下动作。然而压力传感器的价格还是较高。而且市场上可用的压力传感器为一种柔性压力传感器，坐时间久了可能存在变形，甚至损坏等问题。因此思考另一种监测方法。事实上，产品只需要监测坐下和非坐下两种动作，也就是两种状态。因此就想到了使用按键。按键的价格非常低，并且把按键放在柔软的坐垫里面，经测试，并不会给人异物感(测试者包括作者本人，以及9个朋友)。
检测用的按键
3.提醒方式：坐垫使用的场景多为办公室环境，因此坐垫的提醒要保证不打扰到周围工作的人。经过比较，考虑采用多个震动马达，将震动马达放置于坐垫中，在达到定时要求时进行提醒。
提醒用的振动马达
4.关于是否增加蓝牙和手机连接：很多智能硬件，都会希望使用者连接手机。诚然，连接手机可以提供更好的人机交互界面，能够分析人久坐的历史数据等，对使用者进行提醒时也可以直接通过手机进行提醒。
然而不觉得麻烦吗？手机上要为各种智能硬件安装专属的App，如果每个智能硬件有一个App，那么多的App看起来就会比较烦；每次使用之前要打开软件连 接，手机的蓝牙(蓝牙2.0)非常耗电，手机可能会很快没电，如果带着手机去下洗手间，又要重新连接了；增加一个蓝牙模块和App，产品的研发成本会提高 很多，因此价格也会比较高。
再者手机和蓝牙带来的便利真的需要吗？使用者希望的只是这个东西能够帮助养成良好的生活习惯，真的会对历史数据感兴趣吗？如果历史数据显示，使用者使用后 仍没有养成良好的习惯，那么解释有两个：1. 使用者对产品有抗拒。2. 产品没能帮助到使用者。第一个智能产品应带来服务，而不能强迫使用者，所以是无法改变的。第二个，就是自己打自己脸了……
综合上述思考，并不打算连接蓝牙。
5.关于检测位置：人与人的坐的习惯，坐垫放置的方向位置，都是不同的，可能有人喜欢坐椅子坐一半，甚至一半都坐不到；再者坐垫应该与常见的坐垫长得一样，所以坐垫的四个方向都可能放置在凳子坐下一侧。因此，为了能够保证检测到使用者坐下的动作，传感器(也就是按键)应当呈阵列的形式。
6.防水及电池的保护： 防水是一定需要的，即使系统不需要经过水洗，也可能由于疏忽，将水洒在坐垫上。如果不进行防水处理可能会产生一定的安全隐患。因此需要将电路板及电池部分 包装在防水层里面，并使用坚固外壳进行一定的封装，防止由于电池破裂产生的爆炸等安全隐患。这可能会产生一定的异物感，为解决该问题，可以通过设定放置位 置、增加放置区域柔软填充层来避免。主控部分可以设计成可拆卸的，使用暗扣就可以将柔软的织物与PCB连接，并方便拆洗；也可以设计成嵌入坐垫的形式，具 体设计要考虑坐垫的厚度，制作便捷性，使用寿命等因素。
7.充电以及充电接口设计：考虑使用锂电池作为系统的电源供应。原因如下：一方面锂电池的体积小，可以减少AAA电池造成的异物感；另一方面，可充电的锂电池避免了电池经常更换，从而对环境保护也有一定的作用。
像上面说的，产品适用于伏案工作的久坐人群。在今天，这种人群的办公环境都会配有电脑，手机也几乎是每个人必不可少的生活用品。Android手机的使用 率高于苹果手机。因此，使用Android手机的USB充电线连接电脑，就可以对其进行充电。这降低了成本，也避免了过多的充电器对使用者的生活造成困 扰。因此将充电接口设计为micro-USB接口。
8.对于将
Micro-USB接口设计成电路板上的母座， 还是设计成数据线的形式。笔者仍未比较出哪个方法更优，事实上应当分情况讨论两个方案。设计在电路板的母座上：这要求主控板的位置必须固定且在坐垫边缘； 另一种方式是使用数据线的形式将主控板放置在任意位置（保证该位置有填充层），只将数据导线延伸出来。两种方式各有优缺点，在考虑时，应当进行比较后再做 决定。
9.硬件模块之间的连接：如上所述，监测所用的按键采用阵列的形式分布在坐垫里面。如果采用传统PCB，柔性PCB，以及传统的连接导线与PCB的接口等方式连接各个模块，各个模块会存在较强烈的异物感。因此并不适用于本系统。但是如果直接将各个连线焊接在PCB上，又会导致连接部分很容易断裂，使系统不稳定。因此需要设计一种坚固耐用的连接各个模块的方式。
事实上，导线本身有足够坚固和有韧性，主要的问题在于焊接点。为避免焊接点出现问题，将导线的一部分粘在电路板上即可避免焊接点直接承受拉力。
10.关于夏天用的竹坐垫：上述讨论的监测方法更适用于棉质的坐垫。其实竹制的坐垫仍适用于上述方法，只不过对于竹制的坐垫需要做一些不同的处理，这里不再赘述。读者可以根据思考的顺序重新去思考这部分内容。
硬件电路和代码：
事实上，这个东西是我四年前做的，当时一直没有平台可以将其展示出来，在此非常感谢52solution给予的这个平台。但是很可惜的是，由于时间过去比较久，代码和PCB都已经随我坏掉的硬盘找不到了。这里只找到一张当时做的实验平台的图片，望请谅解。上述已阐明了各个可能遇到的问题及解决方案，相信具体的代码和PCB都不是什么难题。
智能久坐提醒试验平台
小编看智能久坐提醒坐垫DIY
本次DIY的主要创新点是：1. 定时； 2. 提醒； 3. 监测。
对于定时：在使用者离开座位时，计时不清零也不累计；而是用坐下的时间减去休息时间所占权重，以此来得到更合理的计时；提醒使用振动马达来避免打扰到周围同事；而检测用了普通的按键以求得到最低的成本。不仅如此，还阐述了织物和传统电子技术的结合时需要注意的问题，如：防水，连接等。
陈工还有一点让小编觉得很敬佩，在物联网的大环境下，他拒绝了物联网的连接方式，转而采用振动马达提醒，用直接的方式给用户最直接的反馈，而不是采用“花样炫技”，这在煮个开水都想要联网的浮躁智能硬件制造业来说实属难得。
智能硬件没有想象中那么难，DIY也能做一个，于细微处用技术去改变生活，这也许就是智能硬件DIY的魅力之一，如果你也会DIY智能硬件，如果你也像陈工一样有自己的一些作品想法和分享精神，如果你对智能久坐提醒坐垫方案存在任何疑问无法解决，或者文档哪里存在表述不清楚的地方，请勾搭小编QQ：956056256咨询交流，我们会尽自所能帮助你解决问题，并逐步完善文档及内容。如果你也具有DIY精神，小编会将你的DIY内容分享给更多有需要的人。
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