摘要
长时间久坐和姿势不良与肌肉骨骼不适、较高的脊柱负荷以及降低的学习和工作效率有关。本研究开发了一种基于Arduino的分布式系统，结合多种传感器用于低成本、无摄像头的坐姿监测。系统由一个可穿戴传感板（WSB）、一个主控制板（MCB）和一个主机电脑组成。WSB使用ADXL345加速度传感器测量躯干倾斜度——即相对于直立参考的上躯干的前向俯仰和侧向滚转——而MCB使用US-100超声波测距单元测量用户到桌子的距离；NRF24L01无线通信单元连接二者。基于规则的阈值将六种状态分类为："正常"、"驼背"、"左倾"、"右倾"、"太近"和"太远"。声音音频单元和液晶显示单元提供本地语音警报和视觉反馈。通过4G单元，MCB将用户ID、时间戳、环境温度、距离和姿态状态上传至云平台。云生成的文本文件支持主机检索和显示，系统设有两个用户账户和一个管理员账户。该系统可在40–2000 mm范围内确定坐姿距离状态，并在0–90°范围内输出躯干倾斜信息。在当前测试条件下，MCB与WSB之间的无线通信距离超过3米。此外，听觉提醒、时间与温度显示以及PC端数据检索功能均按预期运行。总硬件成本为18.39美元，该系统为低成本、无摄像头的坐姿监测和远程数据管理在教育环境和家庭环境中的应用提供了可行的原型。
