［摘 要］隨著電子信息的迅速發(fā)展和電子產品的普及，人們長時間近距離地使用電子設備，會大幅增加視力出現(xiàn)問題的概率，從而對身體健康和日常生活產生不良影響。文章針對此種現(xiàn)象，基于大數(shù)據(jù)的時代背景，通過結合創(chuàng)新健康監(jiān)測、無線感應充電、微型傳感、自動加熱、 變色鏡片等多種功能及技術，對多功能智能眼鏡進行了設計和研究，以緩解視力狀況及解決眼部護理問題。

［關鍵詞］智能眼鏡；健康監(jiān)測；無線感應充電；創(chuàng)新設計

［中圖分類號］TS959.6 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）03–0077–04

伴隨著大數(shù)據(jù)時代的迅猛發(fā)展，人們對新型電子產品的需求逐漸增大，從而增加了電子產品的使用頻率，使得我國近視患者越發(fā)普遍，對于眼鏡的購買需求持續(xù)擴大。同時，隨著人們生活水平的提高、消費能力的增強以及消費理念的日益成熟，消費者的需求層次在逐漸改變，人們對產品功能需求也逐漸多元化，所以人們常佩戴的眼鏡也需要不斷地優(yōu)化。因此，設計研究一款具有多功能的智能眼鏡用以滿足使用者的不同需求和提高使用者的生活質量至關重要。

文章基于大數(shù)據(jù)背景，致力于設計研究一款具備健康監(jiān)測、無線感應充電、自動加熱、變色鏡片等多種功能的智能眼鏡，以達到對近視人群眼部不適的有效改善和緩解，同時增強使用者佩戴狀態(tài)和感受的目的。

1 多功能智能眼鏡技術介紹

多功能智能眼鏡的原理是基于先進的傳感技術和數(shù)據(jù)分析算法。眼鏡框架中嵌入的微型傳感器可實時監(jiān)測用戶的生理指標，如心率、血壓、血氧含量等。通過與手機或其他智能設備的連接，多功能智能眼鏡可實時傳輸采集的數(shù)據(jù)，并通過專業(yè)的算法分析用戶的健康狀況。多功能智能眼鏡可無線感應式充電，更加方便快捷和安全。此外，多功能智能眼鏡還應用了變色鏡片及自動加熱技術，滿足使用者在不同場合以及不同時間的使用需求，同時還可以自動放熱，舒緩眼部疲勞，從而減少對眼睛的損傷。多功能智能眼鏡的穿戴方式方便快捷，使用者無需單獨佩戴多個設備，只需戴上眼鏡即可實現(xiàn)多種功能的進行。

1.1 健康監(jiān)測技術

隨著計算機、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術的普及，人們可隨時隨地獲取和傳輸健康數(shù)據(jù)，智能化醫(yī)療逐漸成為可能。同時，人工智能、大數(shù)據(jù)等技術的應用，也推動著智能健康監(jiān)測技術的發(fā)展，為醫(yī)學研究和個性化診療提供了更加準確和全面的數(shù)據(jù)支持。健康監(jiān)測技術通過提供全面、準確的身體狀況評估，幫助使用者了解自身的健康狀態(tài)，以及提前發(fā)現(xiàn)潛在的健康風險和疾病。文章將健康監(jiān)測技術與云平臺建立聯(lián)系，可隨時通過App 查看多功能智能眼鏡佩戴者的身體健康狀態(tài)和眼部狀況。

國內已有通過太陽穴檢測心率的技術理論出現(xiàn)。多功能智能眼鏡所使用的心率檢測為接觸式微型壓力傳感器，a928b07e7ea255fe5c68e1411f18c8776aca66a8c91d12c6297132544c38c74d可將脈搏震動的動態(tài)壓力數(shù)字信號以及通過傳感器內部的定位引擎獲取的佩戴者位置信息通過無線電波發(fā)送，反饋到用戶的接收終端。且傳感器可通過固定裝置固定于眼鏡架上，通過與使用者的太陽穴接觸檢測壓力變化或脈搏波，從而獲得心率信息。較普通心率檢測儀多功能智能眼鏡更便攜、更時效、更易使用。通過對心率進行監(jiān)測和信號采集，利用軟件算法將處理好的信號轉化為人們可理解、讀出的生命體征參數(shù)，再借助軟件解讀這些生命體征參數(shù)，分析人體健康狀態(tài)。

1.2 無線感應充電技術

雖然，目前非接觸式的無線感應充電技術尚處于起步階段，但對于接觸式充電方式存在的問題，例如，頻繁的插拔易損壞接頭，也可能帶來觸電的危險等，可很好地解決。如今的無線感應充電僅存在于手機等電子設備上，通過電磁信號與電流的相互轉換，實現(xiàn)無線充電功能。文章所設計的多功能智能眼鏡可通過相同原理實現(xiàn)充電，主要采用電磁感應原理。無線感應充電技術是一種特殊的供電方式，其不需要電源線，依靠電磁波傳播，將電磁波能量轉化為電能，最終實現(xiàn)無線充電。

1.3 加熱技術

納米制造技術的不斷發(fā)展，加快了微電子、微機械、微光學、介入醫(yī)學等領域的發(fā)展步伐，對微小緊湊式的加熱裝置需求越來越多，微型加熱裝置研究成為熱點。文章所設計的自動加熱技術是通過鏡框填充式保溫棉，用雙控溫電熱儲能式結構，逐漸釋放熱能。內設自動過熱保護裝置、自動保溫指示裝置及由PTC熱敏電阻開關控制的材料。PTC 是正溫度系數(shù)的熱敏電阻，當電流通過時自身會發(fā)熱，當溫度到達一定值時，其電阻會急劇增大，可視為斷開，所以此時小電池停止消耗熱能，靠保溫棉對該材料的保溫來緩慢放熱。由于多功能智能眼鏡體積，可操作面積小，所以微電池、芯片安裝，保溫棉填充，PTC 安放以及整體結構組裝等步驟需要精密操作。

1.4 鏡框材料

鏡架外觀質量應滿足GB/T14214—2019《眼鏡架通用要求和試驗方法》標準中的規(guī)定，應光滑、無毛疵和凸點、無明顯劃痕、邊緣圓潤。鏡框的使用材料會持久接觸皮膚表面，因此要對鏡框使用的材料進行生物學評價，根據(jù)標準GB/T16886.1—2011《醫(yī)療器械生物學評價第1 部分：風險管理過程中的評價與試驗》中規(guī)定，持久接觸皮膚的醫(yī)療器械需要進行細胞毒性試驗、皮膚致敏試驗、皮膚刺激試驗、鏡架材料的生物相容性試驗，結果應對皮膚無細胞毒性、無致敏反應、無刺激性。

2 多功能智能眼鏡結構設計

2.1 設計原則

2.1.1 實用性原則

文章所設計研究的多功能智能眼鏡遵循實用性原則，其根據(jù)實際問題來設計功能和性能，目的是解決真實的問題并獲得實際效果。因此，多功能智能眼鏡應該根據(jù)實際需求和實用價值來設計，以滿足消費者的生活習慣和需求，為消費者緩解和解決眼部問題，從而推動產品的銷售和推廣。

2.1.2 創(chuàng)新性原則

創(chuàng)新性原則指在進行科學探究的過程中，所提出的研究議題應具備創(chuàng)新性、先進性以及獨特性這幾個顯著特質。在實際工作中，要想實現(xiàn)創(chuàng)新性思維模式，就必須進行深入探究，并且結合具體內容來開展研究工作，從而促進科技水平不斷提高，推動社會經(jīng)濟健康穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。多功能智能眼鏡在科研方面確保了在科學理論上的進一步發(fā)展和突破。其在繼承和借鑒前人或其他研究者的成果的基礎上，能夠在研究過程中發(fā)現(xiàn)新的問題，提供新的見解和建議，同時在技術和方法上也展現(xiàn)了創(chuàng)新。

2.1.3 安全性原則

產品的安全性涉及其設計、生產、安裝和維護等多個環(huán)節(jié)。為了確保產品的安全，需全方位地考慮安全性問題，遵循質量體系的發(fā)展策略，避免任何潛在的缺陷。多功能智能眼鏡采用了電流安全保護技術，可保障健康監(jiān)測功能與鏡框加熱功能同時運行，但對于不互相干擾仍需進一步研究，擬打算通過內部設置兩條相互獨立的電路、電池，從而使兩者獨立運行，互不影響。

2.1.4 綜合性原則

綜合性原則指在產品設計過程中，應以產品的直接用途為基礎，同時考慮其創(chuàng)新和開發(fā)。設計人員應從產品本身出發(fā)來確定其造型、色彩、材質、工藝等各要素的搭配組合。文章強調采用全面、多視角、多層次和多學科的綜合視角，以實現(xiàn)多元化的綜合目標，設計出能滿足不同用戶需求，符合市場要求的多功能智能眼鏡。在多功能智能眼鏡設計中，對其結構、功能進行了全面的分析和思考，針對當代人口存在的近視問題，將健康監(jiān)測技術、鏡框自動加熱技術、無線感應充電技術以及變色鏡片結合為一體，實現(xiàn)智能眼鏡的多功能化，讓使用者有良好的使用感受的同時進而解決人們的眼部問題需求。

2.1.5 技術規(guī)范性原則

技術規(guī)范性原則指在進行各種相關技術的活動中，關于使用設備工序、執(zhí)行工藝過程以及產品、勞動和服務質量要求等的準則和標準，用于規(guī)定產品、過程及售后的滿足的技術要求?；诩夹g規(guī)范性原則，多功能智能眼鏡應易于維護和升級，設計和開發(fā)過程中應考慮到產品可能需要進行修復、升級和擴展的情況。為了提高眼鏡的可維護性， 應采用清晰的架構和模塊化的設計。同時，技術規(guī)范應鼓勵開放性和互操作性， 以促進多功能智能眼鏡不同技術之間的互通和集成。

2.2 結構設計

我國人口基數(shù)龐大，且不同的年齡階段存在著不同的視力問題，眼鏡在近視人群的日常生活中起到了不可替代的作用。為更加有效地改善和緩解近視人群的眼部不適，提高近視眼鏡的性能，同時確保使用對象能夠擁有滿意的佩戴體驗和感受。文章設計研究了一款集健康監(jiān)測、無線感應充電、自動加熱、變色鏡片等功能于一體的多功能智能眼鏡。區(qū)別于普通的近視眼鏡，此款眼鏡具有能緩解眼部疲勞的功能，可讓近視人群在休息之余不用摘掉眼鏡就能夠體驗到舒適的眼部護理，從而對眼部產生良好的改善作用。該產品具體結構設計如圖1 所示。

2.3 外觀組成

多功能智能眼鏡通過鏡框填充式保溫棉，采用雙控溫電熱儲能式結構，逐漸釋放熱能。該多功能眼鏡具體結構設計如圖2、圖3 所示。其中，圖2 深色區(qū)域為保溫棉所在位置，通過熱敏電阻發(fā)熱，保溫棉保溫的方式，實現(xiàn)加熱功能。圖3 中7 個圓圈位置為PTC熱敏電阻所在位置。

2.4 功能特色

2.4.1 完整的健康監(jiān)測體系

通過在兩側鏡腿位置添加接觸式微型壓力傳感器，并與太陽穴接觸以檢測心率，實時監(jiān)控人體健康。同時通過紅外線監(jiān)測眼部視力狀況，使用者可通過藍牙連接手機，打開App 即可觀測心率和視力狀況。

2.4.2 無線感應充電系統(tǒng)

無線感應充電系統(tǒng)主要采用電磁感應原理，將供無線充電板和手機上感應的磁鐵間產生的感應磁通量換成電力，進行電流的傳輸。該充電方式所要求的電路結構比較簡單，成本較低，更便捷。

2.4.3 創(chuàng)新型環(huán)保材料

多功能智能眼鏡采用創(chuàng)新型環(huán)保材料，輕便環(huán)保的材料且具有良好的延展性和更輕便的質量，不會對使用者產面部生太大重量負擔。

2.4.4 變色鏡片

多功能智能眼鏡鏡片隨環(huán)境的變化而變化，滿足使用者的不同需求。例如，室內為透明的普通鏡片，陽光下則為墨色鏡片，以達到遮陽效果，從而減少對眼睛的損傷。

3 市場需求分析及預測

智能眼鏡是最近幾年被提出且是最被看好的可穿戴智能設備之一，被視為未來智能科技產品的重要增長點，各行業(yè)都倡導智能裝備，智能眼鏡作為新興的智能產品，其產業(yè)也得到了前所未有的發(fā)展活力。智能眼鏡作為一款新型的物聯(lián)網(wǎng)設備，其將受到市場青睞，在全球范圍的智能眼鏡產業(yè)中發(fā)展廣闊。

相較于普通眼鏡，多功能智能眼鏡實現(xiàn)了多功能應用的效果，應用性及實用性強，功能全面。隨著科技的不斷發(fā)展和普及，人們對眼鏡需求增大，消費者將推動智能眼鏡的銷售熱潮，多功能智能眼鏡終會進入大眾生活。如今，智能眼鏡領域的意義不僅在于外觀設計，更側重于功能加強。隨著技術的不斷發(fā)展，多功能智能眼鏡還會不斷進行功能的強化和創(chuàng)新，從而為使用者提供更豐富的應用。

文章所設計研究的多功能智能眼鏡具有一定的創(chuàng)新性、技術性、現(xiàn)實性以及可發(fā)展性。緊隨科技進步，智能眼鏡行業(yè)也在向更高技術進步，其將具有更多更強的功能，獲得更多的關注與支持。目前我國智能眼鏡還處于發(fā)展初期，還有很大的發(fā)展空間和潛力，由此可見，多功能智能眼鏡這一產品的市場前景非常廣闊。

4 結束語

考慮到近視患者的各種需求，從多個角度對多功能智能眼鏡進行了設計和研究，設計了一款基于大數(shù)據(jù)背景下，融合了健康監(jiān)測、無線感應充電和自動加熱等功能且具有創(chuàng)新性的的多功能智能眼鏡，為近視患者提供更為便捷的眼鏡選擇的同時確保用戶在佩戴時能夠獲得最佳的使用體驗。在多功能智能眼鏡制造的同時，應充分考慮產品的綜合指標，在滿足多樣化功能的同時，也要重視用戶舒適度、價格親民、功能實用性等各個方面的要求，進而彌補市場的不足，推動眼鏡制造業(yè)的研究和發(fā)展，加快多功能智能眼鏡的研發(fā)和創(chuàng)新，為行業(yè)注入新動力，找到新商機。

參考文獻

[1] 彭濤，劉東靜，樊亞松，等. 基于藍牙技術的新型眼鏡設計及應用[J]. 電子世界，2018，535（1）：157-158.

[2] 陶會榮，陳承浩. 智能健康監(jiān)測眼鏡發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].中國眼鏡科技雜志，2020，327（5）：86-88.

[3] 安逸，戴哲浩，陳文軒，等. 無線移動電源設計[J]. 山西電子技術，2019，205（4）：45-48.

[4] 吳倩倩，江昆. 物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧眼鏡的應用[J]. 數(shù)字技術與應用，2022，40（10）：82-84.