基于单片机的多功能视力保护器
基于单片机的多功能视力保护器
基于单片机的多功能视力保护器视力保护对于现代人来说越来越重要，我们每天都在面对电脑屏幕、手机屏幕等电子产品，长时间使用这些设备容易造成眼睛疲劳和视力下降。
因此，设计基于单片机的多功能视力保护器可以帮助人们缓解眼睛疲劳，保护视力。
本文将介绍这个视力保护器的设计思路和主要功能。
首先，我们需要一个单片机作为控制核心。
可以选择常用的Arduino或者树莓派等。
接下来，我们需要一块TFT液晶屏幕作为显示器，用来显示一些基本信息和设置选项。
在软件方面，我们需要编写一段代码来实现以下功能：1.蓝光过滤：蓝光是电子产品中主要的有害光线之一，长时间暴露在蓝光下会对眼睛造成伤害。
因此，我们要在视力保护器中加入蓝光过滤功能，可以实时调整屏幕的蓝光强度，以减少对眼睛的伤害。
2.提醒休息：长时间注视电子屏幕会导致眼睛疲劳，因此，视力保护器还可以设置一个提醒功能，每隔一定时间提醒用户休息。
可以通过闪烁屏幕或者发出声音等方式来提醒，用户也可以根据自己的需求进行设置。
3.调节亮度：不同的环境对于眼睛的压力也不同，因此，视力保护器还可以根据环境的光线强度自动调节屏幕的亮度，以减轻眼睛的疲劳。
4.调节对比度：适当的对比度可以提高图像的清晰度，减少眼睛对屏幕的疲劳。
因此，视力保护器还可以根据环境的光线强度自动调节屏幕的对比度。
5.眨眼提醒：长时间使用电子产品会导致眨眼频率下降，进而造成眼睛疲劳和视力下降。
视力保护器可以通过计算眨眼频率来提醒用户眨眼，保护眼睛。
6.眨眼检测：为了更好地提醒用户眨眼，视力保护器还可以通过人脸识别技术检测用户的眨眼情况，以便更准确地提醒用户。
7.记录使用情况：视力保护器可以记录用户使用电子产品的时间，眨眼频率等信息，以便用户了解自己的使用情况，并进行相应的调整。
这只是一个基本的多功能视力保护器的设计思路，实际应用中还可以根据需要进行相应的功能扩展。
毕业设计(论文)视力保护器的设计
为了保护青少年的视力，现如今越来越多的公司都在研发生产各种视力保护产品，国内主要有眼保姆，坐姿矫正器和各种护眼灯；国外有法国艾斯布鲁斯研发的光明天使博士镜，以及美国眼科专家威廉贝茨研发的阿瞳二代产品。但这些产品功能单一，不能满足消费者的个性化需求。针对这一问题，提出将单片机与视力保护相结合，利用单片机芯片的智能处理功能，结合超声波测距原理，光敏电阻随光强变化的特点，设计一个多功能视力保护器。该设计的技术要求是当学习时间超过45分钟时，产生声光报警，提醒学生注意休息；当光线过强或过暗，产生声光报警，提醒学生在适合的光照环境下学习；当测量的距离小于设定值，产生声光报警，确保学习时眼睛和书本保持一定的距离，从而保护视力。
专业班级通信1201班
指导教师
完成地点物电学院实验室
2016年６月５日
陕西理工学院本科毕业设计任务书
院(系)物理与电信工程学院专业班级通信工程(通信1201)学生姓名
一、毕业设计题目视力保护器的设计
二、毕业设计工作自2015年12月22日起至2016年6月18日止
三、毕业设计进行地点:物电学院实验室
综上所述采用方案二。
1.1.2
方案一：
采用的可编程逻辑器件CPLD作为控制器。CPLD可以实现复杂的逻辑功能，而且还有许多其他优点，如体积很小、密度很高、稳定性良好、功能扩展很方便。采用并行输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合于大型控制系统的控制系统。但从经济的角度来看，我们必须放弃这个计划。
方案二：
[关键词]视力保护器;超声波;传感器;STC89C52
The design of the vision protector
Liu Shaoshuai
(Grade 2012,Class 01,Major in Communication Engineering,School of Physics and Telecomm-unication Engineering of Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi)
基于单片机系统的视力保护智能台灯设计
电子基础0 引言智能家居的目标是为人类提供一个安全、舒适、高效和方便的生活环境。
随着社会科技水平的不断发展，智能家居产业在互联网影响下呈现物联化的发展趋势，日益受到研发人员的关注。
其中，绿色环保照明研究成为照明设施研发的重要方向。
现有的台灯虽能满足基本的照明要求，但无法根据周围环境科学地调整适合学习和工作的光照强度，随着人们用眼量的不断增加，越来越多的人饱受视力下降的困扰[1]，因此研制一种自动化程度高、能实现自动调光、保护视力的智能台灯显得尤为必要。
发光二极管（leD）是距今为止电光转换效率最高的发光材料，采用leD作为光源的照明设备已广泛应用于各行各业，正逐步替代传统光源照明设备。
它具有高效节能、发热量低、体积微小、经久耐用、响应快速和低压安全等优点[2]。
本文采用柔光leD作为光源器件，设计一款集自动调节光强、声控启动、红外测距、测温和屏显等功能为一体的视力保护智能leD台灯，以满足用户的日常照明需求。
arduino是一款基于avR单片机的硬件电路和软件开发环境共同开源的控制系统，它可提供交互式编程学习媒介，是为嵌入式开发学习而研发的一种控制终端[3]。
arduino平台由硬件（微处理器系统、arduino电路板等）和软件（编程语言arduino iDe）两部分组成，arduino 编程软件与 java、C语言等程序开发环境类似，可使用 arduino 语言与多种软件进行跨平台互动和融合，并可以在windows、linux等操作系统上运行，具有良好的兼容性。
1 台灯系统总体介绍台灯基于arduino开源电子原型平台，利用子系统模块设计开发了自动调光、声控启动、红外测距、测温和屏显等功能模块，框架如图1所示。
其中包括七个模块：（1）柔光leD照明模块；（2）光强采集模块，光敏电阻传感器采集光强信息，转换为模拟电信号输出；（3）台灯光照强度的手动调光则由电位器完成，调节旋钮即可改变光强；（4）声控传感模块，黑暗环境下通过声音强度来开启台灯电源；（5）手动和自动模式切换，由电容型的触摸传感器实现，触摸一次台灯则工作模式自动切换；（6）红外测距模块，能自主发射和接收特征频率的红外线并检测距离，并附带提示音功能；（7）周围环境温度信号采集由lM35温度传感器完成，直接输出对应的电平模拟压值，程序处理后在lCD1602液晶显示屏上显示。
自动化毕业设计课题参考
2
基于labview串口通讯的虚拟数字温度计的设计
1.实现上位机和下位机单片机的串口通信
2.设计虚拟仪器界面
3.编制虚拟仪器和单片机数据采集和通讯的程序
3
基于LabVIEW上位机的彩灯设计
1.实现上位机和下位机的串口通信
2。通过上位机LabVIEW控制彩灯的状态延时时间
2
基于单片机（或PLC）控制的变频给水系统的设计与实现
要求能够实现用单片机对晶闸管直流调压系统进行调压。水压检测由压力传感器实现，单片机通过对采集的4—20mA水压数据的运算，由单片机内PID控制算法程序设定变频器的控制参数，从而改变水泵的转速，实现水压调节及水位控制。水压控制精度为±0。01Mpa，水位控制在正常水位的20％-90％之间。
6
基于8051单片机及DS1302的万年历的设计
可以显示年，月,日，周,时，分，秒。
且具有自动闰年换算功能。调节时间时秒位自动归零。
按键时有蜂鸣声伴随。
指导教师：徐秋景职称:讲师
序号
题目
技术要求
学生
备注
1
基于LabVIEW串口通讯的虚拟万用表的设计
1.实现上位机和下位机单片机的串口通信
2。设计虚拟仪器界面
3、软件流程图绘制、各功能子程序的编写；
4、实现系统的实物制作和调试，完成预定功能。
7
便携式测距仪系统设计与实现
1、设计系统实现方案；
2、选择控制器,进行硬件电路的设计：包括检测电路、提示电路、显示电路、操控电路、外围辅助电路等;
3、软件编制程序，实现系统各部分功能；
4、系统焊接和调试,实现各功能测试；
6．求出系统的阶跃响应曲线；
基于单片机的视力保护及身姿矫正器设计
摘要近年来，我国青少年近视率大大增加。
对此本文提出了一种以单片机为核心的视力保护及坐姿矫正器设计。
本文利用大学三年课堂中所学习的的一些理论知识和实训课中所学到的实践能力，以STC89C52单片机为核心元器件，围绕它进行硬件电路设计和软件程序设计。
其中硬件电路有：整体电路的核心单片机最小系统电路、用来检测书写距离的红外线检测电路、用来检测学习时光线强弱的光线检测电路、用来作为显示设备的LCD1602液晶显示电路、以及用来作为提醒报警的蜂鸣器LED提醒电路。
软件程序方面，本设计主要利用单片机C语言作为软件语言，其中比较主要的有红外线模块驱动程序、定时报警程序、单片机驱动程序等。
本设计以单片机原理与接口技术、C语言程序设计、数字电子技术、模拟电子技术等课堂里的知识传感器等知识为主要理论依据，具体就多功能视力保护器的理论与硬件设计进行了研究。
关键词：单片机原理与接口技术；传感器技术；C语言程序设计；目录第一章设计背景1.1引言1.2研究背景与意义第二章产品的功能2.1、预计功能2.2、具体设计思路第三章硬件设计3.1、主电路的组成3.2、单片机最小系统电路3.3、红外线检测电路3.4、光线检测电路3.5、报警电路3.6、其他辅助电路第四章软件设计4.1、程序框图第五章心得体会第六章结论第一章设计背景1.1引言青少年时期是身体发育的重要阶段，由于青少年在看书、写字时不能持久保持正确姿势，容易造成近视、驼背等疾病，严重危害青少年的正常发育。
目前很多学生由于不注意自己的坐立姿势，小小年纪就给人一种精神不振的感觉，时间长了对其自身的骨骼成长也有很大影响。
据调查，现在的青少年有60% 80%都有不同程度的近视、驼背、偏肩等情况，对未来的学习、工作、生活造成很大影响。
另外，成年人也需要保持正确的坐姿，以防脊椎患病。
1.2研究背景与意义通过对现有产品的调查，市场上的视力坐姿矫正器主要机械平衡式坐姿矫正器，列如电子平衡式防瞌睡报警器、背背佳、利资坐姿乔正器、支架式坐姿矫正器等等。
基于单片机的超声测距视力保护仪
基于单片机的超声测距视力保护仪作者：张晓杰来源：《农家科技下旬刊》2015年第06期摘要：超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点。
本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及STC公司的STC89C52的单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，给出了以STC89C52单片机为核心的低成本、高精度、液晶显示超声波测距系统的硬件电路和软件设计方法。
该系统具有简单实用的特征，对青少年视力保护具有很好的效果。
关键词：单片机；液晶显示；报警；测距一、绪论1.研究的背景。
单片机技术的迅速兴起与蓬勃发展，其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出，所以其应用也十分广泛。
随着社会的发展和进步，超声波测距系统日益重要，应用范围迅速扩大，由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境具有一定的适应能力，因此用途极度广泛。
当前由于电视、网络的高速发展、学习压力的加重等诸多因素，使得青少年长时间不卫生、超负荷用眼，造成了青少年近视率大大提高。
视力下降不仅影响青少年的日常生活和学习，对青少年的身心健康造成极大的影响，同时给青少年的成长与发育造成极大的障碍。
因此亟须开发一种智能视力保护器。
2.应解决的关键问题。
（1）对主要硬件电路设计、制作实物时拟解决的关键问题是：温度等外界干扰对测距精度的影响。
（2）超声波测距采用软件编程实现，通过仿真验证其正确性。
二、电路方案论证1.超声波测距。
超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射电到障碍物的实际距离，可见这与雷达测距原理相似。
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
2.电路总体方案。
图2.1是电路总体框图，包括51单片机最小系统，HC-SR04超声波测距模块，1602 LCD显示电路，蜂鸣器，按键电路，5V电路。
基于单片机的多功能视力保护器设计
基于单片机的多功能视力保护器设计作者：赵晖来源：《电子技术与软件工程》2018年第22期摘要眼睛是人心灵的窗户，现在信息网络技术的发展，手机成了人们的必备之物，青少年不良的习惯导致现在视力问题严重。
越来越多的视力保护产品得到了研发，其中基于单片机的新型视力保护装置，为视力保护产生了积极的作用。
本文分析一种基于单片机的多功能视力保护器的设计。
【关键词】单片机多功能视力保护器设计青少年的视力保护一直都是学校、老师、社会所关注的问题，而且视力问题严重，特别是近视的现象严重，很多学生在小学就开始戴起了眼镜。
如今越来越多的公司都在研发保护视力的相关产品，也有一部分产品进入了人们的生活，比如电脑护眼仪，眼保姆，以及护眼灯和坐姿矫正器等产品。
但是功能单一，并不能满足需求，所以提出了单片机的多功能视力保护器。
1 什么是单片机多功能视力保护器？单片机，单片微型计算机，是一种嵌入式微控制器，由运算器，控制器，存储器，输入输出设备等构成，相当于一个微型的计算机。
多功能的视力保护器，这是一种新型的基于单片机的实力保护装置，功能全，装置受到广大欢迎，对于装置的底座，在底部设有缓冲垫，而且底座上固定有外支撑柱，在外支撑柱的内壁上滑动连接有内支撑柱，同时都是属于中空结构，在柱内设有伸缩点机。
这样的装置无论是从外形还是保护的性能都满足了需求，它的外形比较小巧，方便携带，同时实现不同的保护，可以根据自身的实际情况调制到合适的保护，而且这种多功能的保护器，设有红外发射装置、红外接收装置、计时装置和单片机配合测量精准且反应迅速，它的实用性强，比起原有的一些视力保护产品更加设计人性化，功能更加全面，满足不同状态下的使用，可通过按键和显示屏的提示自主设置防近视距离。
2 多功能视力保护器的设计根据上述内容的分析，可见基于单片机的视力保护器有着避免长期读书写作而发生的近视、驼背、斜视以及颈椎等疾病的发生，采用科学手段来防范和避免因不良习惯带来的身体伤害，特别是眼睛的保护。
基于单片机的视力保护器设计-开题报告初稿
基于单片机的视力保护器设计-开题报告初稿山东理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的视力保护器设计姓名： ***** 学号： **************年级： 2012级专业：电子信息工程指导教师：姓名 ***** 职称讲师学科: 电力电子与电力传动山东理工大学教务处制2016年3月2日一、选题依据（拟开展研究项目的研究目的、意义）21世纪是广大中小学生学习压力最大的时期。
学生近视在我国已成为一个日益严重的社会问题。
国家有关部门对许多职业均有明确的视力要求，而一旦近视，花再多的钱医治也不可能恢复原有的视力。
专家认为造成学生近视的最主要原因是读写姿势不正确。
国家教委规定：学生在读写时，应在一定亮度下，眼睛离读物一尺。
学习压力如此之大，学习时间如此之多，那么，有一个保护视力的装置便显得越来越重要。
目前，青少年视力低下，已成为国内外共同关心的公共卫生问题。
资料显示，我国小学生视力低下率26.96%，初中生53.43%，高中生72.8%，大学生77.95%。
特别是调查显示50%以上的近视学生及家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得“近视与盲只差一步”的危害性，因而有41.6%视力低下的学生并未采取任何矫正措施，又缺专业机构的治疗。
对此我们进行了多功能视力保护器的研究设计。
这个时代在给了我们太多好处的同时，也给了我们太多的悲哀，比如：如果顺其自然90％的孩子将来注定要和眼镜做一辈子“伴侣”。
近视，作为一种现代通病，几乎没有办法根治它，目前的激光切除手术其实是伤害了人体的自然完整，戕害着身心的健全。
于是，百年来人们沿用着“玻璃凹凸”的笨办法维系着人们对外界求索的目光。
既然治疗近视这么困难，人们为什么不听听2000年前中国中医经典的劝谏呢？“是故圣人不治已病治未病”，防患于未然正和现在的“预防医学”不谋而合。
研究表明，造成近视99％的原因，源自于孩子们平时读书、写字时坐姿不标准，导致眼睛距离书本太近。
单片机技术在超声波视力防护器中的应用设计
单片机技术在超声波视力防护器中的应用设计摘要近年来，为了避免让孩子在学业起跑线上处于劣势，许多家长已对孩子施加了较大的学业压力。
孩子们普遍面临用眼时间过长、书籍与眼睛距离过近、以及阅读环境光线不佳的问题，这些因素共同导致了近视眼问题的日益普及。
特别是长时间用眼与不适宜的阅读光线，是引发近视眼的主要因素。
本文介绍了一款基于单片机的超声波视力保护器，详细探讨了其硬件电路和软件设计，实现了光线、定时和传感器报警功能。
在单片机技术日益受到关注的背景下，本设计依托STC89C52电路，运用C语言编程，成功地实现了所设定的功能。
文章还对该系统未来的发展做了展望，并为尚存的问题提供了合理的解决方案。
关键词：单片机，传感器，视力保护器第1章绪论1.1选题背景与意义21世纪是儿童学业压力最大的时期。
随着国家发展越来越强大，需要越来越多的人才，需要更多的人开发未知领域，父母的共同理念是孩子不应该在起跑线上输。
要从小培养孩子，密切关注孩子的学习，打着为了孩子好的旗号，报名参加无数的课外班，孩子不断学习，眼睛不停歇，近视的可能性普遍增加，镜片也随着书本变厚了。
根据中国眼科网络最新的近视调查，我国现有青少年十个人当中有五个以上就是近视眼，不仅是小学生，中学生占比更是达到了55%，大学生当中十个人约有7个是近视眼，占比达到了77%，中国目前近视眼患者约有3亿人，其中包括有大约2个亿的年轻人。
虽然近视是遗传性的，但大多数近视是后天造成的，包括：阅读时光线强度不适、坐姿不正确和过度使用眼睛。
面对现在因学习任务带来的巨大压力，更加需要一个可以保护视力的仪器来保护儿童的眼睛。
目前，国内外公共卫生组织共同关注的话题无疑就是近视眼的问题，根据近年来的调查，一半以上的家长缺乏对视力保护的基本认识。
不知道“近视和失明只是一种倒退”的风险。
随着医疗技术的进步，大多数人通过眼科手术摘下眼镜，然而，大多数学生和家长只看到手术的好处，却看不到手术的坏处。
基于单片机的视力保护系统
基于单片机的视力保护系统视力保护是现代人非常重要的健康问题之一，特别是对于长时间进行电子设备使用的人群。
为此开发一款基于单片机的视力保护系统，可以有效降低长时间使用电子设备所产生的眼睛疲劳。
本文将介绍该系统的设计思路及实现方法。
首先，该系统具有以下基本功能：1. 自适应亮度调节：通过感光电阻实时监测外界光线强度，智能调节屏幕亮度，以适应不同的环境光线强度。
2. 定时提醒：根据用户设定的时间，定期提醒用户休息，放置长时间注视屏幕导致视力损伤。
3. 眨眼提醒：通过摄像头监测用户眼睛状态，当用户长时间不眨眼时，系统会发出声音提醒用户眨眼，保护眼睛健康。
4. 色温调节：智能调节屏幕的色温，使其更加符合人眼的视觉特征，减轻视力疲劳。
5. 界面友好：采用人性化的界面设计，方便用户操作，提高用户体验。
系统硬件设计主要包括单片机、感光电阻、摄像头、蜂鸣器、OLED显示屏等。
其中单片机作为系统的核心控制器，对各个模块进行控制与调度。
系统的软件设计主要包括5个模块：感光电阻模块、定时提醒模块、眨眼提醒模块、屏幕色温调节模块和界面交互模块。
感光电阻模块通过读取感光电阻的电压信号，并通过ADC转换将电压转换为数字值，实现对外界光线强度的实时监测。
定时提醒模块通过单片机内部定时器模块实现，当设定的时间到达时，系统自动发送提醒消息，保证用户长时间使用眼睛时定时休息。
屏幕色温调节模块通过单片机调用PWM信号控制LED的色素，调节屏幕色温的红、绿、蓝三原色的比例，实现屏幕暖色调和冷色调之间的切换。
界面交互模块通过OLED显示屏实现，将系统各个功能的状态进行实时显示，提供友好的界面交互。
本系统具有良好的实用性和普适性，可以广泛适用于长时间进行电子设备使用的人群，如程序员、学生、白领等。
通过该系统的使用，可以有效降低眼睛疲劳程度，勇于调整身心状态，保护眼睛健康，提高工作和学习效率。
综上所述，基于单片机的视力保护系统是一种有益的健康保障设备，该系统的设计能够有效保护用户的视力健康，提高工作效率和生活质量。
基于51单片机视力保护仪设计(正版)
中文摘要目前，青少年视力低下已成为国外共同关心的问题。
资料显示，我国小学生视力低下率为26.96%，初中生53.43%，高中生72.8%，大学生77.95%。
特别是调查显示50%以上的学生与家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得不提前预防和与时治疗近视的危害性，因而有41.6%视力低下的学生并未采取任何矫正措施，又缺专业机构的治疗。
基于以上原因，本论文提出了智能红外视力保护仪的设计思路。
智能红外视力保护仪主要包含测距、感光和定时三大功能。
其中测距和感光模块由相应功能的传感器构成，能实现对使用者距离与周围光线强弱的检测和报警功能。
处理模块由STC89C51单片机运行程序构成，能实现对学习时间进行定时并通过报警来提示时间已到的功能。
总体上讲，本设计的这三个功能能同时生效，并通过报警灯闪烁和蜂鸣器报警的方式提醒使用者注意用眼卫生。
本文通过实践证明该视力保护器可行且可靠性很好，使用方便。
本文期望通过该电子硬件的制作和理论的研究，能为后期进一步设计多功能视力保护器并采取合理措施提高视力保护的有效性提供可靠和有效的数据源和信息依据。
关键词：传感器，测距，红外，视力保护ABSTRACTAt present,adolescent eyesight has become the domestic andinternational issues of common concern.Data show that China's primary vision,low rate of 26.96%,53.43%junior high schoolstudents,72.8%senior high school students,college students77.95%.Especially the survey shows that50% more of the students and parents lack of vision care the most basic scienceknowledge,harmfulness does not know ahead of time is not timely prevention andtreatment of myopia,thus there are 41.6%low vision students did not take any corrective measures,treatment and lack of professional organizations. Based on the above reasons,this paper puts forward intelligentinfrared vision protection design instrument.Intelligent infraredeyesight protecting instrument mainly includes the location,sensitiveand timingof three functions.The location and the photosensitivesensor module iscomposed of the corresponding functions,can realize the detection ofthe user distance and ambient light intensityand alarm function.The processing module is composed ofSTC89C51 microcontroller running the program,can realize time and through the alarm to prompt the time has come for the function oflearning time.Generally speaking,thethree function of this designcan in effect at the same time,and through the alarm lights andbuzzer alarm way to remind users to pay attention to eye health.In this paper,through the practice proved the vision protector is feasible and has good reliability,easy to use.In this paper,through the study of the electronic hardware production and theoretical,for the latter part of the further design of multi-function vision protectionand provide the reliable and effective source of data and informationon the basis of improving the effectiveness of vision protection and reasonable measures taken.Keywords:Sensor, ranging, infrared, eyesight protection目录第一章绪论41.1课题的选题背景41.2 国外发展现状51.3 本论文主要研究容61.3.1主要容61.3.2 基本要求6第二章智能视力保护器总系统设计7 2.1 系统总框图72.2 单片机的选择72.3 传感器的选择82.4 编程语言的选择8第三章系统硬件电路的设计93.1系统硬件总电路构成93.2单片机系统93.2.1单片机引脚介绍103.2.2单片机最小系统123.3显示系统133.3.1 LED提示电路133.3.2数码管显示143.4蜂鸣器报警电路143.5按键电路153.6光敏模块电路163.7测距电路17第四章系统软件程序的设计184.1 Keil C51软件平台184.2 程序的模块化划分19第五章结论与展望21参考文献22附录 A22附录 B24致28第一章绪论1.1课题的选题背景当前由于环境变化、电视、网络的高速发展等诸多因素，使得青少年长时间不卫生、超负荷用眼，造成了青少年近视疾病的大量发生。
基于单片机的超声波视力保护器设计与研究
基于单片机的超声波视力保护器设计与研究超声波视力保护器是一种基于单片机的智能设备，用于检测并提醒用户视力疲劳情况，以避免长时间使用电子产品对眼睛的伤害。
本文将从超声波测距原理、硬件设计和软件设计三个方面介绍基于单片机的超声波视力保护器的设计与研究。
一、超声波测距原理超声波利用声波在空气中的传播速度较快的特点，通过发射器发出超声波脉冲，当超声波遇到障碍物后会发生反射，接收器接收到反射的超声波信号，通过计算发射和接收的时间差，可以确定障碍物与设备的距离。
因此，我们可以利用超声波测距原理来检测用户离设备的距离，从而判断是否需要提醒用户休息。
二、硬件设计1.单片机选择考虑到成本和性能的因素，本设计选择使用8051系列的单片机，如STC89C52、该单片机具有较低的功耗和较强的处理能力，适合用于嵌入式设备的设计。
2.超声波测距模块超声波测距模块包括超声波发射器和接收器。
发射器用于发射超声波脉冲，接收器用于接收反射信号。
模块通常采用数字信号输出，可以直接与单片机进行连接。
3.液晶显示屏为了方便用户查看当前的距离和工作状态，可以选用液晶显示屏作为界面。
液晶显示屏可以通过串行通信接口与单片机进行连接，显示距离和其他相关信息。
4.蜂鸣器当用户离设备距离过近时，需要通过蜂鸣器发出声音提醒用户。
蜂鸣器可以通过PWM控制单片机的输出频率和占空比，产生不同的声音。
5.电源模块超声波视力保护器需要稳定的电源供应。
可以使用直流电源适配器或电池供电。
同时，还需要考虑电源管理电路以确保电源持续稳定。
三、软件设计1.初始化设置在软件设计中，需要先进行单片机的初始化设置，包括IO口配置、计时器设置和中断配置等。
2.超声波测距在主程序中，需要定时发送超声波脉冲，并等待接收到反射信号。
通过计算时间差，可以得到用户离设备的距离。
3.距离判断根据用户设定的距离阈值，当用户离设备的距离小于阈值时，触发蜂鸣器发出声音提醒用户休息。
4.界面显示通过液晶显示屏，可以实时显示用户离设备的距离和工作状态。
--基于51单片机的多功能视力保护器
基于51单片机的多功能视力保护器中北大学朔州校区 许 超 孟 青 董 严 许晋飞 王 超【摘要】文中设计了一种多功能视力保护器。
目前市场上的多功能视力保护器以塑料支架为主，该视力保护器的功能比较单一，只有光强监测或只有距离监测。
基于51单片机的多功能视力保护器集光强监测，距离监测，定时功能于一体，具有控制能力强，扩展灵活的特点。
系统实用性强、成本低，适合于工业上大批量成产，目前已投入使用。
【关键词】单片机；视力保护；红外；传感器Multifunction-vision protector based on 51 Microcontroller Unit XU Chao ，MENG Qing ，DONG Yan ，XU Jin-fei ，WANG Chao （North University of China ，Shuozhou ，Shanxi 036000）Abstract ：The article introduces a design of a multifunctional eyesight protector.The multifunction eyesight protectors in the present market are mostly supported by plastic framework. their functions are usually very simple ，only including light intensity monitoring or distance monitoring.in contrast ，our design based on 51 single-chip microcomputer is not only able to monitor both light intensity and distance but also have timing function.with strong control ability and high extension flexibility ，this multifunctional eyesight protector is highly practical because of it is low cost ，it is also suitable for industrial mass production ，and now it has been put into application. Keywords ：SCM ；eyesight protection ；infrared ；sensor0 引言随着电子设备的高速发展及广泛使用，给人们带来了巨大的方便，但同时这些设备对人们的视力产生了巨大的伤害，尤其对学生族更为严重。
基于单片机的视力保护器设计-开题报告初稿
[7]李庆江.工业与产品设计中的艺术性[J].中国新技术新产品，2009，15(10)：2-6.
[15]Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scale[J].Powder and Bulk Engineering,2011，6（3）：3-7.
[9]张振华.赵灿林.绿色产品设计对生态环境的重要性[J].科技与信息，2011，55(17)：56-57.
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系统硬件设计主要以51单片机为核心，功能电路主要包括传感器辅助坐直报警电路、定时报警电路以及报警发生电路等核心电路。利用单片机C语言。下图是本系统设计的基本框架图：
研究目标：完成系统的整个原理和实物的设计与制作，软件流程设计，形成完整的设计报告。
研究方法：资料收集法，查阅相关资料，完成视力保护器构成和程序设计流程图；实验法，将绘制完成的电路图刻制成电路板并焊接测试；归纳总结法，将测试数据进行归纳总结，形成设计报告。
二、文献综述内容（在充分收集研究主题相关资料的基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献）
自1992年全国防近视专家指导小组成立以来，防近视产品经历了一个由简单到复杂、由单一到多元、由科技含量低到科技含量高的历程。在此基础上，科学家们进行了大量艰苦的研制开发工作，推向市场的产品多达几百种，给防近视工作带来了无限的生机。
基于单片机的视力保护系统设计
基于单片机的视力保护系统设计
张文玥;王晓飞;孙沛诗;江涛
【期刊名称】《实验室研究与探索》
【年(卷),期】2018(037)009
【摘要】为了降低我国青少年近视率,设计了一种视力保护系统.该系统以单片机作为主要的控制核心,通过检测光照度,利用PWM脉宽调制技术对LED台灯进行光照度的自动调节,使环境光强度符合人体工程学中700～1 000 lx的要求.同时还设置有手动模式,使得用户能通过自身需求对台灯光照度进行调节.通过距离检测感器检测人体距离,当人体与台灯距离小于25 cm时进行声光报警.所设计的单片机视力保护系统,通过对环境光照度和人体坐姿的检测,为使用人群提供了舒适、健康保护视力的学习和工作环境.
【总页数】4页(P116-119)
【作者】张文玥;王晓飞;孙沛诗;江涛
【作者单位】北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,北京100192;北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,北京100192;北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,北京100192;北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,北京100192
【正文语种】中文
【中图分类】TH79
【相关文献】
1.基于单片机系统的视力保护智能台灯设计 [J], 戴忠祥
2.基于51单片机的自动化视力保护系统的设计与实现 [J], 罗文涣;鄢艳红
3.基于单片机的视力保护器系统设计 [J], 冯敏
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基于单片机与人脸识别的防近视系统设计
基于单片机与人脸识别的防近视系统设计摘要: 随着社会的不断发展，学生的学业压力越来越大，众多家长本着不能让孩子输在起跑线上的原则，从小让孩子接受不同方面的教育。
这一现象带来的直接影响就是孩子近视眼的比例不断上升。
国家有关部门对许多职业都有明确的视力要求，一旦近视，就会约束孩子未来发展的道路。
尽管当今医疗技术突飞猛进，但仍然存在着影响视力的不可预知的治疗风险。
据调查，目前我国近视人数已经达到6亿，其中青少年群体的近视的状况更是不容乐观。
初、高中学生近视率超过70%，小学生的近视率也已经达到了40%。
为此，2018年教育部、国家卫生健康委员会等8部门联合印发《综合防控儿童青少年近视实施方案》。
因此，设计一种可以预防近视的提醒装置，迫在眉睫，其对于近视的防治具有十分重要的研究意义。
关键词：单片机；人脸识别；防近视系统设计引言当前无论是国内还是国外市场上的视力保护器都是侧重某一个方面进行防治，并没有考虑到对引起近视的诸多因素进行综合治理，甚至有的装置对于适用人群也有着很大的限制。
因此，一种能够实现综合防治近视的多功能视力保护器装置的出现刻不容缓。
1整体设计方案根据坐姿、光线和用眼时长综合预防近视的手段，应该从三方面进行合理的设计。
1.1坐姿检测：如图1所示，当学习者处于正确的学习姿态时，应该让眼睛和桌面保持合理的距离，头部保持正确的角度范围，腰部也必须保持直立端正的姿态。
头部姿态检测：在学习者前方安装摄像头模块，通过对学习者进行人脸识别，分析其脸部以及脸部器官的位置，与标准坐姿下的头部状态进行比对，分析当前学习者的头部姿态（包括眼睛和桌面之间距离、是否歪头等）。
当头部位置偏离标准坐姿所对应的高度、左右位移阈值时，即判定坐姿异常，当异常姿态连续超过规定时长时，则认为学习者的坐姿异常。
胸部距离检测：在学习桌的边缘安装有红外传感器，检测使用者胸部和桌子边缘的距离，当距离过近或过远时，都将给予提醒。
1.2光线强度检测与调节如图2所示，桌面监测系统安装有光线强度传感器，通过实时检测桌面强度，与设定的光线强度阈值范围进行比较后，进行台灯光线强度的调节。
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金华职业技术学院JINHUA COLLEGE OF VOCATION AND TECHNOLOGY毕业教学环节成果（2011届）题目学生用视力保护器的设计学院信息工程学院专业应用电子技术班级应电083学号 200831010030303姓名丁建威指导教师陈德仙2011年 5 月 5 日金华职业技术学院毕业教学成果目录摘要 (2)ABSTRACT (2)1 引言 (4)1.1 选题背景 (4)1.2 视力保护器的现状及其展望 (5)1.3 本文主要研究内容 (6)2 系统硬件设计 (8)2.1 8051单片机简介 (8)2.2 传感器辅助坐直报警电路 (10)2.3 8051单片机的中断系统 (11)2.4 光线报警电路 (12)2.4.1 光敏电阻控制电路 ............................... - 13 -2.4.2 光线发声报警电路 (14)2.5 定时报警电路 (16)2.5.1 单片机控制电路 ................................. - 17 -2.5.2定时器报警发声电路............................... - 18 -3 开发系统软件设计 ...................................... - 19 -3.1 关于本系统的开发软件简介 ......................... - 19 -3.2 Keil Software安装及辅助单片机设计的方法概述...... - 20 -3.3 系统软件设计...................................... - 21 -3.4 主要程序介绍...................................... - 25 - 结论与谢辞 ............................................... - 29 - 参考文献 ................................................. - 30 -学生用视力保护器的设计信息工程学院应用电子技术专业丁建威摘要：本文提出了一种基于单片机的多功能视力保护器。
讨论了8051型单片机的硬件电路和软件设计。
并在此硬件基础上实现传感器报警电路、光线强度报警电路及定时报警电路。
目前各种单片机控制的理论和实际应用系统的设计正在引起人们的广泛关注。
本文介绍了单片机的发展概况以及视力保护器的发展概况，并通过8051单片机实现控制电路。
本文详细介绍了利用汇编语言编程产生脉冲的方法，以及利用单片机的定时功能和汇编语言实现定时的方法。
可以深刻体会单片机控制的原理及设计。
详细介绍了系统主要硬件组成部分及其作用，给出了整个系统软件流程图和部分子程序流程图。
介绍了该技术的应用前景和推广价值。
而且提出了本系统尚需解决的一些问题，并给出了可能解决这些问题的途径和方法。
关键词：传感器报警、光线强度报警、定时器、汇编语言Students to use visual design of protection(Information college, Jinhua College of Profession & Technology, DingJian-wei)AbstractThis :paper presents a Multi-functional Sight protector based on Single-chip. Discussed the 8051-based single-chip hardware circuit and software design. And hardware based on this sensor alarm circuits, light intensity alarm circuit and alarm circuit from time to time. At present, single-chip microcomputer to control a variety of theoretical and practical application of system design is a cause for widespread concern. This paper introduces the development of SCM as well as thevision of the development of protective device, and control circuitry 8051. This paper describes the use of assembly language programming methods have a pulse, and the use of single-chip timing function and assembly language to achieve the method from time to time. SCM can be a profound experience of the principles and design. Details of the hardware components of the system and its role, given the entire system software flowchart flow chart and some subroutines. Introduced the technology and promote the value of prospects. But the system still need to be put forward to solve some of the problems, and gives a possible way to solve these problems and methods.Keywords: Sensor alarm, light intensity alarm, timer, assembly language引言21世纪是广大中小学生学习压力最大的时期。
2006年09月13日，黑龙江省暨哈尔滨市青少年心理健康宣传月活动圆满结束，活动月期间，50余名心理咨询专家对2000余名大中小学生进行义务咨询时发现，近30%学生处理人际关系困难，近60%中小学生学习压力大。
学生近视在我国已成为一个日益严重的社会问题。
国家有关部门对许多职业均有明确的视力要求，而一旦近视，花再多的钱医治也不可能恢复原有的视力。
专家认为造成学生近视的最主要原因是读写姿势不正确。
国家教委规定：学生在读写时，应在一定亮度下，眼睛离读物一尺，身离书桌一拳。
学习压力如此之大，学习时间如此之多，那么，有一个保护视力的装置便显得越来越重要。
1.1 选题背景目前，青少年视力低下，已成为国内外共同关心的公共卫生问题。
资料显示，我国小学生视力低下率为 26.96%，初中生 53.43%，高中生 72.8%，大学生 77.95%。
特别是调查显示 50%以上的学生及家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得“近视与盲只差一步”的危害性，因而有 41.6%视力低下的学生并未采取任何矫正措施，又缺专业机构的治疗。
对此我们进行了多功能视力保护器的研究设计。
通过创造健康的读写环境和科学方式，避免因长期读写(现代意义的读写包括：看书、写字、用电脑、看电视等)而导致的近视、驼背、脊柱侧弯、斜视、颈椎病等疾病的发生和发展，用非医药的手段，防范和解除因不良读写习惯，避免给人们身体带来伤害。
这个时代在给了我们太多好处的同时，也给了我们太多的附属和悲哀，比如：如果顺其自然90％的孩子将来注定要和眼镜做一辈子“伴侣”。
近视，作为一种现代通病，几乎没有办法根治它。
目前的激光切除手术其实是伤害了人体的自然完整，戕害着身心的健全。
于是，百年来人们沿用着“玻璃凹凸”的笨办法维系着人们对外界求索的目光。
既然治疗近视这么困难，人们为什么不听听2000年前中国中医经典的劝谏呢？“是故圣人不治已病治未病”，防患于未然正和现在的“预防医学”不谋而合。
研究表明，造成近视99％的原因，源自于孩子们平时读书、写字时坐姿不标准，导致眼睛距离书本太近所致。
大部分孩子喜欢趴在课桌上读写，并且老师、家长屡教不改，很难扭转习惯，是家长一直头疼的事。
1.2 视力保护器的现状及其展望现在国内外已经有许多电子公司都有自己公司生产的视力保护器。
国内这方面的研究现状为：在国内新疆乌鲁木齐市旭之龙科技有限公司生产的“学生1.5视力保护器” 又名称坐视宝，它能有效的对使用者的坐姿不当进行语音提示。
还有深圳市华恒电子有限公司生产的型号为MS-3023的坐姿矫正器。
可以纠正看书，写字的不良坐姿。
总体看来，国内生产的视力保护器功能特点比较单一，与人们的个性化需求尚有很大的差距。
故不能很好的满足广大使用者的需求。
国外也致力于对保护视力的研究，但是他们更侧重于对近视原因的研究。
美国德克萨斯大学西南医学中心何于光博士表示，吃鱼和新鲜蔬菜能够保护视力，降低发生近视的概率。
他们认为通过合理的饮食营养搭配，以及正确的学习习惯，对视力的保护能起到事半功倍的作用。
研究证明，市场上真正的多功能视力保护器几乎没有。
现有的产品只是侧重视力保护的一方面，功能比较单一，不能从多个角度保护使用者的视力。
现在市场上设计的有以超声波技术为主要理论依据的视力保护器。
它就具体就视力保护器的理论与硬件的设计进行了研究。
基于实验室现有的硬件平台，研究目标是完成多功能视力保护器的硬件开发与设计，并完成相应的硬件制作。
其研究内容分为两部分：对视力保护器的硬件设计和硬件制作。
在设计中存在着如何有效的提高视力保护以及对硬件电路准确调试的难点。
在硬件设计中，基于超声波技术设计的多功能视力保护器电路，通过超声波接收头对接收的超声波信号进行调制输出，实现控制声光提示电路工作的理论研究有一定的研究意义。
通过实践证明该视力保护器可行且可靠性良好，使用方便但也存在一些问题，比如说没有光线控制报警的功能，光线也是伤害学生的视力的一个重要因素。
该设计通过该电子硬件的制作和理论的研究，能为后期进一步设计多功能视力保护器并采取合理措施提高视力保护的有效性提供可靠和有效的数据源和信息依据。
图1-1 产品展示由于现在国内外大量的市场需求，视力保护器的起步才刚刚开始，存在很大的发展空间，各个国家的很多公司均在此方面展开了研究，相信未来视力保护器一定会得到巨大的发展，为广大的中小学生的视力保护做出根本的保障！1.3 本文主要研究内容鉴于单片机芯片的智能处理功能本设计采用理论计算和实验验证的方法相结合的以单片机芯片为核心的主体电路。