新型智能化超声波视力保护系统
超声波多功能视力保护器的设计
超声波多功能视力保护器的设计作者：任雨竹来源：《科学与财富》2014年第07期摘要：在生活节奏紧凑的时代，近视高发，需要一种能有效提醒用眼时间，与书本和屏幕保持一定距离的视力保护器，预防近视，保护视力。
以单片机为核心，采用超声波发射接收器为主要组成部分进行头部与书本或屏幕之间的距离测量；实现定时；通过蜂鸣器对过近的距离进行报警提醒，实现对视力的保护。
不仅精度高，成本低，性能稳定。
而且非接触式测量，环境方式灵活等一系列优点。
关键字：超声波测距，非接触，单片机，定时，提醒1. 视力保护器设计框图本设计的基本电路框图如下图所示，由51单片机发出40khz的方波信号，放大电路将信号放大，从超声波发射端发射信号，遇到阅读面后返回，由接收器接收，再经过放大电路放大，传回单片机启动中断程序，得到超声波传输时间t，进而由片内程序计算得到距离并由显示电路显示出来。
使用方式可为耳挂式。
2. 视力保护器设计参数1）使用者与书本的距离不得小于30cm（+/-3cm），小于这个距离将会报警。
2）使用者与电子显示屏幕的距离，这个距离不得小于50cm（+/-5cm），小于这个距离将会报警。
3）设计可调定时器（30～60min）限制一次连续看书或者看电子屏幕的时间。
3.设计原理：声音的频率是发出声音的物体每秒钟振动的周期次数，单位是赫兹（Hz）。
人类耳朵能听到的声波频率为20Hz～20000Hz。
当声波的振动频率小于20Hz或大于20KHz 时，我们便听不见了。
因此，把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。
超声波测距的方法有很多。
有相位检测法、声波值检测法和渡越时间法等等。
相位检测法具有精度高的优点，但是测量的范围有限；声波检测法使用起来不稳定，易受到反射波的影响，造成误差；而渡越时间法测量距离相对较稳定，计算距离方法简单，因此被大量使用。
4.实现方案：渡越时间法：检测从超声波发射器发出超声波，经过气体介质传播，碰到目标距离物体反射，再传播到接收器的时间，即为渡越时间t。
智能导盲系统设计
智能导盲系统设计在我们的日常生活中，视力障碍者面临着诸多挑战和困难。
其中，安全、独立地出行是他们最为关注和迫切需要解决的问题之一。
为了帮助视力障碍者更好地融入社会，提高他们的生活质量，智能导盲系统的设计应运而生。
智能导盲系统是一种结合了多种先进技术的辅助设备，旨在为视力障碍者提供更加准确、可靠和便捷的导航服务。
其核心目标是帮助使用者感知周围环境、避开障碍物，并规划合理的行走路线。
在设计智能导盲系统时，首先要考虑的是如何有效地感知周围环境。
这通常需要借助一系列传感器，如超声波传感器、激光雷达、摄像头等。
超声波传感器可以通过发射超声波并接收回波来检测前方障碍物的距离和位置，但它的检测范围相对较窄，精度也有限。
激光雷达则能够提供更精确和广泛的距离测量，但成本较高。
摄像头可以获取丰富的视觉信息，但对于图像处理和模式识别的要求也更高。
为了提高环境感知的准确性和可靠性，往往会采用多种传感器融合的技术。
通过对不同传感器获取的数据进行融合和互补，可以更全面地了解周围环境的情况。
例如，将超声波传感器和摄像头的数据结合起来，既能检测到近距离的障碍物，又能识别出障碍物的类型和特征。
在获取了环境信息后，如何将这些信息有效地传达给使用者也是至关重要的。
常见的信息传达方式包括声音提示、振动反馈和触觉引导。
声音提示可以通过语音告知使用者前方的路况，如“前方有台阶”“左边有障碍物”等。
振动反馈则可以通过不同的振动模式和强度来表示不同的警示信息，例如强烈的连续振动表示紧急危险，轻微的间歇振动表示一般提醒。
触觉引导可以通过特殊设计的手柄或手环，向使用者传递方向和距离等信息。
除了环境感知和信息传达，智能导盲系统还需要具备路径规划和导航的功能。
这需要依靠高精度的地图和定位技术。
通过使用全球定位系统（GPS）、蓝牙信标或室内定位技术，可以确定使用者的当前位置。
结合预先加载的地图数据和实时的环境信息，系统能够规划出最优的行走路线，并引导使用者沿着这条路线前进。
智能视力保护系统设计
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基于STM32单片机的智能视力保护系统设计
基于STM32单片机的智能视力保护系统设计智能科技的快速发展已经深刻地影响了我们的生活。
在电子产品日益普及的今天，人们对视力保护的需求也越来越大。
为了帮助人们有效地保护视力，本文将介绍一种基于STM32单片机的智能视力保护系统设计方案。
1. 系统概述智能视力保护系统是一种基于STM32单片机的硬件设备，旨在通过监测使用者的视力状况并采取相应的保护措施，预防视力损伤和疲劳。
它通过与一系列外部传感器和显示器相连接，实时地检测和分析使用者的眼睛状况，并根据需要调整显示器的亮度、对比度和颜色，以减少对眼睛的伤害。
2. 系统组成2.1 STM32单片机本系统采用STM32系列单片机作为核心处理器。
STM32单片机具有强大的计算和控制能力，能够高效地处理各种数据和信号，并实时进行视力状态分析和处理。
2.2 眼动追踪传感器眼动追踪传感器是本系统的重要组成部分，用于实时监测使用者的眼动情况。
传感器通过检测使用者的瞳孔移动轨迹，获取眼睛的位置信息，以及瞳孔的大小和形状等数据，从而判断使用者的视力状况和眼睛疲劳程度。
2.3 光敏传感器光敏传感器用于实时检测周围环境的光强度。
当环境的光强度过强或过弱时，系统可以根据实时采集到的数据调整显示器的亮度，以确保使用者的视觉舒适度和视力保护效果。
2.4 显示器显示器作为用户和系统的交互界面，用于呈现监测数据和调整参数。
本系统中的显示器可以根据使用者的视力状态，智能调整亮度、对比度和颜色等参数，以减少对眼睛的负担。
3. 系统工作原理3.1 数据采集与处理系统通过眼动追踪传感器实时获取使用者的眼睛位置、瞳孔大小和形状等数据，并通过光敏传感器获取环境的光强度数据。
这些数据将被传输到STM32单片机进行处理和分析。
3.2 视力状态分析基于采集到的眼睛位置和瞳孔数据，系统能够对使用者的视力进行实时分析。
通过对比用户的实际视力情况和理想视力情况的差异，系统可以判断出用户的视力健康状态和眼睛疲劳程度。
智能视力保护器的研究与设计
智能视力保护器的研究与设计1. 引言1.1 研究背景当下社会中，随着科技的不断发展和生活压力的增大，人们在日常生活中对眼睛的使用频率越来越高，导致眼睛疲劳、视力下降等问题逐渐突出。
据统计数据显示，全球有超过一半的人口存在不同程度的视力问题，其中以近视居多。
随着近视问题的加剧，对智能视力保护器的需求也变得迫切起来。
传统的视力保护方法主要包括定时休息、远离电子设备等，但这些方法无法很好地解决问题。
研发一种智能视力保护器成为当前的研究热点。
智能视力保护器能够通过监测用户的眼睛疲劳程度、调整屏幕亮度、提醒用户适时休息等功能，有效地帮助用户预防近视和其他眼睛问题的发生。
本文旨在通过研究智能视力保护器的原理与功能，设计出一套高效的智能视力保护器，并通过实验验证和性能优化，探讨其在未来的应用前景。
通过这一研究与设计，希望能够为人们改善生活环境、保护视力健康提供有力支持。
1.2 问题提出在现代社会，随着电子产品的普及和网络时代的来临，人们长时间使用电子设备的现象愈发普遍。
长时间使用电子产品对人类视力健康造成了一定程度的威胁。
相关研究表明，长时间使用电子产品会导致眼睛疲劳、视力下降、甚至出现眼部疾病的风险增加。
如何有效保护视力，成为当前急需解决的问题之一。
在这一背景下，智能视力保护器的研究与设计显得尤为重要。
智能视力保护器通过借助先进的科技手段和算法，能够帮助用户合理规划电子产品使用时间、调整屏幕色温、提醒用户眨眼频率等功能，有效减轻长时间使用电子产品对视力造成的伤害。
目前智能视力保护器的研究与设计还存在一些问题和挑战，例如如何实现精准的视力保护效果、如何提高智能视力保护器的智能化程度等。
本文旨在通过研究智能视力保护器的原理与功能、设计方案、实验验证、性能优化及应用前景等方面，探讨如何更好地设计智能视力保护器，提高其视力保护效果，为人类视力健康保护贡献一份力量。
1.3 研究目的研究目的是为了探讨智能视力保护器在预防近视和保护视力方面的有效性及可行性。
基于超声波测量的视力保护仪设计
基于超声波测量的视力保护仪设计赵艳华;龚丽农【摘要】儿童使用电视、电脑等设备的时间过长会对其视力造成不良影响.本设计采用单片机STC90C58控制超声波测距传感器,实时监控儿童与被控设备(如电视、电脑显示器)之间的距离,并利用实时时钟(Real Time Clock-简称RTC)模块DS1302来计量儿童使用设备的时间.一旦儿童与电子设备屏幕距离过近或使用时间过长,将通过语音报警进行提醒.提醒无效后,便触动继电器开关,强制关闭被控设备,以保证儿童正确用眼并进行适当的休息.该系统具有距离和时间等参数设置功能,设置界面具有密码保护以防止儿童随意改动,能够通过RTC内部的RAM区域实现系统设置的掉电保存.【期刊名称】《青岛农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(032)004【总页数】5页(P297-301)【关键词】超声波测距;单片机;RTC;视力保护【作者】赵艳华;龚丽农【作者单位】青岛农业大学机电工程学院,山东青岛266109;青岛农业大学机电工程学院,山东青岛266109【正文语种】中文【中图分类】TP277目前近视人群在世界人口的平均比重约为22%，而我国的近视人口比重在30%左右。
导致近视的原因有很多，其中有遗传因素，有用眼环境因素，但最主要的诱因在于用眼不当。
在现代教育环境下，儿童学习压力较大，用眼过度常导致近视发生；另外科技产品高速发展，PAD、智能手机、电视机与电脑等设备广泛应用，儿童长时间近距离观看电子设备屏幕，导致整体视力下降。
因此，如何有效监控儿童的观看距离和观看时间，保护其眼睛健康发育，成为家长们和教育系统普遍关心的问题。
本文设计的视力保护仪是对儿童用眼习惯进行监测和报警的装置，将该装置放置在与电子设备如电视或电脑屏幕并排的位置上，便能够检测儿童用眼距离和时间，当距离过近或时间过长时，会发出警告信息，警告无效后，能够选择性切断设备电源，起到用眼管理和视力保护的作用。
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。
超声波视力保护仪控制系统设计
本次设计的目的是为了设计一个能够帮助人们更好的合理的使用人们眼睛,并且在此过程当中能够有效达到保护视力的目的,同时也为了保护青少年的健康问题,以中小学生健康成长的目的。
设计的要求为本设计将采用STC89C52/51、AT89C52/51单片机作为主控芯片；利用LCD1602液晶来实时显示信息；利用DS1302产生时钟信号;利用LCD1602液晶上实时显示时间、日期、读书倒计时、人与视力保护仪的距离;预设人与视力保护仪距离低于多少时蜂鸣器报警,当人与视力保护仪的距离低于设置好的报警值时,蜂鸣器会鸣叫提示你保持距离,当你高于报警值时蜂鸣器会自动停止鸣叫。
1.绪论
1.1背景、意义
当今社会由于电视机、电脑、PS4、NS等等的各种电子设备的大量流通,而成为街机，从而使得青少年的眼睛过于使用,导致过度疲劳。这样对青少年们的视力影响很大。通过上网大量查阅资料显示我国现有的盲人数量为500多万人,低视力的人群也接近千万人,儿童与青少年特别容易受到影响。根据全国学生体质健康调研的最新报告数据显示,我国现在小学生的近视眼发病率为22.78%,中学生的近视眼发病率已经达到55.22%,而高中生的近视眼发病率更是高达70.34%。而根据世界卫生组织2019年的最新研究报告,在目前中国社会近视患者人数就拥有接近6亿人,这些人口几乎是已经达到了总人口数量的一半。预计到2020年的时候，我国拥有的近视患病人口将超过7亿，而其中的青少年则更是"重灾区"。所以怎样去保护青少年，乃至成年人的视力问题已经成为了一个很重要的问题。
3.2硬件选型
3.2.1STC89C51单片机
STC89C51是一个系统可编程芯片。STC89C51RC具有8051核的ISP。STC89C51的最高工作时钟频率为80MHz。而它的Flash只读程序存储器可以被反复擦写1000次。STC89C51拥有8位中央处理器以及ISP Flash存储单元，而且还拥有系统可编程(ISP)特性。此外他还能够被电脑的控制程序所控制利用。而这就是意味着用户可以直接通过电脑将程序代码下载进单片机。而这样做就有着许多的优点，例如速度更加的快。STC89C51的特点是高速和低功耗，是新一代8051单片机。STC89C51单片机是单时钟、机器周期的兼容8051内核单片机。STC89C51拥有全新的流水线，指令集结构经过精简，并且还具有MAX810专用复位电路。
视力保护仪现状与发展趋势
视力保护仪现状与发展趋势
视力保护仪是一种用于帮助人们保护眼睛健康的设备。
随着现代生活方式的改变，越来越多的人长时间使用电子设备，并面临眼睛疲劳、干涩、近视等问题，因此视力保护仪的需求也越来越大。
目前市面上的视力保护仪产品种类繁多，其主要功能包括眼部按摩、热敷、冷敷、红外线治疗等，能够缓解眼部疲劳，并促进眼部血液循环。
视力保护仪的发展趋势主要表现在以下几个方面：
1. 多功能化：未来的视力保护仪将具备更多的功能，能够适应不同人群的需求。
例如，有些视力保护仪可以连接智能手机，并通过APP提供眼保健操和眼部按摩功能，还可以记录用户的使用情况和眼睛状况。
2. 智能化：随着技术的发展，视力保护仪也将智能化，能够根据用户的眼睛状况和使用习惯，提供个性化的眼部保护方案。
例如，一些视力保护仪可以通过人脸识别技术来
检测用户的瞳孔大小，根据瞳孔的变化调整光线强度，以
达到更好的保护效果。
3. 轻便化：未来的视力保护仪将更加轻便，方便携带。
随
着技术的不断进步，视力保护仪的体积会更小，重量更轻，用户可以随身携带，随时使用。
4. 个性化定制：视力保护仪将根据个人的眼睛情况和需求
进行定制，例如，根据用户的近视度数和眼睛状况，定制
合适的按摩力度和时间，以达到更好的效果。
综上所述，视力保护仪在功能、智能化、轻便化和个性化
定制等方面都有着发展的潜力，未来的视力保护仪将会更
加智能、便携和个性化。
2024年智能视力检查仪市场环境分析
2024年智能视力检查仪市场环境分析1. 引言视力问题是一个全球性的健康难题，特别是在现代社会中，人们对于视力问题的关注度越来越高。
智能视力检查仪作为一种新兴的智能医疗设备，正在逐渐受到市场的重视。
本文将对智能视力检查仪市场环境进行分析，以揭示市场的发展趋势和潜在机会。
2. 市场规模和增长趋势根据市场调研数据，智能视力检查仪市场规模在过去几年中呈现稳步增长的趋势。
预计在未来几年，市场规模将进一步扩大。
这主要受到以下几个因素的影响：2.1 人口老龄化随着人口老龄化的加剧，老年人的视力问题也日益突出。
智能视力检查仪作为一种方便快捷的视力检测工具，可以满足老年人日常的视力测试需求。
2.2 视力问题的普遍性视力问题在全球范围内普遍存在，无论是儿童、青年还是成年人，在不同的年龄段都可能出现视力问题。
智能视力检查仪可以提供及时、准确的视力检测结果，为使用者提供更好的视力保健服务。
2.3 医疗设备技术的进步随着医疗设备技术的不断进步，智能视力检查仪在功能、设计和用户体验等方面都有了显著的改进。
这使得智能视力检查仪更加易于使用和普及，进一步推动了市场的发展。
3. 市场竞争格局智能视力检查仪市场竞争格局较为激烈，主要的竞争者包括国内外医疗设备制造商和科技公司。
他们通过不同的产品定位和市场策略来争夺市场份额。
3.1 国内市场竞争在国内市场，一些大型医疗设备制造商拥有较强的研发实力和生产能力，他们通过与医疗机构的合作和推广活动来获取市场份额。
同时，一些新兴科技公司也加入了市场，通过技术创新和差异化的产品来挑战传统企业。
3.2 国际市场竞争国际市场上，一些跨国企业在智能视力检查仪领域具有较强的竞争力。
他们积极在全球范围内推广和销售产品，并通过与全球医疗机构和研究机构的合作来提升产品的可信度和市场认知度。
4. 市场机会与挑战智能视力检查仪市场存在着一些机会和挑战，了解这些因素对于制定市场战略和发展规划至关重要。
4.1 市场机会随着人们对视力问题的重视度不断提高，智能视力检查仪市场存在着巨大的发展机会。
2024年智能视力检查仪市场需求分析
智能视力检查仪市场需求分析1. 引言智能视力检查仪是一种通过计算机视觉和人工智能技术实现的新型医疗设备。
它能够自动进行视力检查和诊断，提供便捷的视力健康管理服务。
随着人们对视力健康的关注增加，智能视力检查仪市场的需求正逐步增加。
2. 市场规模和趋势据市场调研数据显示，智能视力检查仪市场规模逐年增长。
截至最近的报告显示，在过去几年中，全球智能视力检查仪市场的年均复合增长率约为15%。
预计未来几年内，市场规模将进一步扩大。
智能视力检查仪的市场趋势主要包括以下几个方面： - 技术创新：随着人工智能和计算机视觉技术的发展，智能视力检查仪的检测精度和效率不断提高。
- 便携化：市场对便携式智能视力检查仪的需求增加，使得用户可以在家中或办公室方便地进行视力检查。
- 高度智能化：智能视力检查仪能够自动记录检查结果、生成报告，并提供个性化的视力健康管理建议。
- 在线服务：越来越多的智能视力检查仪具备联网功能，用户可以在线咨询医生或接受远程诊断。
3.1 医疗机构需求医疗机构是智能视力检查仪的重要用户群体之一。
他们对智能视力检查仪的需求主要包括：- 快捷高效的检测：智能视力检查仪可以实现自动化、精准化的视力检测，大大提高了诊断效率。
- 定期跟踪视力健康：智能视力检查仪能够记录和分析患者的视力变化趋势，为医生提供更全面的视力健康管理建议。
- 提供远程服务：智能视力检查仪具备联网功能，医生可以通过云端平台远程查看患者的检查结果，提供在线咨询和诊断服务。
3.2 个人用户需求个人用户对智能视力检查仪的需求主要体现在以下几个方面： - 自主掌握视力健康状况：智能视力检查仪可以让用户在家中进行定期的视力检查，及时了解自己的视力状况。
- 提供便捷的健康管理服务：智能视力检查仪能够生成个性化的视力健康报告，提供针对性的养眼建议和健康管理计划。
- 远程医疗咨询：智能视力检查仪具备联网功能，用户可以通过手机或电脑与医生进行在线咨询，节省时间和精力。
眼睛保健的最新科技手段有哪些
眼睛保健的最新科技手段有哪些在现代社会，随着人们生活方式的改变和电子设备的广泛使用，眼睛健康问题日益受到关注。
为了更好地保护和改善我们的视力，科技领域不断创新，推出了一系列令人瞩目的眼睛保健新技术。
首先要提到的是智能眼部按摩仪。
这种设备结合了现代科技和传统按摩理念，通过精准的按摩穴位和适度的振动，能够有效缓解眼部肌肉的疲劳。
它通常配备了多种按摩模式和力度调节选项，以满足不同用户的需求。
一些高级的智能眼部按摩仪还会融入热敷功能，促进眼部血液循环，进一步舒缓眼部不适。
使用起来非常方便，无论是在家中、办公室还是在旅途中，都能随时随地为眼睛来一场“放松之旅”。
眼健康追踪应用程序也是当下的热门科技之一。
这些应用程序可以通过智能手机的摄像头和传感器，监测用户的用眼习惯，比如使用电子设备的时间、阅读距离、眨眼频率等。
然后，根据收集到的数据提供个性化的建议和提醒，帮助用户养成良好的用眼习惯。
有的应用甚至能与智能眼镜或其他可穿戴设备连接，实现更精准的监测和实时反馈。
基因检测在眼睛保健领域也崭露头角。
通过分析个人的基因信息，可以提前了解个体患某些眼部疾病的潜在风险，如青光眼、黄斑变性等。
这使得人们能够采取更有针对性的预防措施，比如调整生活方式、定期进行眼部检查等。
基因检测还可以为医生制定个性化的治疗方案提供重要参考，提高治疗效果。
还有一种值得关注的技术是光疗眼镜。
它利用特定波长的光线来调节眼睛的生理节律。
对于那些经常需要在夜间工作或者面临时差问题的人来说，光疗眼镜可以帮助调整生物钟，减少因光线紊乱导致的眼睛疲劳和睡眠问题。
此外，某些光疗眼镜还宣称具有改善视力、预防近视发展的作用，但其效果还需要更多的临床研究来验证。
近视防控的新技术也在不断涌现。
比如角膜塑形镜，这是一种特殊设计的硬性隐形眼镜。
在夜间佩戴时，可以通过对角膜的暂时塑形，改变角膜的曲率，从而在白天获得清晰的视力，同时也能在一定程度上控制近视的进展。
此外，还有离焦软镜等产品，通过特殊的光学设计，减少周边视网膜的远视离焦，从而延缓眼轴的增长，达到防控近视的目的。
基于超声波的护眼小卫士防近视仪
基于超声波的护眼小卫士防近视仪作者：魏斐王维来源：《无线互联科技》2013年第06期摘要：本文在调研了我国青少年视力情况和市场上主要防近视产品的基础上，设计了一种新型超声波防近视仪，并对该超声防近视仪的原理和主要功能进行了阐述。
该仪器小巧玲珑，携带方便，功能丰富，它还具有实时显示时间和温度，闹钟等功能，与其他的防近视仪器相比，它具有设备简单，运用灵活而且能从根源防止近视的特点。
关键词：眼睛；单片机；超声波防近视仪根据超声波测距原理，实时的检测出人的眼睛距离屏幕或者前方障碍物的距离，并由单片机控制，当超出使用者提前设定的安全距离或者用眼时间超过设定时间时，该防近视仪可以自动报警并提示使用者保持适当距离或休息，从而能更有效地防止距离过近或用眼时间过长而带来的近视问题。
1 设计思想众所周知，根据视物不同，眼睛观看的最佳距离和使用的最佳时间也不同为了能够根据具体情况最大程度的保护视力，特别设计了防近视仪器，它能够根据使用者事先设定的视物确定使用时间、安全距离等参数，在超出参数确定的范围时自动报警提醒使用者休息，防止过度用眼。
针对超声波探测距离的特性，本防近视仪器可以由使用者根据用眼时面对的是电脑，电视，纸质书本，还是电子书等来设定不同的安全距离，再对应不同的用眼情况确定最佳一次使用时间，以计时器计时，超过最佳一次使用时间时仪器将会提醒使用者休息，防止过度用眼。
本实用新型小发明涉及一种超声波测距模块，其包括超声波发射与接收装置、数据采集装置、障碍物检测以及单片机控制工作模式等装置。
该系统实时性高，正确识别率高满足使用要求，解决了超声波测距系统中对人体部位与屏幕距离的自动检测，自动报警和提醒等问题。
2 设计原理超声波测距在0.11m到4m范围内能精确测距，测量精度在2cm内，系统工作稳定。
采用的测量原理：超声波发生器T在某一时刻发出一个超声波信号，当这个超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器R所接收到。
单片机超声波视力保护系统设计
单片机超声波视力保护系统设计
罗发贵;李大洪;甘庆华
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2022(12)29
【摘要】由于人们对人才教育的器重已经达到了新的高度,压力最终都落到学生身上,导致学生的近视程度越来越高。
基于此,设计提出一款超声波视力保护系统。
通过设计定时芯片实现显示器实时显示当前时间,能让用户及时查看学习时间和把控解题速度;设计语音播报电路,通过主要播放声音的形式通知和提示主人适当休息;利用超声波实现用户目视距离的测量,达到距离过近语音提示效果;搭建光敏电路,在光线比较暗的情况下能实现自动开灯效果;系统还带有GSM短信通讯功能,如果孩子不听从语音提示,长时间没有调整坐姿,就会触发短信警报通知监护人。
最终能让主人在保持身体健康的同时,提高学习效率,实现劳逸结合。
【总页数】4页(P41-44)
【作者】罗发贵;李大洪;甘庆华
【作者单位】兴义民族师范学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH786
【相关文献】
1.基于单片机的视力保护系统设计
2.多功能超声波视力保护系统设计
3.基于单片机的超声波视力保护器设计与研究
4.基于单片机的视力保护器系统设计
5.基于单片机的视力保护及身姿矫正系统设计
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新型智能化超声波视力保护系统作者：胡景勤
来源：《电脑知识与技术》2020年第11期
摘要：为了保护青少年视力，实现视力保护智能化，采用STC89C52主控制器，HC-sr04超声波传感器测距原理，主控制器和报警装置，温度测量和时钟功能，LCD1602液晶显示屏。
利用C语言编写程序，包括显示、超声波测距、光强检测、记录时间、语音报警、按键调光等模块。
在使用者与书本距离、环境光照强度及学习时间超过设定健康范围，实施距离报警、光强报警及定时报警等功能，达到预防和保护视力目的。
关键词：智能化;STC89C52;视力保护;LCD1602;超声波传感器
中图分类号：TN98 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）11-0040-02
1背景
中华医学会杨智宽教授介绍，目前中国近视患者人数已多达6亿，7-12岁小学生、13-15岁初中生、16-18岁高中生及19-22岁大学生，其视力不良率分别为45.7%、74.4%、83.3%和87.7%。
科学研究证实，儿童持续近距离用眼和户外活动时长等是造成近视的决定性因素，最关键问题是预防近视、控制低度发展为高度近视。
本研究利用单片机控制超声波传感器等，时刻督促提醒要端正坐姿，眼睛距离书本一尺左右，胸前距离桌子一拳左右，握笔时手要握在离笔尖一寸处等，帮助青少年养成科学用眼习惯和视力保护意识。
2总体研究方案
2.1系统主控结构
如图1系统主控图，采用STC89C52控制LCD1602显示、DS13C887时钟芯片、DS18b20温度传感器等，利用超声波测距传感器测量使用者与台灯间距离。
若使用者在一定范围内则无任何提示;若低于最小阈值时传感器发出一个反馈信号，单片机接受反馈信号则驱动报警装置提醒使用者;若高于最大阈值时台灯会自动切断电源达到节约能源目的。
2.2超声波测距原理
发射器发出超声波，遇到障碍物被反射回来，接收器接收返回波。
主控制器开始计时，计算接收到返回波时间，以空气中波转播速度计算测试距离。
显示当前时间，记录持续工作时间。
显示环境温度，有效调控工作环境温度。
手动调节灯光亮度，选择一个眼睛舒适亮度，达到保护眼睛效果。
实时监控使用者坐姿，超声波模块实时测距;处于最低限度45cm以下，主控制器触发蜂鸣器报警，提醒使用者及时调整自己坐姿;处于最大限度2m以上时，系统会自动切断灯光电源。
3系统电路功能模块
3.1主控制器模块
根据系统需求，采用STC89C52单片机，作为智能视力保护控制器，实现系统自动报警提醒，处理超声波采集信号，处理DS18820所采集温度系数，显示到LCD屏上。
如图2单片机最小系统，有中央处理器、程序存储器、数据存储器、定时/计数器、串行并行接口、和中断系统等，三大总线为数据总线、地址总线和控制总线，最核心是片内掩膜ROM型程序存储器。
3.2坐姿检测和LED按键模块
利用超声波传感器测距方案，以台灯到使用者胸前距离为一边，以使用者眼睛到桌面距离为另一边，利用勾股定理计算出第三条边。
当检测到距离小于45cm时，触发报警装置提醒使
用者及时调整坐姿，当大于2m时自动断开电源达到节能效果。
如图3超声波模块电路，采用HC-SR04型号超声波传感器，包括超声波发射器、接收器与控制电路具有2cm-400cm非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm。
3.3报警电路模块
报警装置，采用无源蜂鸣器，是一种电子发声器，在电路中一般用字母‘H’或‘HA’表示。
如图4报警电路图，利用三极管驱动蜂鸣器，实现报警提示功能。
当检测到距离小于设定距离发出报警提示音，当大于最大设定距离断开电源。
利用单片机定时功能，产生一个震荡脉冲方波，通过I/O口输出一个高电平使三极管导通，电流通过蜂鸣器时发出声音;当无振荡方波信号时，处于低电平三极管截止，没有电流流过蜂鸣器，不会发出报警声音。
3.4温度采集显示模块
温度传感器DS18820直接读取数字，在传感器上电状态下默认精度12位。
如图5温度采集电路模块，在启动前保持低功耗等待状态，当需要测量温度或AD转换时，总控制器发出命令，以两个字节存储到高速暂存器中，传感器则继续保持等待状态。
LCD1602点阵型液晶显示，可以显示数字、字母、符号等，内部有复位电路及功耗较低等特点。
LCD1602共16个管脚，在编写程序中用到数据命令选择端、R读写选择端、使能信号端等引脚，主要围绕这三个引脚进行初始化写命令写数据。
3.5时钟电路模块
DS12C887时钟芯片，是一款自带晶体振荡器和锂电池的时钟芯片，不会因外界断电而停止计时。
它有两种总线模式，即MOTOROLA模式与INTEL模式，当引脚M选择接VCC选用MOTOROLA模式，当引脚M悬空或接地选用INTEL模式。
时钟芯片也有两种供电方式，当VCC高于4.25V时接受外部程序控制，当VCC低于4.25V时进入写保护状态，同时输出呈高阻状态，当VCC低于3V时自动切换到内部电池供电。
4系统软件设计
如图5所示系统总流程图，采用C语言编写系统主体程序。
当系统开始初始化，接着点亮LED和LCD1602显示屏，驱动温度传感器和时钟芯片，分别获取两个传感器信息。
通过主控制器分析显示到LCD1602显示屏上，驱动HC-sr04开始测距，发射器发射信号，接收器收到反射信号，反馈给主控制器中计算被测距离。
与程序所设定距离比较，如果小于设定距离给予报警器一个高电平，促使其发出警报并返回继续监测;如果处于设定范围则继续检测;如果大于最大检测范围，则默认为处于没有使用状态，自动断开电源达到节约能源的目的嘲。
5结束语
在硬件平台上，制作了一类基于STC89C52单片机的视力保护器，进行电路功能模块化设计，采用C语言编写程序易修改和挪用，可以运用到其他控制器上。
经过系统测试后，可以实现各個模块功能。
利用单片机制作视力保护器思想，可以实现视力保护智能化。
视力保护系统研究，主要考虑到写字读书方面，进一步拓展开发应用，也可以适用于其他造成近视因素，比如长时间看电视、电脑，玩手机等。