多功能视力保护器设计开题报告剖析

重庆科技学院

毕业设计（论文）开题报告

题目多功能视力保护器的设计

学院电气与信息工程学院

专业班级自动化1101

学生姓名周玲玲学号 200441640

指导教师吴明芳

2015年3月18 日

开题报告填写要求

1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作开始后2周内完成，经指导教师签署意见及系主任审查后生效。

2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3.学生查阅资料的参考文献理工类不得少于10篇，其它不少于12篇（不包括辞典、手册）。

4.“本课题的目的及意义，国内外研究现状分析”至少2000字，其余内容至少1000字。

毕业设计(论文)开题报告

1.本课题的目的及意义，国内外研究现状分析

本课题的目的及意义：

中国是世界上近视发病率比较高的国家,根据市场调查显示,我国大学生视力低下率为77.95%，高中生视力低下率72.8%，初中生视力低下率53.43%，小学生视力低下率为26.96%。

在回收的网络问卷“你觉得造成你眼睛近视的原因是什么”选项中，选择“写字看书姿势不正确的”占52.4%，选择“因看电视引起近视的”占46.7%，选择“因上网引起近视的”占44.8%，而选择“作业太多导致近视的”占43.8%。

由此可以看出，中国学生视力低下的状况令人担忧，而写字看书姿势不正确、看书写作业的时间太长和光线的过强和过弱是导致中小学生近视的主要原因。

学生近视已经成为我国社会日益严重的问题。国家有关部门对许多职业都有硬性的视力要求，而且一旦近视，即使花再多的钱医治也不可能恢复原有的视力。近视是渐进性的疾病，预防和保护至关重要。

研究表明，造成近视的原因有99％来自于同学们平时读书、写字时的坐姿不是很标准，导致眼睛距离书本太近所导致。大部分孩子喜欢趴在课桌上读书写字，并且老师、家长又不能常常在身边提醒。日复一日，年复一年，致使许多学生早早地架上了眼镜。如果顺其自然 90％的孩子将来注定要和眼镜做一辈子的近视伴侣。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，近视发病率越来越高。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。由此可见，近视给孩子们带来诸多困扰。

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，伤害着身心的健全。所以，有一个保护视力的装置便显得越来越重要。

因此，我们进行了多功能视力保护器的研究。人机交互和以人为本的理念，使物理学、电子学、人体工程相结合，纠正一些不良的读写习惯，防止因长期使用不正确的读书写字姿势而导致的近视、脊椎弯曲变形、驼背、斜视以及颈椎病等。尤其对学生群体而言，可帮助学生矫正坐姿，改善学习环境，培养学生良好的学习习惯，保护学生视力。为中小学生的健康成长发挥

着重要的作用。

国内外研究现状分析：

1992年，中国防近视专家指导小组正式成立。防近视的产品在逐渐完善从简单到复杂、从单一化到多元化、从高含量科技技术到低含量科技技术。并且在此的基础上，科学家们还进行了大量艰苦的研制开发，将多达几百种的产品推向市场，带给了防近视工作无限的生机。

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产品“学生1.5视力保护器”又称为坐视宝，它能对使用者的坐姿不正确进行提示。还有深圳市华恒电子有限公司生产的坐姿矫正器型号为MS-3023。可以规范看书、写字等的不良的坐姿。总的看来，国内的视力保护器只是侧重于视力保护这一方面，功能特点比较单一，与人们追求的个性、时尚还有很大的差距，所以不能很好的满足广大使用者的需求。

国外也对视力保护有研究，但是他们更着重于研究近视的原因。何于光博士是美国德克萨斯大学西南医学中心的权威人士表示，吃新鲜蔬菜和鱼能够保护视力，并降低近视发生的概率。他们认为通过合理的搭配饮食营养，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。德国青少年眼睛保护专家海格尔博士说，眼部肌肉过度疲劳是导致青少年近视的主要原因，积极锻炼眼部肌肉不仅不容易近视，还有助于提高视力。因此现在德国的学校里都在推广眼部肌肉操。为了进一步提高孩子们的视力，德国学校还定期让孩子们举行望远活动。

研究表明，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单一方面，功能尚不全面，不能从多个角度保护使用者的视力。本课题就是研究一款拥有功能多样化，功能强大，灵敏度高，成本低，寿命长久，携带方便，外形美观，主要针对中小学生，适用于任何环境为设计目标。让中小学生使用的放心、安心，让家长放心，认为物有所值。同时在研究设计过程之中将结合许多理论知识，如产品语义学，人机工程学，心理学，市场营销，社会学，可用性工程等，这样使得人性与物性之间变得融洽和谐。

毕业设计(论文)开题报告 2.本课题的任务、重点内容、实现途径

本课题的任务：

设计一个具有测距、感光和定时功能的视力保护器。具体的功能要求为：

1. 当使用者的眼睛距离写字台低于25cm 时，报警灯闪亮以提醒使用者及时调整坐姿；

2. 学习环境光线自动检测：当光线照度低于国家教委规定的100lx 时，提醒使用者调整光强；

3. 学习时间自动检测：当学习时间达到45min 时，报警灯闪亮以提醒使用者休息片刻。

重点内容、实现途径

距离检测模块：距离检测采用采用现成的HC-RS04超声波检测，超声波测距的原理是利用超声波在空气中传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。

测距的公式表示为：L=C*T

时间T 的计算：单片机发出短暂的40KHZ 信号，经放大后通过超声波发送器输出；反射后的超声波经过超声波接收器作为系统的输入，产生信号的锁定启动单片机的中断程序，读出时间t ，再由系统软件对其进行计算、判别。

超声波易于定向发射、方向性好、强度易于控制的优点，同时存在着误差；时间误差和超声波传播误差。

如图：

光照强度检测模块：光照强度检测采用光敏电阻，当光线发生变化时，光敏电阻的阻值也就不同，然后分得的电压也不同。经过AD 采集后就可以得到各种光照强度下的电压值。从而设定出理想的光线强度报警值。

MCU 40KHZ 振荡器 功率放大 发射传感器 接收传感器

信号放大 电平输出