摘要：据资料显现当时我国近视眼的发病率居国际第二，其间绝大多数是青少年。现在商场上的一些台灯只能完成单一的照明功用，姿态检测的相关产品功用也单一无法完成多个功用的集成化和主动化。基于此问题，本课题规划一款智能护眼灯，所触及的智能护眼台灯具有学习姿态检测和校对提示功用、学习时刻检测提示功用和亮光调理功用等。本文以C8051F340单片机作为主操控芯片，以光敏二极管模块经A/D转化后以测得环境的亮度值，经过PWM的办法调理LED的亮度，以超声测距模块来进行间隔的丈量，规划出一款具有主动调理亮光，坐姿纠正等功用于一体的智能化LED台灯。
为了改进现在近视眼高发的现状，需求青少年养成杰出的用眼用脑习气。现在商场上有关于坐姿和体型校对等相关相似的产品，但关于光线强度的主动调理、用眼时刻过长的提示等功用尚无有用手法和产品进行补偿批改，因此有必要研发一款可操控光照亮度和学习时长的智能护眼台灯，以改进用眼用脑环境。
本课题从实践出发，以处理日子实践问题为起点，所规划的智能护眼台灯具主动调理光源亮度，依据用户间隔台灯间隔产生报警。此规划为青少年学生长时刻看书学习以及在光线暗淡的环境下学习等不妥的用眼形成的损伤，而规划出一款具有主动调理亮光，守时报警，坐姿纠正等功用于一体的智能化LED台灯。该规划能够处理环境光线的主动调理，不妥姿态的报警提示等功用。
1 体系的作业原理
亮光检测设备用于检测外界环境的光强并传输给处理器，MCU处理器依据外界收集来的亮度值判别外界环境的光线明暗然后经过调理输出的电压来调理LED灯的亮度。而测距模块用来丈量人间隔某个参阅点的间隔值，MCU经过数据处理来判段是否超出设定的参阅间隔然后判别是否报警。而时刻处理函数会记载时刻值，当用户长时刻处于灯下作业或学习时体系会宣布报警乃至封闭台灯。整体功用计划如图1所示。
图1中，亮光检测部分用于检测外部光照强度，以此作为主动调理灯具亮度的依据;时钟模块首要供给守时功用，作为体系操控时刻参阅;检测传感模块用于检测学生或用户和参阅点的间隔改变状况，以此判别用户的学习姿态;报警模块首要完成声响的报警信号;驱动部分为LED供给恒流驱动和不闪耀调光功用;处理器用于完成整个测控进程。
2 超声波测距模块
超声波测距使用了时刻检测法，即由主操控芯片产生40 kHz的脉冲信号经超声波发射模块宣布，超声波遇到障碍物回来由超声波接纳模块接纳，经过接纳和发射的时刻差值的一半与超声波在空气中的床波速度之积来核算障碍物和超声波宣布点的位间隔。
超声测距模块的电路包含发射电路、接纳电路、扩大电路、检波电路及其他辅佐电路构成。在超声测距模块中选用接纳和发射别离的办法有两个优点：一是收发信号不会混
叠，接纳探头所接纳到的纯为反射信号;二是将接纳探头放置在适宜方位，能够防止超声波在物体外表反射时形成的各种损失和搅扰，进步体系的可靠性。其原理框图如图2所示。
3 亮光检测模块
亮光检测的基本原理首要是经过光灵敏资料感知光线强度的改变，输出不同的模拟量;现在光敏元件发展迅速、品种繁多、使用广泛。商场出售的有光敏电阻、光敏二极管、光电三极管、硅光电池等。
因为人的眼睛对光特别灵敏，有一个最适合其作业的亮光度阈值规模。若亮光度小与此规模，则眼睛看东西比较费劲，久而久之会导致视力下降并影响健康;若周围环境亮光度太强，不光浪费了动力，而且因为亮光度影响太强而影响使用者眼睛的健康一起也会影响灯自身的使用寿命。
查阅相关资料知光敏电阻、光敏二极管、光电三极管的首要参数如表1所示。
因为在本规划中需求关于环境光强灵敏度要求较高的资料作为亮光检测的资料。因为光敏二极管对环境光强最灵敏，一般用来检测周围环境的亮度和光强，而且光敏二极管方向性较好，能够感知固定方向的光源。
综上所述：挑选亮光检测模块作为亮光检测的资料。
4 电位器模块
电位器在电路中起到的效果有3个方面：分压器、变阻器、电流操控器。在分压器中，电位器是可调理的接连电阻器，跟着电位器手柄的滑动调理，能够产生必定的相应改变的输出电压。而用作变阻器时，能够在必定的行程规模内取得比较接连改变的的电阻值。而在此咱们考虑到电灯强弱在实践运用中不符合个人的视觉习气，故挑选了变阻电位器来进行人眼光感的调理。
5 软件操控部分
软件规划的准则包含：1)可靠性;2)健壮性;3)可修正性：4)可测验性;5)功率性;6)简单了解等要求。可靠性是指软件在测验运转进程中防止可能产生毛病的才能，且一旦产生毛病后，具有摆脱和排除毛病的才能;健壮性是指是指软件关于标准要求以外的输入能够判别出这个输入不符合标准要求，并能有合理的处理办法;可修正性是指以科学的办法规划软件，使之有杰出的结构和齐备的文档，体系功用易于调整;可测性是指软件规划进程中要求规划一个恰当的数据调集，用来测验所树立的体系，并确保体系得到全面的查验;功率性一般用程序的执行时刻和所占用的内存容量来衡量，当到达原理要求功用目标的前提下，程序运转所需时刻愈短和占用存储容量愈小，则功率愈高;简单了解要求软件自身具有简单明了的结构，便利程序的修正和移植。
软件规划要求高内聚低耦合。所谓高内聚是指一个软件模块是由相天分很强的代码组成，只担任一项使命，也便是常说的单一职责准则。低耦合是指一个完好的软件体系，模块与模块之间，尽可能的使其独立存在。
本课题选用模块化的规划思维，将各个硬件模块别离调试然后各模块的程序在联调的办法。按规划思路软件调试部分分为亮光检测模块，报警模块，超声测距模块，PWM调光
模块的软件规划，软件规划的结构图如图3所示。
6 整体功用流程图
依据试验测验及适用性要求，设置了首要3大功用：读取间隔和间隔合理值的判别，读取光强和光强值的判别，自感柔软度的人性化调理。其整体功用流程图如图4所示。
7 定论
本文经过C8051F340型主操控芯片，经过A/D转化后以测得环境的亮度值，以PWM的办法调理LED的亮度，以超声测距传感器来进行间隔的丈量，规划出一款具有主动调理亮光，坐姿纠正等功用于一体的智能化LED台灯。该规划能够处理环境光线的主动调理，不妥姿态的报警提示等功用的智能护眼台灯。相关于商场上台灯而言，避开了其功用单一化特色，而具有多个功用的集成化和主动化等优势，一起，具有本钱低价、功用优越具有杰出的实用性和商业价值。
