【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙中文摘要目前，青少年視力低下已成為國內(nèi)外共同關(guān)心的問題。資料顯示，%，%，%，%。特別是調(diào)查顯示50%以上的學(xué)生及家長缺乏視力保健最基本的科普知識，不懂得不提前預(yù)防和及時(shí)治療近視的危害性，%視力低下的學(xué)生并未采取任何矯正措施，又缺專業(yè)機(jī)構(gòu)的治療。基于以上原因，本論文提出了智能紅外視力保護(hù)儀的設(shè)計(jì)思路。智能紅外視力保護(hù)儀主要包含測距、感光和定時(shí)三大功能。其中測距和感光模塊由相應(yīng)功能的傳感器構(gòu)成，能實(shí)現(xiàn)對使用者距離與周圍光線強(qiáng)弱的檢測和報(bào)警功能。處理模塊由STC89C51單片機(jī)運(yùn)行程序構(gòu)成，能實(shí)現(xiàn)對學(xué)習(xí)時(shí)間進(jìn)行定時(shí)并通過報(bào)警來提示時(shí)間已到的功能?？傮w上講，本設(shè)計(jì)的這三個(gè)功能能同時(shí)生效，并通過報(bào)警燈閃爍和蜂鳴器報(bào)警的方式提醒使用者注意用眼衛(wèi)生。本文通過實(shí)踐證明該視力保護(hù)器可行且可靠性很好，使用方便。本文期望通過該電子硬件的制作和理論的研究，能為后期進(jìn)一步設(shè)計(jì)多功能視力保護(hù)器并采取合理措施提高視力保護(hù)的有效性提供可靠和有效的數(shù)據(jù)源和信息依據(jù)。關(guān)鍵詞：傳感器，測距，紅外，視力保護(hù)ABSTRACTAt present,adolescenteyesighthas bee the domestic and internationalissues of mon concern.Data show thatChina39。s primary vision,lowrate of %,%junior high school students,%senior high school students,college students %.Especially thesurvey shows that50% more of the students and parentslack ofvision carethe most basicscience knowledge,harmfulnessdoes not knowahead of time is nottimely prevention andtreatment of myopia,thus there are %low visionstudents did not take any corrective measures,treatmentand lack ofprofessional organizations.Based on the above reasons,this paperputs forwardintelligent infraredvision protectiondesigninstrument.Intelligent infraredeyesight protecting instrumentmainly includes thelocation,sensitiveand timing ofthree functions.Thelocationand the photosensitivesensormoduleis posed ofthe corresponding functions,can realize thedetection of theuser distanceandambient lightintensityandalarm function.The processing moduleis posed ofSTC89C51 microcontrollerrunning the program,canrealize timeand through thealarmto promptthe time has eforthefunction oflearning time.Generally speaking,the threefunction of thisdesigncanin effect at the same time,and through thealarmlightsandbuzzer alarmway to remindusers to pay attentionto eye health.In this paper,through the practice provedthe vision protectoris feasible andhas good reliability,easy to use.In this paper,through thestudy ofthe electronic hardware production and theoretical,for the latter part of the furtherdesign of multifunctionvision protectionand provide the reliableand effective source of data and informationon the basis ofimproving the effectiveness ofvisionprotectionand reasonable measures taken.Keywords: Sensor,ranging,infrared,eyesight protection目 錄第一章 緒論 4 4　國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 5　本論文主要研究內(nèi)容 6 6　基本要求 6第二章　智能視力保護(hù)器總系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7　系統(tǒng)總框圖 7　單片機(jī)的選擇 8　傳感器的選擇 8　編程語言的選擇 8第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 9 9 9 10 13 14 LED提示電路 14 15 16 17 18 19第四章 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì) 20　Keil C51軟件平臺 20　程序的模塊化劃分 21第五章　結(jié)論及展望 24參考文獻(xiàn) 25附錄 A 26附錄 B 27致謝 31第一章 緒論當(dāng)前由于環(huán)境變化、電視、網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展等諸多因素，使得青少年長時(shí)間不衛(wèi)生、超負(fù)荷用眼，造成了青少年近視疾病的大量發(fā)生。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局最近的一項(xiàng)調(diào)查顯示，目前我國學(xué)生視力低下的狀況令人擔(dān)憂。小學(xué)近視比例為34%61%，初中為68%，重點(diǎn)高中為90%左右，在校大學(xué)生視力合格者更少。而在高考體檢中由于自身缺陷原因被限考的學(xué)生當(dāng)中有74%為近視。據(jù)衛(wèi)生部、教育部聯(lián)合調(diào)查，目前我國學(xué)生近視發(fā)病率居世界第二，人數(shù)居世界之首。全國近視及眼疾患者近3億人，已經(jīng)成為全社會關(guān)注的公共衛(wèi)生和社會問題。視力下降不僅影響青少年的日常生活和學(xué)習(xí)，對青少年的身心健康造成極大的影響，同時(shí)給青少年的成長與發(fā)育造成極大的障礙。為了下一代的身心健康，拯救近視已刻不容緩。近視作為一種現(xiàn)代通病，幾乎沒有辦法根治它。目前的激光切除手術(shù)其實(shí)是傷害了人體的自然完整，戕害著身心的健全。于是，百年來人們沿用著“玻璃凹凸”的笨辦法維系著人們對外界求索的目光。 在這種情況下，亟須開發(fā)一種多功能視力保護(hù)器。通過創(chuàng)造健康的讀寫環(huán)境和科學(xué)方式，避免因長期讀寫而導(dǎo)致的近視、駝背、脊柱側(cè)彎、斜視、頸椎病等疾病的發(fā)生和發(fā)展，用非醫(yī)藥的手段，防范和解除因不良讀寫習(xí)慣，避免給人們身體帶來傷害。讀寫姿勢不正確，視距過近是造成近視的主要原因，并且大部分發(fā)生在中小學(xué)階段，由于學(xué)生缺乏自覺意識，家長和老師又不能時(shí)時(shí)守在身邊加以提醒，不良的閱讀寫字習(xí)慣一旦養(yǎng)成就很難改掉，日復(fù)一日的惡性循環(huán)使許多學(xué)生過早的架上眼鏡，同時(shí)中小學(xué)生時(shí)代是孩子身體成長的旺盛時(shí)期，坐姿和讀寫姿勢不正確，會影響到孩子骨骼的健康成長，很容易引起脊椎彎曲或側(cè)彎變，造成含胸駝背，本產(chǎn)品的智能調(diào)控功能將會隨時(shí)提醒讀寫者，端正坐姿，挺直腰背，養(yǎng)成良好的讀寫習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)效率，有效防止駝背、脊椎彎曲，保護(hù)學(xué)生身心健康。最新的問卷調(diào)查顯示：小學(xué)生、%%，%%(1999年的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)顯示，%，%)。書面問卷數(shù)據(jù)顯示，小學(xué)生、%%。在回收的網(wǎng)絡(luò)問卷“你覺得造成你眼睛近視的原因是什么”選項(xiàng)中，選擇“寫字看書姿勢不正確的”%，選擇“因看電視引起近視的”%，選擇“因上網(wǎng)引起近視的”%，而選擇“作業(yè)太多導(dǎo)致近視的”%。最新的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)顯示，我國青少年近視率居世界之首，在青少年近視群體中，高中生的近視檢出率最高，%。2006年國家統(tǒng)計(jì)局的一項(xiàng)調(diào)查顯示，小學(xué)近視的比例為34%~61%，初中為68%，重點(diǎn)高中為90%左右，在校大學(xué)生視力合格者更少。由此可以看出，中國學(xué)生視力低下的狀況令人擔(dān)憂，而寫字看書姿勢不正確、看書寫作業(yè)的時(shí)間太長和光線的過強(qiáng)和過弱是導(dǎo)致中小學(xué)生近視的主要原因。通過調(diào)研現(xiàn)今的已有的坐姿提醒器具有很大的局限性和單一性，而新型坐姿提醒器是以人機(jī)交互和以人為本的理念，智能的祛除影響視力的不良因素，為中小學(xué)生健康成長發(fā)揮重要作用的產(chǎn)品?！鴥?nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀自1992年全國防近視專家指導(dǎo)小組成立以來，防近視產(chǎn)品經(jīng)歷了一個(gè)由簡單到復(fù)雜、由單一到多元、由科技含量低到科技含量高的歷程。在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家們進(jìn)行了大量艱苦的研制開發(fā)工作，推向市場的產(chǎn)品多達(dá)幾百種，給防近視工作帶來了無限的生機(jī)。國內(nèi)這方面的研究現(xiàn)狀為：在國內(nèi)新疆烏魯木齊市旭之龍科技有限公司生產(chǎn)的“” 又名稱坐視寶，它能對使用者的坐姿不當(dāng)進(jìn)行提示。還有深圳市華恒電子有限公司生產(chǎn)的型號為MS3023的坐姿矯正器。可以糾正看書，寫字的不良坐姿?？傮w看來，國內(nèi)生產(chǎn)的視力保護(hù)器功能特點(diǎn)比較單一，與人們的個(gè)性化需求尚有很大的差距，故不能很好的滿足廣大使用者的需求。國外也致力于對保護(hù)視力的研究，但是他們更側(cè)重于對近視原因的研究。美國德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心何于光博士表示，吃魚和新鮮蔬菜能夠保護(hù)視力，降低發(fā)生近視的概率。他們認(rèn)為通過合理的飲食營養(yǎng)搭配，以及正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對視力的保護(hù)能起到事半功倍的作用。研究證明，市場上真正的智能視力保護(hù)儀幾乎沒有?，F(xiàn)有的產(chǎn)品只是側(cè)重視力保護(hù)的單一方面，功能尚不全面，不能從多個(gè)角度保護(hù)使用者的視力。隨著世界的不斷進(jìn)步，產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷增加，產(chǎn)品功能越來越多樣化，設(shè)計(jì)越來越人性化。在坐姿提醒器這塊產(chǎn)品研發(fā)之中，將越來越多的運(yùn)用以人為本和人機(jī)交互的設(shè)計(jì)理念，坐姿提醒器將越來越優(yōu)秀，不斷克服使用的局限性，附加功能不斷增添，最終將研發(fā)出一機(jī)多用的新型坐姿提醒器。由于現(xiàn)在國內(nèi)外大量的市場需求，視力保護(hù)器的起步才剛剛開始，存在很大的發(fā)展空間，相信未來視力保護(hù)儀一定會得到巨大的發(fā)展，為廣大的中小學(xué)生的視力保護(hù)做出根本的保障?！”菊撐闹饕芯績?nèi)容以51單片機(jī)為核心處理器、LM393電壓比較器、光敏電阻、數(shù)碼管等構(gòu)成一款智能視力保護(hù)儀設(shè)計(jì)。鑒于單片機(jī)芯片的智能處理功能本設(shè)計(jì)采用理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法相結(jié)合的以單片機(jī)芯片為核心的主體電路。首先是對各單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，并選擇合適的元器件。在選擇元器件時(shí)，要注意所選芯片的性價(jià)比，對于電阻、電容等常用元件要先進(jìn)行參數(shù)計(jì)算后再選擇。其次是設(shè)計(jì)整個(gè)電路，其中單片機(jī)芯片選用較為普遍的stc89c51型，紅外測距選用利用光電反射累的，紅外測距尾部有個(gè)電位器可以調(diào)節(jié)感應(yīng)距離（0~80cm），當(dāng)距離小于調(diào)節(jié)設(shè)定的距離時(shí)小燈快速閃爍同時(shí)蜂鳴器響提示，當(dāng)光線過強(qiáng)或過弱時(shí)，也會提示；數(shù)碼管顯示時(shí)間，當(dāng)時(shí)間到45分鐘時(shí)，數(shù)碼管和小燈閃爍，蜂鳴器滴滴提示，此時(shí)按下按鍵即可休息，防止過度傷身；當(dāng)休息回來時(shí)，再按下按鍵此時(shí)系統(tǒng)又重新開始工作。設(shè)計(jì)利用紅外測距傳感器實(shí)在對距離的測量，比超聲波測距更加可靠準(zhǔn)確、健康安全。 　基本要求1．當(dāng)使用者臉部與桌面或電腦等之間的距離小于25CM（距離可以適當(dāng)調(diào)整）時(shí),電路將發(fā)出聲光提示；2．當(dāng)使用時(shí)間達(dá)到45分鐘時(shí),電路自動(dòng)發(fā)出聲音提示,數(shù)碼管閃爍，提醒使用者注意休息； 3．當(dāng)讀寫環(huán)境光線照度不足或過強(qiáng)時(shí),電路將發(fā)出聲光提示； 4．感應(yīng)環(huán)境光線的范圍是可以調(diào)節(jié)的，實(shí)現(xiàn)智能化；5．電路可靠,設(shè)計(jì)小巧省電，并且能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。真正幫助學(xué)生做到國家教委規(guī)定：學(xué)生在讀寫時(shí)，應(yīng)在一定亮度下，眼離讀物一尺，身離書桌一拳，時(shí)間不超過45分鐘。第二章　智能視力保護(hù)器總系統(tǒng)設(shè)計(jì)　系統(tǒng)總框圖硬件主要以STC89C51型單片機(jī)為核心，功能電路主要包括傳感器輔助坐直報(bào)警電路、光線報(bào)警電路、定時(shí)報(bào)警電路以及蜂鳴器報(bào)警電路等核心電路。利用C語言進(jìn)行編程。本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總框圖如圖21所示。蜂鳴器報(bào)警模塊顯示模塊電源供電按鍵模塊晶振電路單片機(jī)LED提示模塊復(fù)位電路光敏模塊測距模塊圖21　系統(tǒng)總體框圖　單片機(jī)的選擇從控制系統(tǒng)的大小和復(fù)雜度出發(fā)，必須考慮單片機(jī)的基本參數(shù)和增強(qiáng)功能。前者往往需要考慮芯片的速度，ROM容量，I/O引腳數(shù)量和工作電壓()等，后者則包括是否擁有看門狗，雙指針，雙串口，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，CAN接口，SPI接口，USB接口等附加模塊。本設(shè)計(jì)中受控對象只有超聲波、聲光報(bào)警，復(fù)雜度低，采用低端的通用的單片機(jī)芯片就能夠滿足要求。從容易學(xué)習(xí)掌握的角度出