全文总字数：6067字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着我国经济的繁荣和现代科学技术的快速发展，智能家居逐渐走进了人们的视野，智能夜灯作为智能家居的一部分也开始受到人们的广泛关注^[1]。人们在夜晚起床时，由于光线不足需要开灯，但灯的开关位置往往要摸索多次才能找到，摸黑开灯带来了一些安全隐患，而开灯时突然亮起的灯光也很容易刺激眼睛，影响睡意^[2]，因此，如何设计一种既能为夜间活动提供及时照明，又不会影响用户睡意的装置成为了人们研究的一个热点。

当前的智能夜灯大多通过对声音或运动物体的感应来实现开关操作，逻辑简单，效果尚可。但为了能检测到人体，往往对夜灯的摆放位置有严格的要求，当摆放位置不当时容易出现误触发或不响应的情况。并且此类夜灯须有人经过才能点亮，不能满足用户夜间起床时及时亮灯的需求。

由于人们起身与躺下时床垫所受的压力状况不同，以此来判断用户起身与躺下的状态也不失为一种有效的手段。在床垫上布置多个压力传感器单元便能检测床垫的受力情况。电阻应变式传感器是一种较为常用的压力传感器，其利用电阻应变效应，能将力学量转换为电信号^[3]。其原理是：弹性体在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在弹性体表面的电阻应变片也随之产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而完成了将外力变换为电信号的过程^[4]。本设计将在床垫上布置多个通过矩阵形式排列的压力传感器单元来收集压力数据。

2. 研究的基本内容

本论文将设计一种用于床垫的无线夜灯感应装置。该装置在床垫上布置多个通过矩阵形式排列的压力传感器单元，利用窗口算法计算床垫有效受力面积来检测用户起身和躺着两种状态，当判断出用户起身时，通过无线射频模块控制夜灯开启。夜灯中内置光敏传感器，能在白天光线充足时保持夜灯关闭，同时还内置了二氧化碳检测模块能在人们起床时检测室内的二氧化碳浓度值并进行显示。该装置能保证人们在夜晚就寝期间起床时能及时开启夜灯，方便人们夜间的活动。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案

本文设计的用于床垫的夜灯无线感应装置由两个部分组成，分别为人体检测床垫部分和夜灯部分，其中包括了msp430单片机及无线收发模块、阵列式压力传感器、亮度检测模块、co₂检测模块、led夜灯以及lcd显示模块等。其系统原理框图如图4-1所示。

4. 参考文献

[1] 郭爱娇. 家庭灯光智能化控制系统[j]. 数字技术与应用, 2010(6):135

[2] 鲍建科. 改善睡眠质量的智能家居系统的开发[j]. 家电科技, 2018(10):26-29

[3] 韩旭. 智能传感器技术的研究进展及应用展望[j]. 信息与电脑, 2018(22):148-149