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摘 要

台灯已经成为大多数家庭必不可少的家用电器，随着电子技术的快速发展，台灯也应该越来越智能化。本系统设计的是一款能防近视的智能台灯，设计灵感主要来自于生活。本设计用STC89C51单片机作为控制核心，集多种功能于一体，成本较低，操作简单，节约能源。该智能台灯主要特色是可以防疲劳和防近视。当周围光线较弱且有人的情况下，台灯会自动点亮，没有人时会关灯，方便且能够节约资源；学习的时候，靠桌面太近的话，台灯就会发出警告，纠正坐姿，预防近视。该台灯克服了传统台灯的弊端，节约能源，保护视力。

关键词：智能台灯，节能，纠正坐姿，预防近视

Abstract:.Desk lamp has become an essential household electrical appliance for most families. With the rapid development of electronic technology, desk lamps are becoming more and more intelligent. This system designs a smart lamp that can prevent myopia, design inspiration mainly comes from life. This design uses STC89C51 single chip microcomputer as the control core, integrates many functions in one, the cost is low, the operation is simple, saves the energy. The main feature of the smart desk lamp is to prevent fatigue and prevent myopia. When the surrounding light is weak and someone is in the situation, the light will be automatically lit, no one will turn off the light when no one is there, and it is convenient and can save resources. When studying, leaning on the desktop too close, the desk lamp will issue a warning, correct sitting position, prevent myopia.So the lamp overcomes the disadvantage of traditional lamp, saves energy and protects eyesight.

Keywords:intelligent lamp,energy conservation,correct posture,prevent myopia

目录

1 前言 4

1.1 智能台灯概述 4

1.2 设计内容 4

2 智能台灯系统设计 5

2.1 智能台灯系统组成 5

2.2 系统功能 6

2.3 系统主要器件介绍 6

3 智能台灯硬件设计 10

3.1 各模块电路及分析 11

4智能台灯软件设计 17

5 智能台灯系统的测试与分析 18

5.1 手动模式的测试和分析 18

5.2 自动模式的测试和分析 18

5.3 整体分析 19

结论 20

参考文献 21

致谢 22

1 前言

现在的台灯大多是用的LED灯，功耗小亮度高，已经成为很多家庭的必备电器，为学习和工作带来了不少便利。现实生活中，人们经常会因为各种原因而忘记关灯，会造成浪费，并且在夜晚又远离台灯的时候想要去开台灯会存在安全隐患，很不方便，还有在台灯下学习工作时会由于疲劳、坐姿不当等造成近视。

1.1 智能台灯概述

现在市场上已经出现了不少运用微控制器和传感器控制灯具开关的技术，但是都还不成熟，还不够智能。比如已经很常见的运用在楼梯走廊的声控灯，这种灯会有无声音来控制灯的开关，但是会受外界较多的影响，噪音或者动物的声音都会点亮它，会造成比较大的资源浪费。

因此设计了一个比较智能化的台灯，分为两个模式：手动模式和自动模式。手动模式即为打开开关后，可以按加减键自己手动调节成自己所需的亮度。自动模式，台灯可以根据周围是否有人和环境的亮暗来决定是否开灯，并且通过红外光电测距传感器测距，当人体和桌面的距离低于所设置的最低值的时候，台灯的蜂鸣器就会响，会给予使用者提示，应该改正一下自己的坐姿，以防因为坐姿不当而造成近视，当使用者离开台灯一定距离和一定的时间的时候，台灯便会自动熄灭。无论是在手动模式还是自动模式下，都可以自己设定时间，当学习到一定时间的时候，台灯会发出警告，可以适当休息，防止疲劳。

这么一来，不仅节约用电，而且省去了黑暗中摸黑开灯的麻烦，还可以纠正坐姿，防止近视。

1.2 设计内容

1.2.1 设计内容和要求

名称：基于单片机的智能台灯设计

内容：这个设计主要是把光敏电阻、红外测距传感器和热释电红外传感器作为基础，用单片机作为控制单元，分为不同模块对周围光强度、人体离桌面的距离、台灯的光线自动调节以及系统的软硬件的各部分进行了研究。

要求：

（1）用单片机作为控制单元，光敏电阻、热释电传感器以及红外测距传感器为基础，用ADC0809模数传感器对模拟数据进行处理，再传送给单片机进行控制。

（2）当有人体在热释电红外传感器的感应范围内的时候，台灯就会通过光敏电阻检测环境光线强度，然后自动调节灯光亮度，不在需要在黑暗中寻找开关，方便安全。

（3）学习或者工作的时候，坐的姿势不正确，比如离桌子太近的话，红外线测距离传感器能检测到，然后蜂鸣器会叫，提示纠正坐姿，以防止近视。

（4）没有人在的时候，台灯会自动熄灭，节约资源。

（5）系统可以设置学习或者工作的时间，时间到了，系统会提示休息。

1.2.2 智能台灯系统分析

台灯已经成为了大部分家庭的生活必需品，由于经常忘记关灯会造成巨大的资源浪费。天黑或者环境光线较弱的时候，摸黑开灯会十分不方便。因此这里设计了一款通过波长为9.5微米的人体红外辐射传感器作为台灯自动开关之一的的智能台灯。当同时达到以下两个条件的时候台灯就会自动开启（相当于一个串联开关）：一、台灯会设置一个自动开启时的环境光线强度的最低值，周围环境光线值低于这个值是自动开启的条件之一；二、热释电红外传感器有它的感应范围，人体在这个感应范围内是条件之二。如果人体坐的姿势不正确（离桌面太近等），红外测距传感器就会感应到，然后发出警告纠正坐姿，能够有效预防近视。当人体离开时会自动灭灯，节约能源。

2 智能台灯系统设计

本设计的设计思路来自于日常生活中的一些小问题，因此即便是生活中的一些小事也可以启发我们去进行创新。比如摸黑开灯不方便还存在安全隐患、总是做不到随手关灯会造成能源浪费、学习工作时的坐姿不正确会造成视力和腰背的损伤等。这些都是本设计的设计源泉。

2.1 智能台灯系统组成

本设计是集多功能为一体的智能台灯，其中STC89C51单片机是控制核心，该智能台灯具有手动和自动两种工作模式，硬件设计部分由单片机控制模块、照明模块、按键模块、光敏模块、A/D转换模块、热释电红外感应模块、红外测距模块、坐姿矫正报警模块等多个模块组成^[1]。

系统框图如图1所示。

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