112033203 -潘熠飛 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告

太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué) 生 姓 名：潘熠飛學(xué) 號：112033203系 部：自動化系專 業(yè)：電氣工程及其自動化題 目：基于單片機的多功能視力保護(hù)系統(tǒng)指導(dǎo)教師:張曼 2015 年 03 月 05 日畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告一研究目的及意義：研究目的：近視在發(fā)展中國家十分突出，亞洲國家近視發(fā)生率在70%-90%左右；美國和歐洲近視發(fā)生率在30%-40%，全世界幾乎所有的人群都存在近視。亞洲人比歐洲人更為常見，女人比男人常見（女性是男性的兩倍）。目前，據(jù)中國、美國、澳大利亞合作開展的防治兒童近視研究項目前期調(diào)查顯示，我國人口近視發(fā)生率為33%，全國近視眼人數(shù)已近4億，已經(jīng)達(dá)到世界平均水平22%的1.5倍。而近視高發(fā)群體青少年近視發(fā)病率則高達(dá)50%至60%，其中小學(xué)生近視眼發(fā)生率為22.78%，初中生為55.22%，高中生為70.34%，大學(xué)生高達(dá)80%以上。我國是世界上近視發(fā)病率最高的國家之一，近視眼人數(shù)世界第一。據(jù)統(tǒng)計由于近視導(dǎo)致的眼盲，已僅次于白內(nèi)障，青光眼而居第三位。近視已被列為三大疾病之一。而引起近視的主要因素：1.用眼距離過近。據(jù)有關(guān)資料報道，青少年近視眼以長期用眼距離過近引起者為多見。青少年眼睛的調(diào)節(jié)力很強，當(dāng)書本與眼睛的距離達(dá)7-10厘米時仍能看清物體，但如果經(jīng)常以此距離看書，寫字就會使眼睛的調(diào)節(jié)異常緊張，從而可形成屈折性（調(diào)節(jié)性）近視，所謂的假性近視。如果長期調(diào)節(jié)過度，使睫狀肌不能靈活伸縮，由于調(diào)節(jié)過度而引起輻輳作用加強，使眼外肌對眼球施加壓力，眼內(nèi)壓增高，眼內(nèi)組織充血，加上青少年眼球組織嬌嫩，眼球壁受壓漸漸延伸，眼球前后軸變長，超過了正常值就形成了軸性近視眼，所謂真性近視。而正常閱讀距離應(yīng)是30-35厘米。2.用眼時間過長。有的青少年看書寫字做作業(yè)，看電視等連續(xù)3-4小時不休息，甚至到深夜才睡覺休息，這樣不僅影響身體健康，而且使眼睛負(fù)擔(dān)過重，眼內(nèi)外肌肉長時間處于緊張狀態(tài)而得不到休息，久而久之，當(dāng)看遠(yuǎn)處時，眼睛的肌肉不能放松而呈痙攣狀態(tài)，這樣看遠(yuǎn)處就感到模糊而形成近視。一般主張連續(xù)看書寫字或看電視40-50分鐘就應(yīng)休息片刻或向遠(yuǎn)處眺望。由上述可知，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和看書寫作業(yè)的時間太長是導(dǎo)致近視的主要原因。所以設(shè)計一款人性化的視力保護(hù)器意義重大。二 國內(nèi)外研究進(jìn)展：通過市場調(diào)研，根據(jù)原理將視力保護(hù)器可具體分為機械平衡式視力保護(hù)器，支架式視力保護(hù)器，電子平衡式視力保護(hù)器和測距式視力保護(hù)器。例如：1.5視力保護(hù)器，電子平衡式防瞌睡報警器，背背佳，利姿坐姿矯正器，支架式坐姿矯正器，iPosture，Visomate威士美USB視力保護(hù)器，文具盒式坐姿矯正器，其中1.5坐姿矯正器，背背佳，支架式坐姿矯正器，電子平衡式防瞌睡報警器最為普遍。還有一些是技術(shù)人員自制的坐姿矯正器如坐正寶，微電腦式坐姿矯正器，紅外測距式坐姿矯正器等。然而這些現(xiàn)有產(chǎn)品都存在的自身的局限性。如背背佳，支架式坐姿矯正器等產(chǎn)品不但沒有保護(hù)視力的作用，還可能產(chǎn)生反作用，1.5視力保護(hù)器，iPosture，Visomate威士美USB視力保護(hù)器，文具盒式坐姿矯正器等產(chǎn)品對使用的環(huán)境和人群存在著局限性。在中國消費電子產(chǎn)業(yè)力圖擺脫加工模式而尋求轉(zhuǎn)型之際，全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的四個趨勢給我們的產(chǎn)品帶來了新的機會。北京華興萬邦公司日前發(fā)布了08及09國際消費電子市場調(diào)研報告。這份面向行業(yè)人士免費提供的報告揭示，全球消費電子產(chǎn)品在產(chǎn)品定義、外觀設(shè)計和功能應(yīng)用等等方面正在發(fā)生巨大的變化，其中最值得關(guān)注的是“綠色技術(shù)正在成為消費電子創(chuàng)新源泉之一”，“小的、而且是美的”，“互聯(lián)網(wǎng)改變消費電子產(chǎn)品定義和設(shè)計思路”，“服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容與消費電子產(chǎn)品的一體化設(shè)計”發(fā)展。這四個趨勢值得國內(nèi)消費電子產(chǎn)品制造商、芯片供應(yīng)商、軟件供應(yīng)商和內(nèi)容供應(yīng)商等廠商高度關(guān)注，以在今天技術(shù)和市場的巨大變化中尋求到新的發(fā)展機會目前坐姿矯正器有機械平衡式坐姿矯正器，支架式坐姿矯正器，電子平衡式坐姿矯正器和測距式坐姿矯正器這幾類，而這些矯正器都存在功能單一的缺點，許多矯正器缺乏人性化設(shè)計，由于自身構(gòu)造的局限性，造成適用人群和環(huán)境的局限性，所以現(xiàn)在沒有被廣泛使用，中小學(xué)生的視力低下的狀況仍將延續(xù)。順應(yīng)消費電子產(chǎn)品的趨勢，本課題就是研究一款擁有測距定時提醒，角度變換，靈敏度高，攜帶方便，外形美觀，適用于任何人群和環(huán)境的視力保護(hù)器。 三本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：1、 要研究或解決的問題：本課題需要研究多功能視力保護(hù)系統(tǒng)如果起到保護(hù)視力的作用，可以通過控制用眼距離和環(huán)境內(nèi)的光線強度來達(dá)到保護(hù)視力的目的，由此可見，需要去采集用戶用眼的距離和所處環(huán)境的光線強度，分析這兩個數(shù)值是否符合健康用眼的要求，如果不符合應(yīng)該通過聲音、燈光等信息反饋給用戶，用以提示用戶注意用眼衛(wèi)生。綜上所處，需要解決的問題有以下幾點： a.如何采集用戶用眼的距離 b.如何采集用戶所在環(huán)境內(nèi)的光照強度 c.如何通過聲音、燈光等信息反饋提示用戶2、 研究手段：a.硬件選擇：CC2530核心板、超聲波測距傳感器（或者紅外測距傳感器）、光照強度傳感器、聲光報警器。b.軟件框架：采用ZIGBEE局域網(wǎng)協(xié)議搭建一個星型網(wǎng)絡(luò)，通過協(xié)調(diào)器控制3個終端節(jié)點（分別為測距傳感器節(jié)點、光照強度傳感器節(jié)點、聲光報警器節(jié)點）。協(xié)調(diào)器可以將測距傳感器節(jié)點和光照強度傳感器節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，判斷是否符合健康用眼的要求，如果不符合可以控制聲光報警器節(jié)點發(fā)出聲音和燈光。c.通過超聲波測距傳感器（或者紅外測距傳感器）采集用戶的用眼距離。因為健康用眼的距離為30-35cm，所以距離信息的閾值為30-35cm。d.通過光照強度傳感器采集用戶所在環(huán)境內(nèi)的光照強度。由于硬件靈敏度不高，只能測試出強光和弱光。e.通過聲光報警器以聲音和燈光的方式反饋提示用戶。f.定時器設(shè)定：采集數(shù)據(jù)的時間間隔可通過CC2530中的定時器中斷方式設(shè)定（比如1S采集一次傳感器數(shù)據(jù)）。 四工作進(jìn)度安排：設(shè)計（論文）各階段名稱起 止 日 期1查閱相關(guān)資料，掌握單片機的工作原理2015.2.262015.3.152總體方案設(shè)計，得出預(yù)期的各項功能2015.3.162015.3.313選擇元器件，進(jìn)行硬件電路設(shè)計2015.4.012015.4.254軟件編程實現(xiàn)各項功能2015.4.262015.5.165完成畢業(yè)論文及答辯工作2015.5.172015.6.10五主要參考文獻(xiàn)：1 李曉林,牛昱光等.單片機原理與接口技術(shù)M.北京:電子工業(yè)出版社,2012. 2 馬忠梅,張凱等.單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2003. 3 高守瑋,吳燦陽.ZIGBEE技術(shù)實踐教程M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,20094 王選.軟件設(shè)計方法M.北京:清華大學(xué)出版社,19925 張大蹤,楊濤.一種低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計j.儀表技術(shù)與傳感器,20066 于艷永,劉永紅.基于CC2480的Zigbee無線通信終端設(shè)計J.火力與指揮控制,20107 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分.M北京：高等教育出版社,20058 王新賢.通用集成電路速查手冊第二版.M 山東:山東科學(xué)技術(shù)出版社,1995畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師： 年 月 日教研室審查意見： 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 年 月 日所在系審查意見： 系主任： 年 月 日