视力保护器说明书

视力保护器说明书

一、制作目的

目前，青少年视力低下已成为国内外共同关心的问题。资料显示，我国小学生视力低下率为26.96%，初中生53.43%，高中生72.8%，大学生77.95%。特别是调查显示50%以上的学生及家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得不提前预防和及时治疗近视的危害性，因而有41.6%视力低下的学生并未采取任何矫正措施，又缺专业机构的治疗。基于以上原因，本论文提出了智能超声波视力保护仪的设计思路。智能超声波视力保护仪主要包含测距、感光和定时三大功能。其中测距和感光模块由相应功能的传感器构成，能实现对使用者距离与周围光线强弱的检测和报警功能。处理模块由STC89C52单片机运行程序构成，能实现对学习时间进行定时并通过报警来提示时间已到的功能。总体上讲，本设计的这三个功能能同时生效，并通过报警灯闪烁和蜂鸣器报警的方式提醒使用者注意用眼卫生。

本文期望通过该电子硬件的制作和理论的研究，能为后期进一步设计多功能视力保护器并采取合理措施提高视力保护的有效性提供可靠和有效的数据源和信息依据。

二、功能介绍

为贯彻落实国家教委规定：学生在读写时，应在一定亮度下，眼离读物一尺，身离书桌一拳，时间不超过45分钟，本产品具有以下

功能：

1．当使用者脸部与桌面或电脑等之间的距离小于25CM（距离可以适当调整）时,电路将发出声光提示；

2．当使用时间达到45分钟时,电路自动发出声音提示,数码管闪烁，提醒使用者注意休息；

3．当读写环境光线照度不足或过强时,电路将发出声光提示；4．感应环境光线的范围是可以调节的，实现智能化；

5．电路可靠,设计小巧省电，并且能够实现相应的功能。

提醒器可根据用户自定的距离，进行过近提醒；

提醒器还可根据用户自己定的时间，进行休息提醒;

提醒方式可供选择（声音式，闪灯式）；

可根据用户自身情况，调整发射接收器角度，人机之间的距

离。

图1.1产品使用场景示意图

三，元件清单

元件名称元件称号元件数量

AD采集芯片 1 1 蜂鸣器B1 1 电容C1 1 电容C2, C3 2 发光二极管D1 1 光敏电阻GR1 1 液晶LCD1 1

三极管 Q1 1 电阻 R1, R4 2 电阻 R2 1 电阻 R3 1 电阻 R6

1 按键 S1, S2, S3, S4 4 电源开关 SW1 1 单片机 U1 1 晶振

Y1

1

四，基本框架

系统主要功能分为2大部分：坐姿提醒和定时提醒。主要框架如图1.2所示。

图1.2产品主要功能结构图

坐姿提醒器主要功能—提醒功能，通过超声波发射和接收，通过单片机程序计算出距离是否过近的原理进行工作，如果距离过近则通过蜂鸣器、闪光二种方式来提醒使用者及时调整坐姿。

MCU

超声波发送器

超声波接收器

数据存储器

时钟电路

驱动电路 发光二极管 LCD 显示 提 醒部分

测距部分

时钟定时

按 键 控 制

光线检测

报警 蜂鸣器

五，硬件设计

1.电源稳压电路设计

采用USB外接电源为单片机，传感器供电。经过实验验证系统工作时，单片机、传感器的工作电压稳定能够满足系统的要求，而且电池充换电方便。

2.主控制器模块

采用STC89C52单片机作为整个系统的核心，系统采用STC89C52单片机作为多功能视力保护器的核心控制单元，充分分析我们的系统，其关键在于实现系统的自动报警与提醒，处理超声波测得的信号，以及处理光照强度信息，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。这样一来，单片机就可以充分发挥其资源、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。STC89C52单片机具有功能强大的位操作指令，I/O口均可按位寻址，程序空间多达8K，对于本设计也绰绰有余，更可贵的是STC89C52单片机价格非常低廉。

3.光照强度检测模块

采用光敏电阻。光敏电阻的工作原理是当有光线照射时，电阻内原本处于稳定状态的电子受到激发，成为自由电子，所以光线越强，产生的自由电子也就越多，电阻就会越小。光敏电阻的优点有内部的光电效应和电极无关（光电二极管才有关），即可以使用直流电源。灵敏度和半导体材料、以及入射光的波长有关，价格低廉，性价比高。

4.报警提示模块

采用蜂鸣器报警。蜂鸣器，体积小，重量轻，装配简单，使用方便。价格实惠，对推动视力保护器的普及有很好的优势。能够较好的满足系统的要求，因此我们选择了此方案。

5. 坐姿检测模块

采用超声波传感器检测。通过测量人脸与桌面的距离来确定坐姿。当距离小于30CM时就提醒。超声波体积小，重量轻，使用方便。价格实惠，对推动视力保护器的普及有很好的优势。能够较好的满足系

统的要求，因此我们选择了此方案。

6.显示模块

用LCD1602液晶进行显示。LCD1602由于其显示清晰，显示内容丰富、清晰，显示信息量大，使用方便，显示快速而得到了广泛的应用。单对于此系统我们需要显示丰富的内容，人机界面需要友好，因此我们选择了此方案。

六，使用说明

从左边第一个起，减键（开始学习键）、加键（学习暂停键）、设置键。

补充

本产品还正在研发阶段，暂时只能监控光线强度和距离远近。