基于單片機的智能臺燈開題報告

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目名稱： 基于單片機的LED智能補光臺燈設(shè)計與 »學(xué)院：智能制造學(xué)院專業(yè)： 電氣工程及其自動化學(xué)生姓名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：職 稱：2019年12月25日畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告一、選題依據(jù)臺燈已是千家萬戶的必需生活電器，經(jīng)常由于忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費。在目 前全球資源明顯匱乏的大局勢下，節(jié)約已經(jīng)成為了必須要做的事情，特別是在電力的方面，要避免“長明燈”的情況出現(xiàn)。而普通的臺燈不具有人走燈滅的智能，只能是人為的去開 關(guān)，當(dāng)人走開做別的事情時，有時就會忘記去關(guān)掉臺燈。在這里就需要有一種智能系統(tǒng)來 控制臺燈的開關(guān)。根據(jù)光線亮度來控制電燈的亮滅，這樣既省去了人

2、們開關(guān)燈的麻煩，又 可以響應(yīng)節(jié)約用電的倡導(dǎo)。所以研究實現(xiàn)臺燈的智能化具有重大意義。另外一個情況是現(xiàn) 在中國約30%的人有不同程度的視力問題，其中近視是主要問題，近年來，我國的近視率 已上升為全球第二，僅次于日本，但近視的總?cè)藬?shù)確是全球第一。引起近視的主要原因是 用眼不健康，如看書的光線不在正常范圍時，學(xué)習(xí)時的坐姿不正確等。因此為了節(jié)約能源、保護(hù)視力、預(yù)防脊椎變形，使臺燈更加智能化、人性化，提出一種基于單片機的智能補光 臺燈的設(shè)計。1 .國內(nèi)現(xiàn)狀近幾年我國臺燈行業(yè)發(fā)展速度較快，受益于臺燈行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高以及下游需求 市場不斷擴大，臺燈行業(yè)在國內(nèi)和國際市場上發(fā)展形勢都十分看好。進(jìn)入2019年以

3、來，我國臺燈行業(yè)面臨全新的發(fā)展趨勢，由于新興產(chǎn)業(yè)的不斷增多，上游原材料的價格持續(xù)暴漲，導(dǎo)致行業(yè)的利潤下降，因此我國臺燈行業(yè)的市場競爭也日趨激 烈。臺燈照明技術(shù)革新后，一旦安全、經(jīng)濟、高效能的智能臺燈照明產(chǎn)品投入市場，一批 新公司將立即參與市場競爭，該行業(yè)的競技場將重新被定義。2 .國外現(xiàn)狀隨著時代的發(fā)展進(jìn)步，人們的生活逐步走向智能化，智能化產(chǎn)品影響著人們生活的方方 面面。相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，國外市場對智能燈具產(chǎn)品的需求量逐年增加，照明智能化已成為未來的發(fā)展趨勢。目前的國外市場上， 智能照明有著良好發(fā)展勢頭。不論是都市夜景照明、城市道路照明，還是體育場館功能性照明等，在設(shè)計上都已采用優(yōu)異的智能照明

4、控制，但 是相對以上而言，室內(nèi)功能照明市場也有很大的發(fā)展?jié)摿?。隨著智能系統(tǒng)的進(jìn)一步完善，相信基于單片機控制的智能化臺燈產(chǎn)品會逐步占據(jù)人們的生活世界，為人們提供更多的便 利，其發(fā)展前景非?？捎^，更順應(yīng)了信息全球化的潮流。3 .發(fā)展趨勢隨著智能控制理論和人工智能研究的深入，各種人工智能的家用電器會更多地出現(xiàn)， 而單片機和智能理論的結(jié)合，將來不但會更多地改進(jìn)現(xiàn)行家用電器，而且將會產(chǎn)生全新的 家用電器。隨著家用電器的發(fā)展，作為家用電器當(dāng)中的小臺燈也要順應(yīng)科技的發(fā)展步伐走 向智能化。雖然按鍵式的臺燈還是臺燈市場的主體。但是，隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和人 們的需求變化，傳統(tǒng)的臺燈已經(jīng)感受到產(chǎn)品更新?lián)Q代的威脅

5、。與其他的智能化家用電器一 樣，智能化臺燈有許多普通按鍵臺燈所無法比及的優(yōu)勢，智能化臺燈一方面可以更節(jié)省電 能，有利于環(huán)保，另一方面可以糾正使用者的坐姿，預(yù)防脊椎變形和眼睛近視。因此，智 能化臺燈將會逐步占據(jù)臺燈市場成為主流。4 .應(yīng)用價值本設(shè)計是集機電、光學(xué)、控制理論為一體的，體現(xiàn)了自動化專業(yè)與多學(xué)科相結(jié)合，相 互滲透的特點。本設(shè)計的智能臺燈充分的體現(xiàn)了節(jié)能的特點，并且足夠智能化，可以保護(hù) 使用者的視力、預(yù)防脊椎變形，符合人們的正常生活需求，所以智能臺燈是值得研究和實 際運用的。本智能臺燈設(shè)計的研究成功，對創(chuàng)建能源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會具有較大的 意義，也有較好的市場發(fā)展前景。二、研究內(nèi)容1

6、 .主要研究內(nèi)容、目標(biāo)及擬解決的關(guān)鍵設(shè)計(1)研究內(nèi)容：硬件設(shè)計：根據(jù)智能臺燈的發(fā)展趨勢，研究智能臺燈的總體結(jié)構(gòu)，根據(jù)所研究系統(tǒng)的需求研究系統(tǒng)主電路、單片機控制電路、紅外檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、定時電路等工作電路，最終完成智能臺燈的硬件部分的設(shè)計。軟件設(shè)計：在完成硬件的基礎(chǔ)上，對智能臺燈系統(tǒng)各個部分進(jìn)行軟件方面的研究， 開發(fā)基于單片機的智能臺燈的主程序，和按鍵程序等。(2)研究目標(biāo)：當(dāng)房間亮度不夠時， 且有人在附近時，臺燈便會自動點亮；當(dāng)學(xué)習(xí)時由于靠桌面太近， 造成坐姿不正，系統(tǒng)就會提示，以糾正坐姿，防止近視；當(dāng)無人在時，系統(tǒng)也會使臺燈自 動熄滅，以達(dá)到節(jié)省能源的目的；學(xué)習(xí)時可以設(shè)置學(xué)習(xí)時間

7、，計時結(jié)束后蜂鳴器報警。(3)擬解決的關(guān)鍵問題熱釋電紅外傳感器對人體紅外信號的采集及處理；光電傳感器對周圍環(huán)境亮度的檢測及自動調(diào)光系統(tǒng)的設(shè)計。2 .擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實施方案及可行性分析(1)擬采取的研究方法：通過網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)書籍學(xué)習(xí)單片機原理及自動控制等方面的有關(guān)知識，學(xué)會C編程語言。與指導(dǎo)老師討論研究，上網(wǎng)查詢智能臺燈設(shè)計的相關(guān)知識，并做出屬于自己的智能 臺燈系統(tǒng)的設(shè)計方案。(2)技術(shù)路線：(3)實施方案：智能補光臺燈系統(tǒng)主要由五部分組成，分別為傳感器部分、以 89C51組成的中央處理單元、燈光控制電路部分、蜂鳴器報警部分、數(shù)碼管顯示部分。整體設(shè)計框圖如圖1所示。圖1整體設(shè)計框圖傳

8、感器部分：熱釋電傳感器、紅外測距傳感器、光敏電阻，進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的接收。以89C51組成的中央處理單元：處理信號并發(fā)出控制命令。燈光控制電路部分：根據(jù)89C51給出的命令控制燈光亮滅和亮度。蜂鳴器報警部分：用于學(xué)習(xí)時間到達(dá)報警和坐姿矯正報警。數(shù)碼管顯示部分：用于顯示學(xué)習(xí)時間的倒計時。(4)可行性分析：此之前國內(nèi)外研究智能補光臺燈系統(tǒng)已經(jīng)有一段的時間并且取得了相應(yīng)的成果，因此 基于單片機的智能補光臺燈系統(tǒng)具有很大的現(xiàn)實可行性。我在學(xué)校單片機原理及控制技術(shù)、C語言、電力電子技術(shù)等專業(yè)課的課程設(shè)計中，積累了一定的實踐經(jīng)驗，為本次畢業(yè)設(shè)計 的完成奠定了較好的基礎(chǔ)。三、研究計劃及進(jìn)度安AE起止時間主要內(nèi)容

9、預(yù)期目標(biāo)2019.12.28-2020.1.42020.3.2-2020.3.202020.3.21-2020.4.82020.4.9-2020.4.282020.4.29-2020.5.112020.5.12-2020.5.29在查閱文獻(xiàn)、廣泛調(diào)研后，確 定本設(shè)計的總體設(shè)計方案與 結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)學(xué)習(xí)單片機及其他元器件配套使用的相關(guān)知識， 完成 硬件電路的設(shè)計；編寫出智能臺燈系統(tǒng)的程序 代碼，完成軟件設(shè)計，寫出論 文初稿；完成論文終稿，完成論文重復(fù) 率的自查；將論文及相關(guān)材料匯總提交，準(zhǔn)備答辯PPT;進(jìn)行論文答辯及后續(xù)的材料 完善工作。確定研究路線，設(shè)計方案；熟悉相關(guān)知識，完成硬件電路設(shè) 計；初步

10、完成論文初稿，順利通過中 期檢查；完成論文終稿及論文重復(fù)率的自查；修改完善論文，準(zhǔn)備答辯；順利通過答辯。四、主要參考文獻(xiàn)1遲楠 盧星宇，王燦，周盈君.基于LED的高速可見光通信J.中國激光，2017,44(03):7-18.2魏熾旭 林泉康.基于51單片機的智能臺燈設(shè)計J.電子制作,2017(01):40-41.3李健釗，羅煒杰，黃瀟曼，熊明星.基于STC單片機的智能聲控自動化臺燈J.智能計算機與應(yīng)用,2018,8(06):199-202.4陳帥華.智能視力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計J.智能機器人,2018(10):51-54.5趙暉.基于單片機的多功能視力保護(hù)器設(shè)計J.電子技術(shù)與軟件工程,2018(22)

11、:239.6鮑宜帆.一種智能臺燈設(shè)計J.科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018(17):158-159.7陳炳飛，周朝霞，邱義，陳清福，肖楊凡.亮度自適應(yīng)的智能臺燈設(shè)計J.物聯(lián)網(wǎng)技 術(shù),2018,8(07):98-101.8力H.模擬路燈控制系統(tǒng)J.照明工程學(xué)報,2018,24(05):125-130.9吳偉貞.汽車遠(yuǎn)近燈光控制系統(tǒng)J.電子世界,2017(16):174.10曹小兵.家居智能照明現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探析J.燈與照明,2017,40(02):1-4.11劉岳，于寶琦.基于單片機的幼兒智能臺燈的設(shè)計J.遼寧科技學(xué)院學(xué) 報,2018,20(05):11-13.12沙激.基于單片機和 WiFi技術(shù)的智能臺燈設(shè)計J.電子商務(wù)，2018(02):56-57.13Jiabin Wang,Kim. B. Optimum design for linearityand efficiency of microwave Dohertyamplifier using a new loadmatching technique JChaos,Solitons&Fractals.U.K, 2019,40(11):75-78.14Yongzheng,Wang chensong