基于單片機的智能臺燈開題報告

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)計與實現(xiàn)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。進入2019年以來，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。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．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：=1\*GB3①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。=2\*GB3②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，計時結(jié)束后蜂鳴器報警。（3）擬解決的關(guān)鍵問題①熱釋電紅外傳感器對人體紅外信號的采集及處理；②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．?dāng)M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：①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。②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：查閱相關(guān)文獻確定研究方向查閱相關(guān)文獻確定研究方向完成硬件電路設(shè)計及元器件的選型。熟悉軟件，完成軟件程序設(shè)計。Proteus仿真調(diào)試進行實物設(shè)計與制作。（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。熱釋紅外傳感器熱釋紅外傳感器紅外測距傳感器光敏電阻最小電路單片機數(shù)碼管顯示部分燈光控制電路蜂鳴器提醒電路圖1整體設(shè)計框圖①傳感器部分：熱釋電傳感器、紅外測距傳感器、光敏電阻,進行數(shù)據(jù)信號的接收。②以89C51組成的中央處理單元：處理信號并發(fā)出控制命令。③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。④蜂鳴器報警部分：用于學(xué)習(xí)時間到達報警和坐姿矯正報警。⑤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、研究計劃及進度安排起止時間主要內(nèi)容預(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、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，準備答辯PPT；進行論文答辯及后續(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，準備答辯；順利通過答辯。四、主要參考文獻[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器設(shè)計[J].電子技術(shù)與軟件工程,2018(22):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]萬飛.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]沙灝.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.[13]JiabinWang,Kim.B.OptimumdesignforlinearityandefficiencyofmicrowaveDohertyamplifierusinganewloadmatchingtechnique[J]Chaos,Solitons&Fractals.U.K,2019,40(11):75-78.[14]Yongzheng,Wang