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1、 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

2、（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

3、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，而且使眼睛負擔(dān)過重，眼內(nèi)外肌肉長時

4、間處于緊張狀態(tài)而得不到休息，久而久之，當(dāng)看遠處時，眼睛的肌肉不能放松而呈痙攣狀態(tài)，這樣看遠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器意義重大。 二． 國內(nèi)外研究進展： 通過市場調(diào)研，根據(jù)原理將視力保護器可具體分為機械平衡式視力保護器，支架式視力保護器，電子平衡式視力保護器和測距式視力保護器。例如：1.5視力保護器，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，

5、Visomate威士美USB視力保護器，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)品不但沒有保護視力的作用，還可能產(chǎn)生反作用，1.5視力保護器，iPosture，Visomate威士美USB視力保護器，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

6、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，

7、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系統(tǒng)如果起到保護視力的作用，可以通過控制用眼距離和環(huán)境內(nèi)的光線強度來達到保護視力的目的，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

8、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

9、傳感器節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理，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．工作進度安排： 設(shè)計（論文）各階段名稱

10、起 止 日 期 1 查閱相關(guān)資料，掌握單片機的工作原理 2015.2.26~2015.3.15 2 總體方案設(shè)計，得出預(yù)期的各項功能 2015.3.16~2015.3.31 3 選擇元器件，進行硬件電路設(shè)計 2015.4.01~2015.4.25 4 軟件編程實現(xiàn)各項功能 2015.4.26~2015.5.16 5 完成畢業(yè)論文及答辯工作 2015.5.17~2015.6.10 五．主要參考文獻： [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

11、].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,2009 [4] 王選.軟件設(shè)計方法[M].北京:清華大學(xué)出版社,1992 [5] 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,2006 [6] 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,2010 [7] 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,2005 [8] 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

12、 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)負責(zé)人： 年 月 日 所在系審查意見： 系主任： 年 月 日