引 言

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對中小學(xué)生知識學(xué)習(xí)量逐步增加的同時，在城市中奮斗的有志青年的工作壓力也逐漸加大。由于這些人群日常連續(xù)長時間的學(xué)習(xí)與工作以上人群用眼健康不良的狀況較嚴(yán)重，應(yīng)引起足夠的關(guān)注與重視。對于夜晚還在刻苦學(xué)習(xí)的學(xué)生和努力加班的工作人員，一種有效、智能的防近視臺燈十分必要

1 傳統(tǒng)臺燈與防近視智能臺燈的現(xiàn)狀

目前，市場上出售的傳統(tǒng)臺燈大多為手動式，只能實(shí)現(xiàn)單一的照明功能，不具備智能護(hù)眼和語音提示的防近視功能智能臺燈和傳統(tǒng)燈具雖都可用來照明，但智能臺燈基于智能化它能根據(jù)人們的需要自動調(diào)節(jié)，通過特定的應(yīng)用程序，還可不斷擴(kuò)展功能

2 智能臺燈控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

本文設(shè)計的智能防近視臺燈的核心功能是根據(jù)與桌面距離遠(yuǎn)近的不同，燈光亮度隨之變化，距離越近燈光越暗，此原理可幫助使用者糾正坐姿。當(dāng)臺燈感應(yīng)到使用者靠近時會自動開啟燈光，無人時臺燈自動熄滅，達(dá)到人來燈亮，人走燈滅的效果，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。智能臺燈功能設(shè)計如圖 1 所示

2 產(chǎn)品系統(tǒng)功能設(shè)計

基于當(dāng)前近視學(xué)生人數(shù)不斷上升，結(jié)合其近視的原因本文設(shè)計了一款智能防近視臺燈，具備以下功能

自動調(diào)節(jié)亮度。當(dāng)使用者離桌面小于 40cm大于10 cm 時，燈光逐漸變暗 ；當(dāng)離桌面距離小于10 cm 時，燈光自動熄滅，并通過蜂鳴器模塊提醒糾正坐姿，直到坐姿完全正確燈光恢復(fù)正常亮度

定時功能。定時模塊來提醒用戶，當(dāng)持續(xù)用眼一小時則開啟學(xué)習(xí)時間提醒功能，播放提示語音

語音提醒功能。通過探測距離來檢測使用者的坐姿當(dāng)坐姿不正確時自動啟用語音播報提醒進(jìn)行糾正，達(dá)到保護(hù)使用者視力的目的

2.2 電路設(shè)計

防近視智能臺燈的核心部分主要以單片機(jī)為中央處理單元，處理信號并發(fā)出控制命令 ；紅外傳感器電路，定時控制電路，電源控制電路組成了防近視臺燈系統(tǒng)，整體硬件設(shè)計如圖 2 所示

2.3 紅外測距模塊設(shè)計

紅外測距模塊在電路中主要是檢測使用者是否因坐姿不端而導(dǎo)致距離臺燈太近。它能自主發(fā)射和接收紅外線，由此來檢測距離。本設(shè)計選用 2Y0A21 紅外測距傳感器模塊連接到單片機(jī)中，該傳感器的可調(diào)感應(yīng)距離約為 10 ～ 80 cm，可自主調(diào)節(jié)感應(yīng)距離。

2.4 語音提醒模塊設(shè)計

為了達(dá)到更全面的防近視效果，防止青少年形成駝背，本項(xiàng)目采用了 LD3320 語音提醒模塊。此模塊與紅外測距模塊共同運(yùn)行，實(shí)時監(jiān)測使用者書寫姿勢，對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析處理后，再通過將數(shù)據(jù)發(fā)送到中央處理單元。實(shí)時監(jiān)控使用者的坐姿，若書寫姿勢不端正，對使用者語因提示達(dá)到預(yù)防近視的目的，臺燈整體工作流程如圖 3 所示。

3 結(jié) 語

以單片機(jī)為核心的智能防近視臺燈具有糾正錯誤坐姿、自動調(diào)節(jié)亮度、語音提醒用眼時間的功能，優(yōu)于傳統(tǒng)臺燈，實(shí)現(xiàn)了人工智能化控制。防近視智能臺燈為使用者營造良好的書寫環(huán)境，實(shí)時提醒使用者端正書寫姿勢，抑制人們近視率的增長，成為未來臺燈發(fā)展的方向。