基于单片机的智能台灯开题报告

毕业设计（论文）开题报告题目名称：基于单片机的LED智能补光台灯设计与实现学院：智能制造学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师：职称：2019年12月25日毕业设计（论文）开题报告一、选题依据台灯已是千家万户的必需生活电器，经常由于忘记关灯而造成巨大的能源浪费。在目前全球资源明显匮乏的大局势下，节约已经成为了必须要做的事情，特别是在电力的方面，要避免“长明灯”的情况出现。而普通的台灯不具有人走灯灭的智能，只能是人为的去开关，当人走开做别的事情时，有时就会忘记去关掉台灯。在这里就需要有一种智能系统来控制台灯的开关。根据光线亮度来控制电灯的亮灭，这样既省去了人们开关灯的麻烦，又可以响应节约用电的倡导。所以研究实现台灯的智能化具有重大意义。另外一个情况是现在中国约30%的人有不同程度的视力问题，其中近视是主要问题，近年来，我国的近视率已上升为全球第二，仅次于日本，但近视的总人数确是全球第一。引起近视的主要原因是用眼不健康，如看书的光线不在正常范围时，学习时的坐姿不正确等。因此为了节约能源、保护视力、预防脊椎变形，使台灯更加智能化、人性化，提出一种基于单片机的智能补光台灯的设计。1.国内现状近几年我国台灯行业发展速度较快,受益于台灯行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大，台灯行业在国内和国际市场上发展形势都十分看好。进入2019年以来，我国台灯行业面临全新的发展趋势，由于新兴产业的不断增多，上游原材料的价格持续暴涨，导致行业的利润下降，因此我国台灯行业的市场竞争也日趋激烈。台灯照明技术革新后，一旦安全、经济、高效能的智能台灯照明产品投入市场，一批新公司将立即参与市场竞争,该行业的竞技场将重新被定义。2.国外现状随着时代的发展进步,人们的生活逐步走向智能化,智能化产品影响着人们生活的方方面面。相关统计资料显示，国外市场对智能灯具产品的需求量逐年增加,照明智能化已成为未来的发展趋势。目前的国外市场上，智能照明有着良好发展势头。不论是都市夜景照明、城市道路照明，还是体育场馆功能性照明等，在设计上都已采用优异的智能照明控制，但是相对以上而言，室内功能照明市场也有很大的发展潜力。随着智能系统的进一步完善,相信基于单片机控制的智能化台灯产品会逐步占据人们的生活世界，为人们提供更多的便利，其发展前景非常可观，更顺应了信息全球化的潮流。3.发展趋势随着智能控制理论和人工智能研究的深入，各种人工智能的家用电器会更多地出现，而单片机和智能理论的结合，将来不但会更多地改进现行家用电器，而且将会产生全新的家用电器。随着家用电器的发展，作为家用电器当中的小台灯也要顺应科技的发展步伐走向智能化。虽然按键式的台灯还是台灯市场的主体。但是，随着现代电子技术的发展和人们的需求变化，传统的台灯已经感受到产品更新换代的威胁。与其他的智能化家用电器一样，智能化台灯有许多普通按键台灯所无法比及的优势，智能化台灯一方面可以更节省电能，有利于环保，另一方面可以纠正使用者的坐姿，预防脊椎变形和眼睛近视。因此，智能化台灯将会逐步占据台灯市场成为主流。4.应用价值本设计是集机电、光学、控制理论为一体的，体现了自动化专业与多学科相结合，相互渗透的特点。本设计的智能台灯充分的体现了节能的特点，并且足够智能化，可以保护使用者的视力、预防脊椎变形，符合人们的正常生活需求，所以智能台灯是值得研究和实际运用的。本智能台灯设计的研究成功，对创建能源节约型，环境友好型社会具有较大的意义，也有较好的市场发展前景。二、研究内容1．主要研究内容、目标及拟解决的关键设计（1）研究内容：=1\*GB3①硬件设计：根据智能台灯的发展趋势，研究智能台灯的总体结构，根据所研究系统的需求研究系统主电路、单片机控制电路、红外检测电路、A/D转换电路、定时电路等工作电路，最终完成智能台灯的硬件部分的设计。=2\*GB3②软件设计：在完成硬件的基础上，对智能台灯系统各个部分进行软件方面的研究，开发基于单片机的智能台灯的主程序，和按键程序等。（2）研究目标：当房间亮度不够时，且有人在附近时，台灯便会自动点亮；当学习时由于靠桌面太近，造成坐姿不正，系统就会提示，以纠正坐姿，防止近视；当无人在时，系统也会使台灯自动熄灭，以达到节省能源的目的；学习时可以设置学习时间，计时结束后蜂鸣器报警。（3）拟解决的关键问题①热释电红外传感器对人体红外信号的采集及处理；②光电传感器对周围环境亮度的检测及自动调光系统的设计。2．拟采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析（1）拟采取的研究方法：①通过网络及相关书籍学习单片机原理及自动控制等方面的有关知识，学会C编程语言。②与指导老师讨论研究，上网查询智能台灯设计的相关知识，并做出属于自己的智能台灯系统的设计方案。（2）技术路线：查阅相关文献确定研究方向查阅相关文献确定研究方向完成硬件电路设计及元器件的选型。熟悉软件，完成软件程序设计。Proteus仿真调试进行实物设计与制作。（3）实施方案：智能补光台灯系统主要由五部分组成，分别为传感器部分、以89C51组成的中央处理单元、灯光控制电路部分、蜂鸣器报警部分、数码管显示部分。整体设计框图如图1所示。热释红外传感器热释红外传感器红外测距传感器光敏电阻最小电路单片机数码管显示部分灯光控制电路蜂鸣器提醒电路图1整体设计框图①传感器部分：热释电传感器、红外测距传感器、光敏电阻,进行数据信号的接收。②以89C51组成的中央处理单元：处理信号并发出控制命令。③灯光控制电路部分：根据89C51给出的命令控制灯光亮灭和亮度。④蜂鸣器报警部分：用于学习时间到达报警和坐姿矫正报警。⑤数码管显示部分：用于显示学习时间的倒计时。（4）可行性分析：此之前国内外研究智能补光台灯系统已经有一段的时间并且取得了相应的成果，因此基于单片机的智能补光台灯系统具有很大的现实可行性。我在学校单片机原理及控制技术、C语言、电力电子技术等专业课的课程设计中，积累了一定的实践经验，为本次毕业设计的完成奠定了较好的基础。三、研究计划及进度安排起止时间主要内容预期目标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在查阅文献、广泛调研后，确定本设计的总体设计方案与结构；系统学习单片机及其他元器件配套使用的相关知识，完成硬件电路的设计；编写出智能台灯系统的程序代码，完成软件设计，写出论文初稿；完成论文终稿，完成论文重复率的自查；将论文及相关材料汇总提交，准备答辩PPT；进行论文答辩及后续的材料完善工作。确定研究路线，设计方案；熟悉相关知识，完成硬件电路设计；初步完成论文初稿，顺利通过中期检查；完成论文终稿及论文重复率的自查；修改完善论文，准备答辩；顺利通过答辩。四、主要参考文献[1]迟楠,卢星宇,王灿,周盈君.基于LED的高速可见光通信[J].中国激光,2017,44(03):7-18.[2]魏炽旭,林泉康.基于51单片机的智能台灯设计[J].电子制作,2017(01):40-41.[3]李健钊,罗炜杰,黄潇曼,熊明星.基于STC单片机的智能声控自动化台灯[J].智能计算机与应用,2018,8(06):199-202.[4]陈帅华.智能视力保护系统设计[J].智能机器人,2018(10):51-54.[5]赵晖.基于单片机的多功能视力保护器设计[J].电子技术与软件工程,2018(22):239.[6]鲍宜帆.一种智能台灯设计[J].科学技术创新,2018(17):158-159.[7]陈炳飞,周朝霞,邱义,陈清福,肖杨凡.亮度自适应的智能台灯设计[J].物联网技术,2018,8(07):98-101.[8]万飞.模拟路灯控制系统[J].照明工程学报,2018,24(05):125-130.[9]吴伟贞.汽车远近灯光控制系统[J].电子世界,2017(16):174.[10]曹小兵.家居智能照明现状与发展趋势探析[J].灯与照明,2017,40(02):1-4.[11]刘岳,于宝琦.基于单片机的幼儿智能台灯的设计[J].辽宁科技学院学报,2018,20(05):11-13.[12]沙灏.基于单片机和WiFi技术的智能台灯设计[J].电子商务,2018(02):56-57.[13]JiabinWang,Kim.B.OptimumdesignforlinearityandefficiencyofmicrowaveDohertyamplifierusinganewloadmatchingtechnique[J]Chaos,Solitons&Fractals.U.K,2019,40(11):75-78.[14]Yongzheng,Wang