物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在視力保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用55

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在視力保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用摘要：根據(jù)歷次進(jìn)行的全國中小學(xué)生體質(zhì)調(diào)查的結(jié)果顯示，中小學(xué)生近視眼比率一直上升。近視會給學(xué)生的生活和學(xué)習(xí)帶來很多不方便，而且會嚴(yán)重影響他們自信心和將來的職業(yè)選擇，這已經(jīng)成為非常嚴(yán)重社會問題。所以，對于中小學(xué)生近視的預(yù)防和培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣變得尤為重要。研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在視力保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用，就顯得十分重要且意義重大。本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的視力保護(hù)器。首先，分析中小學(xué)生如何進(jìn)行視力保護(hù)，在此基礎(chǔ)之上提出設(shè)計需求，然后據(jù)此選定系統(tǒng)需要的主要模塊，進(jìn)行電路設(shè)計，完成系統(tǒng)電路圖的繪制。在硬件上采用了單片機作為電路的核心，并在核心硬件上再加上以超聲波模塊為主體的距離報警電路、由光敏電阻和ADC0832芯片組成的光線強度報警電路及報警電路。在軟件上，使用C語言編程產(chǎn)生脈沖的方法實現(xiàn)對硬件的調(diào)用。通過軟件和硬件的結(jié)合使系統(tǒng)在坐姿調(diào)整，光線條件，學(xué)習(xí)時間長短三個方面對學(xué)生的視力進(jìn)行有效的保護(hù)，同時促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣。關(guān)鍵詞：單片機；定時器；超聲波；視力保護(hù)；ADC0832TheInternetofthingstechnologyintheapplicationinthefieldofvisionprotectionAbstract:accordingtoallpreviousnationalprimaryandmiddleschoolstudentsphysicalinvestigation,accordingtotheresultsofprimaryandmiddleschoolstudentsmyopiaratehasbeenrising.Myopiawillbringstudents'lifeandlearningalotofinconvenience,andwillseverelyaffecttheirself-confidenceandcareeroptionsinthefuture,thishasbecomeaveryserioussocialproblem.So,forprimaryandmiddleschoolstudentsmyopiapreventionandraisesthestudentgoodstudyhabitsbecomeparticularlyimportant.ResearchontheInternetofthingstechnologyappliedinthefieldofvisionprotection,itisveryimportantandsignificant.Inthispaper,eyeprotectionbasedontheInternetofThings.Firstly,howstudentseyesightprotection,designrequirementsputforwardonthisbasis,andaccordinglythemainmoduleofthesystemneedtoselect,circuitdesign,completerenderingsystemcircuitdiagram.Hardwareusesasinglechipasthecoreofthecircuit,andatthecoreofthehardwaremodulecoupledtotheultrasonicdistanceasthemainalarmcircuit,thelightintensityofthealarmcircuitandalarmcircuitbythephotosensitiveresistorandADC0832chipcomponent.Insoftware,usingtheCprogramminglanguagegeneratesapulse-implementedmethodcallstothehardware.Throughacombinationofsoftwareandhardwaretomakethesystempostureadjustment,lightingconditions,thedurationofstudythreeaspectsofthestudent'svisionforeffectiveprotection,whilepromotingstudentstodevelopproperstudyhabits.Keywords:SCM；timer；ultrasonic；ADC0832；preservationofeyesigh0引言物聯(lián)網(wǎng)在中國早在1999年就提出來了。當(dāng)時它被叫做傳感網(wǎng)。其定義是通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念?！拔锫?lián)網(wǎng)概念”是在“互聯(lián)網(wǎng)概念”的基礎(chǔ)上，將其用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。2009年8月,溫家寶總理在無錫考察時提出“感知中國”的概念，在此之后全中國掀起了一股物聯(lián)網(wǎng)的熱潮，到現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)用在了我國物流、交通、食品安全、醫(yī)療、安全防范、安全監(jiān)管等各個方面。本文重點介紹物聯(lián)網(wǎng)在視力保護(hù)方面上的應(yīng)用，分析目前視力保護(hù)器的發(fā)展?fàn)顩r,列出一些發(fā)展的建議。1研究物聯(lián)網(wǎng)在視力保護(hù)領(lǐng)域的背景與意義隨著社會競爭越來越大，中小學(xué)生所面臨的學(xué)習(xí)壓力越來越大，這不僅給現(xiàn)在的學(xué)生帶來了壓力還有身體的損傷，也導(dǎo)致學(xué)生的近視率越來越高，到現(xiàn)在學(xué)生近視已經(jīng)成為了一個社會問題，近視學(xué)生的年齡也越來越低。防治兒童近視研究所某項目調(diào)查的結(jié)果表明我國的中小學(xué)生近視率逐年增高，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了50％以上,在全國總?cè)丝谥杏薪?億人是近視患者。近視不僅給學(xué)生帶來生活和學(xué)習(xí)的不方便，而且造成他們心理上的不自信和未來職業(yè)選擇上的一系列限制，厚厚的眼鏡片也會讓他們在未來生活中的競爭力下降。在現(xiàn)實生活中用人單位對許多職業(yè)都有有明確的視力要求，而且如果近視之后是很難恢復(fù)到原有視力的，這會一定程度上阻礙孩子將來的職業(yè)的選擇和未來的職業(yè)發(fā)展。近視不但發(fā)生率高而且它的治愈率低，難度大，沒有辦法徹底治愈。目前的激光切除手術(shù)可以恢復(fù)視力但是也損害了身體并且如果保養(yǎng)不好會更容易重新近視。直到現(xiàn)在，眼鏡依舊是人們維系清晰目光的主要手段。如果不改變孩子的不良習(xí)慣，孩子很可能要與眼鏡相伴一生，不僅在形象上和生活上帶來不便，對未來的擇業(yè)也會有影響。在治療難度大的現(xiàn)實情況下，就必然要需要采用物理預(yù)防的方式來避免近視的發(fā)生，通過合適的讀寫環(huán)境和科學(xué)防范方式來避免近視發(fā)生，使用物理預(yù)防不采用藥物的方式來避免因為不合正確的讀寫坐姿給學(xué)生帶來身體上的傷害。在一些列的調(diào)查結(jié)果中顯示讀寫姿勢不正確和學(xué)習(xí)環(huán)境的不適合是造成學(xué)生近視的最主要原因。學(xué)生們讀書寫字的時候坐姿不正確，眼睛離書本的距離太近，甚至還有許多學(xué)生喜歡在桌子上趴著寫作業(yè)，還聽不進(jìn)去老師的督促和家長的勸說，嫌棄他們的嘮叨，很難扭轉(zhuǎn)習(xí)慣。對于學(xué)習(xí)的標(biāo)準(zhǔn)姿勢，國家教委早就明確說明，學(xué)生在閱讀和寫作的時候，應(yīng)該在合適的周圍環(huán)境亮度下，在坐姿上要求眼睛距離書本要有一尺的距離，身體距離書桌要有一拳的寬度?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)壓力大，學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，使用保護(hù)視力的裝置對于學(xué)生的視力將起到更多的保護(hù)。為了孩子的健康，讓孩子養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，避免視力和其他駝背病癥的發(fā)生，專門設(shè)計一款用于中小學(xué)生的視力保護(hù)器是非常有必要的。從預(yù)防醫(yī)學(xué)來看，現(xiàn)在不僅僅應(yīng)該從治療的觀點上去看，而應(yīng)該從根本上來預(yù)防病癥的發(fā)生。2視力保護(hù)器現(xiàn)狀現(xiàn)在國內(nèi)外市場已經(jīng)有多種類型的視力保護(hù)器。在國內(nèi)生產(chǎn)的視力保護(hù)器分為兩種，一種是只采用物理的方式在使用時以阻礙的方式進(jìn)行坐姿的強行矯正，雖然能夠?qū)ψ诉M(jìn)行有效的歸正，但是用戶感受太差，束縛感較強；另一種采用電子方式來提醒，但功能特點比較單一，不能全方位進(jìn)行視力的有效保護(hù)。國外也致力于對保護(hù)視力的研究，但是他們更側(cè)重于對近視原因的研究。美國德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心何于光博士表示，吃魚和新鮮蔬菜能夠保護(hù)視力，降低發(fā)生近視的概率。他們認(rèn)為通過合理的飲食營養(yǎng)搭配，以及正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對視力的保護(hù)能起到事半功倍的作用。研究證明，市場上真正的多功能視力保護(hù)器幾乎沒有?，F(xiàn)有的產(chǎn)品只是側(cè)重視力保護(hù)的一方面，功能比較單一，不能從多個角度保護(hù)使用者的視力。由于現(xiàn)在國內(nèi)外大量的市場需求，視力保護(hù)器的起步才剛剛開始，存在很大的發(fā)展空間，相信未來視力保護(hù)器一定會得到巨大的發(fā)展，為廣大的中小學(xué)生的視力保護(hù)做出根本的保障。3視力保護(hù)器的設(shè)計與實現(xiàn)設(shè)計的視力保護(hù)器以單片機為核心，結(jié)合電子和物理方面的知識，利用測距傳感器，時鐘電路，LCD顯器，發(fā)光二極管組成的外部電路，再結(jié)合適當(dāng)?shù)能浖Ｒ暳ΡＷo(hù)器的主要服務(wù)對象是中小學(xué)生，具有坐姿提醒，光強提醒和定時提醒的功能，具有高靈敏度低成本方便攜帶的優(yōu)點，并且適應(yīng)多種環(huán)境。本人設(shè)計的方案基于單片機系統(tǒng)開發(fā)板，實現(xiàn)測距離測量功能，通過距離的實時變化來提醒坐姿的矯正，進(jìn)行周圍光線的測量，以及就學(xué)習(xí)時間的控制提醒，通過這一系列的技術(shù)與硬件的結(jié)合實現(xiàn)視力保護(hù)的作用。3.1視力保護(hù)器的特點與功能概述現(xiàn)在視力保護(hù)器才剛剛開始起步，本人預(yù)期設(shè)計的視力保護(hù)器有多方面的功能。設(shè)計的視力保護(hù)器以單片機為核心，結(jié)合電子和物理方面的知識，利用測距傳感器，時鐘電路，LCD顯器，發(fā)光二極管組成的外部電路，再結(jié)合適當(dāng)?shù)能浖M(jìn)行開發(fā)。視力保護(hù)器的主要服務(wù)對象是中小學(xué)生，具有坐姿提醒，光強提醒和定時提醒的功能，具有高靈敏度低成本方便攜帶的優(yōu)點，并且適應(yīng)多種環(huán)境。實現(xiàn)坐姿提醒功能，需要首先實現(xiàn)測距離測量功能，通過距離的實時變化來提醒坐姿的矯正；進(jìn)行周圍光線的測量，實現(xiàn)光強提醒的功能；還要實現(xiàn)計時功能以便能夠?qū)W(xué)習(xí)時間進(jìn)行控制，通過這一系列的技術(shù)與硬件的結(jié)合實現(xiàn)視力保護(hù)的作用。3.2視力保護(hù)器的具體研究系統(tǒng)采用STC89C52單片機作為視力保護(hù)器的核心控制單元。光線檢測功能是利用光敏電阻采集光線信號，通過AD采集光線信號的強弱，把光線強度等級化，通過設(shè)定報警等級來確定光照不足時報警。坐姿提醒部分利用超聲波測距傳感器測出人臉部與桌面的距離，當(dāng)小于設(shè)定值時發(fā)出報警聲提醒。學(xué)習(xí)時間控制計時部分通過單片機內(nèi)部定時器計時，當(dāng)使用達(dá)到預(yù)先的設(shè)定值時會提醒使用者注意休息。系統(tǒng)采用的提示電路由蜂鳴器與二極管組成。(1)主控制器模塊系統(tǒng)采用STC89C52單片機作為多功能視力保護(hù)器的核心控制單元，充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實現(xiàn)系統(tǒng)的自動報警與提醒，處理超聲波測得的信號，以及處理光照強度信息。單片機擁有控制簡單、方便、快捷的優(yōu)勢。在系統(tǒng)中，單片機可以充分發(fā)揮其資源、有較為強大的控制功能及可位尋址操作功能、價格低廉等優(yōu)點。并且STC89C52單片機具有功能強大的位操作指令，I/O口均可按位尋址，程序空間多達(dá)8K，對于本設(shè)計也綽綽有余，更可貴的是STC89C52單片機價格非常低廉,因此選用STC89C52。(2)光照強度檢測模塊采用光敏電阻。光敏電阻的工作原理是當(dāng)有光線照射時，電阻內(nèi)原本處于穩(wěn)定狀態(tài)的電子受到激發(fā)，成為自由電子，所以光線越強，產(chǎn)生的自由電子也就越多，電阻就會越小。光敏電阻的優(yōu)點有內(nèi)部的光電效應(yīng)和電極無關(guān)(光電二極管才有關(guān))，即可以使用直流電源，靈敏度和半導(dǎo)體材料、以及入射光的波長有關(guān)，價格低廉，性價比高。(3)坐姿檢測模塊采用超聲波傳感器檢測。通過測量人臉與桌面的距離來確定坐姿。當(dāng)距離小于設(shè)定值時就提醒。超聲波體積小，重量輕，使用方便。價格實惠，對推動視力保護(hù)器的普及有很好的優(yōu)勢，能夠較好的滿足系統(tǒng)的要求。(4)顯示模塊用LCD1602液晶進(jìn)行顯示。LCD1602由于其顯示清晰，顯示內(nèi)容豐富、清晰，顯示信息量大，使用方便，顯示快速而得到了廣泛的應(yīng)用。單對于此系統(tǒng)我們需要顯示豐富的內(nèi)容，人機界面需要友好。4結(jié)果預(yù)期系統(tǒng)在經(jīng)過硬件的制作和軟件的編程之后，可以很好地結(jié)合在一起，系統(tǒng)能夠正常的工作，可以在坐姿，周圍光線以及學(xué)習(xí)時間控制三個方面對使用進(jìn)行有效的視力保護(hù)。系統(tǒng)預(yù)期具備以下功能：(1)當(dāng)使用者臉部與桌面之間的距離小于設(shè)定值時,電路將發(fā)出聲音提示；(2)當(dāng)讀寫環(huán)境光線照度不足時,電路將發(fā)出聲音提示(不足的確定，已設(shè)定值為標(biāo)準(zhǔn))；(3)當(dāng)使用時間達(dá)到設(shè)定時間時,電路自動發(fā)出聲音提示,提醒使用者注意休息；(4)距離，光線，時間設(shè)定，均可以在設(shè)定界面進(jìn)行更改，并保存在處理器內(nèi)部；(5)使用界面的合理性，便于使用，按鍵不同功能的合理劃分，使用要更人性化；(6)電路可靠，系統(tǒng)響應(yīng)靈敏，提醒及時，用戶體驗良好。5結(jié)束語在整理這篇文檔的過程中我學(xué)到了很多知識。因為以前我