基于單片機(jī)的智能臺(tái)燈開(kāi)題報(bào)告

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目名稱：基于單片機(jī)的LED智能補(bǔ)光臺(tái)燈設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院：智能制造學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：職稱：2019年12月25日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告一、選題依據(jù)臺(tái)燈已是千家萬(wàn)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(fèi)。在目前全球資源明顯匱乏的大局勢(shì)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(zhǎng)明燈”的情況出現(xiàn)。而普通的臺(tái)燈不具有人走燈滅的智能，只能是人為的去開(kāi)關(guān)，當(dāng)人走開(kāi)做別的事情時(shí)，有時(shí)就會(huì)忘記去關(guān)掉臺(tái)燈。在這里就需要有一種智能系統(tǒng)來(lái)控制臺(tái)燈的開(kāi)關(guān)。根據(jù)光線亮度來(lái)控制電燈的亮滅，這樣既省去了人們開(kāi)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(shí)現(xiàn)臺(tái)燈的智能化具有重大意義。另外一個(gè)情況是現(xiàn)在中國(guó)約30%的人有不同程度的視力問(wèn)題，其中近視是主要問(wèn)題，近年來(lái)，我國(guó)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(shū)的光線不在正常范圍時(shí)，學(xué)習(xí)時(shí)的坐姿不正確等。因此為了節(jié)約能源、保護(hù)視力、預(yù)防脊椎變形，使臺(tái)燈更加智能化、人性化，提出一種基于單片機(jī)的智能補(bǔ)光臺(tái)燈的設(shè)計(jì)。1.國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀近幾年我國(guó)臺(tái)燈行業(yè)發(fā)展速度較快,受益于臺(tái)燈行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高以及下游需求市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，臺(tái)燈行業(yè)在國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)上發(fā)展形勢(shì)都十分看好。進(jìn)入2019年以來(lái)，我國(guó)臺(tái)燈行業(yè)面臨全新的發(fā)展趨勢(shì)，由于新興產(chǎn)業(yè)的不斷增多，上游原材料的價(jià)格持續(xù)暴漲，導(dǎo)致行業(yè)的利潤(rùn)下降，因此我國(guó)臺(tái)燈行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。臺(tái)燈照明技術(shù)革新后，一旦安全、經(jīng)濟(jì)、高效能的智能臺(tái)燈照明產(chǎn)品投入市場(chǎng)，一批新公司將立即參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),該行業(yè)的競(jìng)技場(chǎng)將重新被定義。2.國(guó)外現(xiàn)狀隨著時(shí)代的發(fā)展進(jìn)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(jì)資料顯示，國(guó)外市場(chǎng)對(duì)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(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。目前的國(guó)外市場(chǎng)上，智能照明有著良好發(fā)展勢(shì)頭。不論是都市夜景照明、城市道路照明，還是體育場(chǎng)館功能性照明等，在設(shè)計(jì)上都已采用優(yōu)異的智能照明控制，但是相對(duì)以上而言，室內(nèi)功能照明市場(chǎng)也有很大的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著智能系統(tǒng)的進(jìn)一步完善,相信基于單片機(jī)控制的智能化臺(tái)燈產(chǎn)品會(huì)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(shì)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(huì)更多地出現(xiàn)，而單片機(jī)和智能理論的結(jié)合，將來(lái)不但會(huì)更多地改進(jìn)現(xiàn)行家用電器，而且將會(huì)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(tái)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(tái)燈還是臺(tái)燈市場(chǎng)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(tái)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(tái)燈有許多普通按鍵臺(tái)燈所無(wú)法比及的優(yōu)勢(shì)，智能化臺(tái)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(tái)燈將會(huì)逐步占據(jù)臺(tái)燈市場(chǎng)成為主流。4.應(yīng)用價(jià)值本設(shè)計(jì)是集機(jī)電、光學(xué)、控制理論為一體的，體現(xiàn)了自動(dòng)化專業(yè)與多學(xué)科相結(jié)合，相互滲透的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)的智能臺(tái)燈充分的體現(xiàn)了節(jié)能的特點(diǎn)，并且足夠智能化，可以保護(hù)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(tái)燈是值得研究和實(shí)際運(yùn)用的。本智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)的研究成功，對(duì)創(chuàng)建能源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會(huì)具有較大的意義，也有較好的市場(chǎng)發(fā)展前景。二、研究?jī)?nèi)容1．主要研究?jī)?nèi)容、目標(biāo)及擬解決的關(guān)鍵設(shè)計(jì)（1）研究?jī)?nèi)容：=1\*GB3①硬件設(shè)計(jì)：根據(jù)智能臺(tái)燈的發(fā)展趨勢(shì)，研究智能臺(tái)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(jī)控制電路、紅外檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、定時(shí)電路等工作電路，最終完成智能臺(tái)燈的硬件部分的設(shè)計(jì)。=2\*GB3②軟件設(shè)計(jì)：在完成硬件的基礎(chǔ)上，對(duì)智能臺(tái)燈系統(tǒng)各個(gè)部分進(jìn)行軟件方面的研究，開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的智能臺(tái)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(shí)，且有人在附近時(shí)，臺(tái)燈便會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮；當(dāng)學(xué)習(xí)時(shí)由于靠桌面太近，造成坐姿不正，系統(tǒng)就會(huì)提示，以糾正坐姿，防止近視；當(dāng)無(wú)人在時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)使臺(tái)燈自動(dòng)熄滅，以達(dá)到節(jié)省能源的目的；學(xué)習(xí)時(shí)可以設(shè)置學(xué)習(xí)時(shí)間，計(jì)時(shí)結(jié)束后蜂鳴器報(bào)警。（3）擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題①熱釋電紅外傳感器對(duì)人體紅外信號(hào)的采集及處理；②光電傳感器對(duì)周?chē)h(huán)境亮度的檢測(cè)及自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2．?dāng)M采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)施方案及可行性分析（1）擬采取的研究方法：①通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)書(shū)籍學(xué)習(xí)單片機(jī)原理及自動(dòng)控制等方面的有關(guān)知識(shí)，學(xué)會(huì)C編程語(yǔ)言。②與指導(dǎo)老師討論研究，上網(wǎng)查詢智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，并做出屬于自己的智能臺(tái)燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。（2）技術(shù)路線：查閱相關(guān)文獻(xiàn)確定研究方向查閱相關(guān)文獻(xiàn)確定研究方向完成硬件電路設(shè)計(jì)及元器件的選型。熟悉軟件，完成軟件程序設(shè)計(jì)。Proteus仿真調(diào)試進(jìn)行實(shí)物設(shè)計(jì)與制作。（3）實(shí)施方案：智能補(bǔ)光臺(tái)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(bào)警部分、數(shù)碼管顯示部分。整體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。熱釋紅外傳感器熱釋紅外傳感器紅外測(cè)距傳感器光敏電阻最小電路單片機(jī)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(jì)框圖①傳感器部分：熱釋電傳感器、紅外測(cè)距傳感器、光敏電阻,進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的接收。②以89C51組成的中央處理單元：處理信號(hào)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(bào)警部分：用于學(xué)習(xí)時(shí)間到達(dá)報(bào)警和坐姿矯正報(bào)警。⑤數(shù)碼管顯示部分：用于顯示學(xué)習(xí)時(shí)間的倒計(jì)時(shí)。（4）可行性分析：此之前國(guó)內(nèi)外研究智能補(bǔ)光臺(tái)燈系統(tǒng)已經(jīng)有一段的時(shí)間并且取得了相應(yīng)的成果，因此基于單片機(jī)的智能補(bǔ)光臺(tái)燈系統(tǒng)具有很大的現(xiàn)實(shí)可行性。我在學(xué)校單片機(jī)原理及控制技術(shù)、C語(yǔ)言、電力電子技術(shù)等專業(yè)課的課程設(shè)計(jì)中，積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成奠定了較好的基礎(chǔ)。三、研究計(jì)劃及進(jìn)度安排起止時(shí)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(xiàn)、廣泛調(diào)研后，確定本設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)方案與結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)學(xué)習(xí)單片機(jī)及其他元器件配套使用的相關(guān)知識(shí)，完成硬件電路的設(shè)計(jì)；編寫(xiě)出智能臺(tái)燈系統(tǒng)的程序代碼，完成軟件設(shè)計(jì)，寫(xiě)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(zhǔn)備答辯PPT；進(jìn)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(jì)方案；熟悉相關(guān)知識(shí)，完成硬件電路設(shè)計(jì)；初步完成論文初稿，順利通過(guò)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(zhǔn)備答辯；順利通過(guò)答辯。四、主要參考文獻(xiàn)[1]遲楠,盧星宇,王燦,周盈君.基于LED的高速可見(jiàn)光通信[J].中國(guó)激光,2017,44(03):7-18.[2]魏熾旭,林泉康.基于51單片機(jī)的智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)[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(jī)的智能聲控自動(dòng)化臺(tái)燈[J].智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用,2018,8(06):199-202.[4]陳帥華.智能視力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].智能機(jī)器人,2018(10):51-54.[5]趙暉.基于單片機(jī)的多功能視力保護(hù)器設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2018(22):239.[6]鮑宜帆.一種智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)[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(tái)燈設(shè)計(jì)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2018,8(07):98-101.[8]萬(wàn)飛.模擬路燈控制系統(tǒng)[J].照明工程學(xué)報(bào),2018,24(05):125-130.[9]吳偉貞.汽車(chē)遠(yuǎn)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(shì)探析[J].燈與照明,2017,40(02):1-4.[11]劉岳,于寶琦.基于單片機(jī)的幼兒智能臺(tái)燈的設(shè)計(jì)[J].遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào),2018,20(05):11-13.[12]沙灝.基于單片機(jī)和WiFi技術(shù)的智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)[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