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该智能台灯具有根据当前光线自动调节灯光亮度的功能#xff0c;还可对用户使用台灯时处于非正常的距离和姿态时给予报警提示#xff0c;用户可以随时通过手机app查询智能台灯的报警记…

本文主要介绍了基于单片机AT89C51和Wifi技术的智能台灯的硬件和软件设计。

该智能台灯具有根据当前光线自动调节灯光亮度的功能还可对用户使用台灯时处于非正常的距离和姿态时给予报警提示用户可以随时通过手机app查询智能台灯的报警记录数据从而督促用户保护视力。

关键词

近视眼疾严重损害了个人健康成长尤其困扰着学生群体。

近视的主要原因是不健康的用眼习惯比如阅读时灯在不正常范围不正确的学习姿势或疲劳用眼。

目前市场上可用的灯调光器主要根据用户的需求选择光强度改变灯的亮度虽然节省电力但没有预防近视的功能。

保护视力、矫正坐姿已经成为了一个台灯重要的功能也是造福于大众的功能。

智能台灯可以根据光线情况调节台灯的亮度也可以在用户学习时检测用户的距离和位置并及时提醒用户保持正常距离、纠正坐姿。

随着智能手机和app的普及为了给用户有更好的使用体验和数据查询分析智能台灯还提供通过手机app查询报警记录数据的功能。

1、整体系统方案设计

1传感器和信号处理部分包括热释电红外传感器、光敏电阻和信号处理电路。

289C51单片机构成的微控制部分负责处理信号和控制蜂鸣器和灯光电路、与Wif模块的通信。

4Wifi模块89C51单片机可通过Wifi模块与手机app连接通信将保存的报警记录数据发送给手机app。

2、硬件系统设计

硬件系统主要包括AT89C51单片机、热释电红外传感器、Wif模块以及光敏电阻、信号处理电路和控制电路。

2.1

AT89C51的闪烁4k字节可擦可编程只读存储器(FPEROMFalsh可编程和可擦只读存储器)低压高性能CMOS8微处理器通常被称为微控制器。

该设备使用ATMEL高密度非易失性内存制造技术制造兼容行业标准通过mcs-51汇编语言指令集和输出插脚。

自从多用8位CPU和闪存结合在一个单一的芯片ATMEL单片机AT89C51高效AT89C2051删减版。

2.2

热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料制成探测元件。

在每个探测器内装入一个或两个探测元件并将两个探测元件以反极性串联以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。

由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号经装在探头内的场效应管放大后向外输出。

HC-SR501传感器是基于红外线技术的自动控制产品灵敏度高、可靠性强、超低功耗超低电压工作模式广泛应用于各类自动感应电器设备。

2.3

Wif是一种短程无线传输技术能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。

Wif技术的覆盖范围广、输速度非常快可以达到54mb/s(802.11N可以达到600Mb/s)符合个人和社会信息化的需求。

ESP8266是一款性价比较高的Wifi模块支持无线802.11

b/g/n

标准支持STA/AP/STAAP三种工作模式内置TCP/IP协议栈支持多路TCPClient连接支持UART/GPIO数据通信接口。

2.4

光敏电阻也被称为光管道常用的材料硫化镉的生产除了硒硫化、硫化铝、铅和硫化铋等材料。

生产材料辐照光有一个特定的波长电阻迅速降低的特点。

信号处理电路将传感器探测到的模拟信号转换为数字信号并发送给单片机。

控制电路包括蜂鸣器报警电路和灯光亮度控制电路。

3、软件系统设计

软件系统主要包括智能台灯自动调节亮度、自动发出坐姿报警以及通过手机查询报警数据的软件流程设计。

智能台灯控制灯光亮度流程

利用光敏电阻的特性单片机可以检测当前的光线亮度情况从而调整台灯灯光的亮度达到保护眼睛的效果处理流程如图2所示。

3.2

智能台灯可以在用户学习时检测用户的距离和位置并及时提醒用户离灯光不要太近、纠正坐姿直到用户纠正到完全正确。

利用热释电红外传感器单片机检测用户是否处于正常距离和位置若正常则继续检测若非正常则通过蜂鸣器报警并将报警原因和时间记录下来统计报警数据。

单片机检测及报警流程如图3所示。

3.3

随着手机的普及基于手机系统开发了app实现与智能台灯的交互。

用户可将手机wifi连接到智能台灯并打开相应app可查询近期警报统计情况从而提醒自己更好地纠正坐姿减少警报。

查询流程如图4所示。

4、结语

台灯是一般家庭的生活必需品目前国内市场台灯的设计大多只采用简单的调光电路。

本智能台灯能自动调整台灯亮度能及时提醒用户纠正坐姿防止近视。

还可以保存警报记录数据用户可通过手机app查询近期警报统计情况从而提醒自己更好地纠正坐姿减少警报。

本智能台灯经实验验证具有软硬件设计简单、成本较低、操作方便等特点具有较大的应用推广价值。