1、 山东理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告题目： 基于单片机的视力保护器设计 姓名： * 学号： * 年级： 2012 级 专业： 电子信息工程 指导教师：姓名 * 职称 讲师 学科: 电力电子与电力传动 山东理工大学教务处制2016 年 3 月 2 日一、选题依据（拟开展研究项目的研究目的、意义）21 世纪是广大中小学生学习压力最大的时期。学生近视在我国已成为一个日益严重的社会问题。国家有关部门对许多职业均有明确的视力要求，而一旦近视，花再多的钱医治也不可能恢复原有的视力。专家认为造成学生近视的最主要原因是读写姿势不正确。国家教委规定：学生在读写时，应在一定亮度下，眼睛离读物一尺。学习压力
2、如此之大，学习时间如此之多，那么，有一个保护视力的装置便显得越来越重要。目前，青少年视力低下，已成为国内外共同关心的公共卫生问题。资料显示，我国小学生视力低下率 26.96%，初中生 53.43%，高中生 72.8%，大学生77.95%。 特别是调查显示 50%以上的近视学生及家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得“ 近视与盲只差一步 ”的危害性，因而有 41.6%视力低下的学生并未采取任何矫正措施，又缺专业机构的治疗。对此我们进行了多功能视力保护器的研究设计。这个时代在给了我们太多好处的同时，也给了我们太多的悲哀，比如：如果顺其自然 90的孩子将来注定要和眼镜做一辈子“伴侣”。 近视，作为
3、一种现代通病，几乎没有办法根治它，目前的激光切除手术其实是伤害了人体的自然完整，戕害着身心的健全。于是，百年来人们沿用着“玻璃凹凸”的笨办法维系着人们对外界求索的目光。既然治疗近视这么困难，人们为什么不听听 2000 年前中国中医经典的劝谏呢？“ 是故圣人不治已病治未病” ，防患于未然正和现在的“ 预防医学 ”不谋而合。研究表明，造成近视 99的原因，源自于孩子们平时读书、写字时坐姿不标准，导致眼睛距离书本太近。大部分孩子喜欢趴在课桌上读写，并且屡教不改，很难扭转习惯，是家长一直头疼的事。 研究目的：预防因长期使用不正确的读书写字姿势而导致近视，预防中小学生养成不正确的读书写字习惯。研究意义：
4、纠正人们读写的不良姿势，习惯。避免给人们的身心带来伤害。因此，设计一款视力保护器进行防范是具有重要意义的，尤其对学生群体而言，可帮助学生矫正坐姿，改善学习环境，培养学生良好的学习习惯，保护学生视力。二、文献综述内容（在充分收集研究主题相关资料的基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献）自 1992 年全国防近视专家指导小组成立以来，防近视产品经历了一个由简单到复杂、由单一到多元、由科技含量低到科技含量高的历程。在此基础上，科学家们进行了大量艰苦的研制开发工作，推向市场的产品多达几百种，给防近视工作带来了无限的生机。国内这方面的研究现状：现在国内外已经有许多电子
5、公司都有自己公司生产的视力保护器。例如：在我国，由广东向鼎公司生产的“金太子”牌视力保护器，它能有效的对使用者的坐姿不正确进行语音提示。在新疆乌鲁木齐市旭之龙科技有限公司生产的“学生 1.5 视力保护器” 又名称坐视宝，它能对使用者的坐姿不当进行提示。还有深圳市华恒电子有限公司生产的型号为 MS-3023的坐姿矫正器，可以纠正看书、写字的不良坐姿。总体看来，国内生产的视力保护器功能特点比较单一，与人们的个性化需求尚有很大的差距，故不能很好的满足广大使用者的需求。国外研究现状：例如 iPosture,Visomate,威士美 USB 视力保护器等品牌视力保护器，虽然它们具有矫正身姿、达到预防近视
6、的功能，但是其对于产品的使用环境和适用人群也存在着局限性。研究证明，市场上真正的智能视力保护器几乎没有。现有的产品只是侧重视力保护的单一方面，功能尚不全面，不能从多个角度保护使用者的视力。基于上述视力保护器仪功能的局限性，本文提出超声波视力保护器的设计思路。超声波视力保护器包含测距、定时等功能，让青少年在无人督促的情况下，得到一种来自外界的提醒和干扰，控制眼睛与书本距离以及学习的时间，以此达到保护视力的目的。由于现在国内外大量的市场需求，并且视力保护器也只是刚刚起步，所以存在着很大的发展空间，各个国家的许多公司均在此方面展开了研究，相信未来视力保护器一定能得到巨大的发展，为广大的中小学生的的视
7、力的保护做出巨大的贡献。本次设计的研究内容是设计一个多功能视力保护器，它具有以下功能：1.当使用者头部与书桌之间的距离过近时，电路将发出声光提示；2.当使用时间达到 45 分钟时，电路自动发出声光提示，提醒使用者注意休息；能够真正帮助学生做到教委规定的：学生在读写时，在一定的时间内，眼离读物一尺。参考文献1 凌继尧. 工业设计概念的衍变J.南京艺术学院学报，2009，13(3)：4-7.2 Hermann Kaindl. Combining Requirements and Interaction Design through Usasge ScenariosM. Human-Computer
8、 Interaction INTERACT 2009. Springer Berlin / Heidelberg， 2009.12-14.3 刘姝. 苏杭. 李默. 产品设计中的人性化与设计 J. 艺术与设计，2009，11(6)： 34-35.4 胡国堂. 许超凤. 谈产品创新设计对产业结构升级的作用J. 全国贸易经济类核心期刊，2009，9(17) ：22-23.5 陈静. 浅析产品设计的人性化J.科技资讯，2009，32(1)：45-46.6 樊慧. 基于设计思维与现代技术制约下的工业产品设计J.机械管理与开发，2011，24(3)： 11-13.7 李庆江. 工业与产品设计中的艺术性J
9、. 中国新技术新产品，2009，15(10)：2-6.15 Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scaleJ.Powder and Bulk Engineering,2011，6（3）：3-7.9 张振华. 赵灿林. 绿色产品设计对生态环境的重要性J. 科技与信息，2011，55(17) ：56-57.10 阳尧端. 绿色产品设计方法及其结构设计准则J. 职教与经济研究，2010，7(1)： 28-30.11 贲东宁. 李世国. 分析工业设计之演进探信息与设计之未来J. 观察思考，2009，26(6)： 34-40.12 罗琦. 当
10、前阶段经济背景下工业设计发展探讨J. 设计艺术,2011,57(17) ：22-23.13 胡文超.陈 童，舒湘鄂，张少君. 工业设计行业现状及其人才培养方式研究J. 科技管理研究,，2012，5(3)：1-3.14Meehan Joanne,Muir Lindsey.SCM in Merseyside SMEs:Benefits and barriersJ.TQM Journal,2008，5（1）：13-14.15 陈良. 电子工程师常用的手册M.中国电力出版社,2010.164-176.三、研究方案（主要研究内容、目标，研究方法）研究内容: 鉴于单片机芯片的智能处理功能，本设计采用以单片
11、机芯片为核心的主体电路。首先是对各整体电路进行设计，并选择合适的元器件。在选择元器件时，要注意所选芯片的性价比，对于电阻、电容等常用元件要先进行参数计算后再选择。其次是设计单位电路，其中单片机芯片选用较为普遍的 51型，传感器选用超声波传感器，报警发声系统选用以 HFC5219 芯片为核心的发声硬件电路。在设计中利用 51 单片机的定时功能，利用单片机的 C 语言进行编程。电路通过按键实现自动复位。本次设计的研究内容是设计一个多功能视力保护器。系统硬件设计主要以 51 单片机为核心，功能电路主要包括传感器辅助坐直报警电路、定时报警电路以及报警发生电路等核心电路。利用单片机 C 语言。下图是本系
12、统设计的基本框架图：研究目标：完成系统的整个原理和实物的设计与制作，软件流程设计，形成完整的设计报告。研究方法：资料收集法，查阅相关资料，完成视力保护器构成和程序设计流程图；实验法，将绘制完成的电路图刻制成电路板并焊接测试；归纳总结法，将测试数据进行归纳总结，形成设计报告。STC89C51电源供电按键模块晶振电路显示模块蜂鸣器报警模块复位电路测距模块 LED 提示模块温度检测模块四、进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度）第一阶段（2015.12.1-2015.2.23）按要求查阅文献、撰写报告，打印并保存参考文献。第二阶段（2016.2.28-2015.3.14）提交开题报告。第三阶段（2016.3.15-2015.4.12）实验（设计）工作。第四阶段（2016.4.13-2015.4.27）按格式撰写论文，并依据导师意见修改。第五阶段（2016.4.28-2015.5.15）完成初稿，中期检查。第六阶段（2016.5.16-2015.5.20）修改论文、指导论文写作直到定稿。第七阶段（2016.5.21-2015.6.4）答辩，总结。五、指导教师对开题报告的评语签字： 20 年 月 日六、 专业意见专业负责人签字： 20 年 月 日七、学院意见学院（章）： 学院负责人签字： 20 年 月 日
