基于红外测距技术的预防近视系统设计
基于STM32单片机的智能视力保护系统设计
基于STM32单片机的智能视力保护系统设计智能科技的快速发展已经深刻地影响了我们的生活。
在电子产品日益普及的今天，人们对视力保护的需求也越来越大。
为了帮助人们有效地保护视力，本文将介绍一种基于STM32单片机的智能视力保护系统设计方案。
1. 系统概述智能视力保护系统是一种基于STM32单片机的硬件设备，旨在通过监测使用者的视力状况并采取相应的保护措施，预防视力损伤和疲劳。
它通过与一系列外部传感器和显示器相连接，实时地检测和分析使用者的眼睛状况，并根据需要调整显示器的亮度、对比度和颜色，以减少对眼睛的伤害。
2. 系统组成2.1 STM32单片机本系统采用STM32系列单片机作为核心处理器。
STM32单片机具有强大的计算和控制能力，能够高效地处理各种数据和信号，并实时进行视力状态分析和处理。
2.2 眼动追踪传感器眼动追踪传感器是本系统的重要组成部分，用于实时监测使用者的眼动情况。
传感器通过检测使用者的瞳孔移动轨迹，获取眼睛的位置信息，以及瞳孔的大小和形状等数据，从而判断使用者的视力状况和眼睛疲劳程度。
2.3 光敏传感器光敏传感器用于实时检测周围环境的光强度。
当环境的光强度过强或过弱时，系统可以根据实时采集到的数据调整显示器的亮度，以确保使用者的视觉舒适度和视力保护效果。
2.4 显示器显示器作为用户和系统的交互界面，用于呈现监测数据和调整参数。
本系统中的显示器可以根据使用者的视力状态，智能调整亮度、对比度和颜色等参数，以减少对眼睛的负担。
3. 系统工作原理3.1 数据采集与处理系统通过眼动追踪传感器实时获取使用者的眼睛位置、瞳孔大小和形状等数据，并通过光敏传感器获取环境的光强度数据。
这些数据将被传输到STM32单片机进行处理和分析。
3.2 视力状态分析基于采集到的眼睛位置和瞳孔数据，系统能够对使用者的视力进行实时分析。
通过对比用户的实际视力情况和理想视力情况的差异，系统可以判断出用户的视力健康状态和眼睛疲劳程度。
红外检测实验课程设计
红外检测实验课程设计一、教学目标本课程旨在通过红外检测实验，让学生掌握红外线的产生、特性及其在实际应用中的基本原理。
通过课程学习，学生应能理解红外线的物理本质，掌握红外检测的基本方法，并能够运用所学知识分析、解决实际问题。
在技能方面，学生应能熟练操作红外检测设备，进行红外线辐射强度的测量和数据分析。
在情感态度价值观方面，培养学生对物理实验的兴趣，提高学生科学探究的能力，使学生认识到红外线在现代科技领域的重要作用。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：首先，介绍红外线的产生、红外线的特性及其与电磁波谱的关系；其次，讲解红外检测的原理，包括红外探测器的工作原理及其性能参数；然后，通过实验操作，让学生掌握红外检测设备的正确使用方法，学会进行红外线辐射强度的测量和数据分析；最后，结合实际应用案例，使学生了解红外检测技术在各个领域的应用。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式。
首先，通过讲授法，为学生提供系统的理论知识；其次，利用讨论法，引导学生进行主动思考和问题分析；再次，通过案例分析法，使学生了解红外检测技术在实际应用中的具体做法；最后，运用实验法，让学生在动手实践中掌握红外检测的基本技能。
四、教学资源为了支持课程的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：教材《红外检测技术与应用》，为学生提供系统的理论知识；参考书《红外探测器原理与设计》，为学生深入理解红外检测技术提供帮助；多媒体资料，包括红外线产生和检测的动画演示，以及实际应用案例的视频介绍，丰富学生的学习体验；实验设备，包括红外检测仪、光源、探测器等，为学生提供动手实践的机会。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化评价方式，全面客观地评价学生的学习成果。
评估主要包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评价学生的学习态度和课堂表现。
2.作业：布置适量的作业，让学生巩固所学知识，通过批改作业了解学生的掌握程度。
红外测距系统设计(光电系统设计)
word本科生课程论文论文题目红外光电测距系统设计课程名称光电系统设计学生某某谷幸东、郭晓龙、何志毅、胡健辉学号201211911309、10、11、12所在学院理学院所在班级电科1123班指导教师汤照目录第一章绪论11.1 红外线概述11.2 红外传感器的分类11.3 红外传感器的应用21.4 AT89C52单片机概述31.5 MCP3001简介6第二章红外测距的工作原理与基本结构82.1 红外测距传感器简介82.2 红外线测距的工作原理82.4红外测距传感器接线102.5 红外测距系统的基本结构10第三章红外测距的硬件设计113.1 红外测距的实现构想113.2 系统硬件结构电路图123.3 各硬件电路设计123.3.1 复位电路123.3.2 时钟电路133.3.3 A/D转换电路143.3.4 LCD显示电路14第四章红外测距的软件设计154.1 系统软件结构框图154.2 软件程序设计164.3 源代码16第五章仿真测试215.1系统的软件的调试仿真21第六章 PCB图及元器件清单226.1 PCB图236.2 元器件清单23第七章课程设计任务分工及个人心得体会247.1任务分工247.2 设计心得体会24第一章绪论1.1 红外线概述红外辐射俗称红外线，又称红外光，它是一种人眼看不见的光线。
但实际上它和其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。
任何物体，只要它的湿度高于绝对零度，就有红外线向周围空间辐射。
它的波长介于可见光和微波之间。
红外辐射的物理本质是热辐射。
物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强。
研究发现，太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且最大的热效应出现在红外辐射的频率X围内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或热射线。
目前红外发射器件（红外发光二极管）发出的是峰值波长0.88uM~0.94uM之间的近红外光，红外接收器件（光敏二极管、光敏三极管）的受光峰值波长为0.88uM~0.94uM之间，恰好与红外发光二极管的光峰值波长相匹配。
219388451_智能传感器下的防近视眼镜设计
第８期２０２３年４月无线互联科技ＷｉｒｅｌｅｓｓＩｎｔｅｒｎｅｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ ８Ａｐｒｉｌ，２０２３基金项目：安徽三联学院２０２１年省级大学生创新创业训练计划项目；项目名称：智能传感器下的防近视眼镜；项目编号：Ｓ２０２１１０９５９０６８㊂作者简介：车梦强（１９９９ ），男，安徽亳州人，本科生；研究方向：电气工程，自动化㊂智能传感器下的防近视眼镜设计车梦强，袁伟辰，陈昆利，张佳慧（安徽三联学院，安徽合肥２３００００）摘要：在日常生活中，导致人们近视最主要的原因为错误用眼和长期近距离用眼等行为㊂这些错误的用眼方式在生活中很常见㊂文章设计的这款基于传感器的智能防近视眼镜能有效缓解因不良用眼习惯而导致的近视度数的增加，预防近视㊂该装置以使用者佩戴的普通眼镜为载体，眼镜框中内置智能传感器㊁微型振子㊁ＬＥＤ发光二极管㊁电路检测模块等相关元器件㊂当与学习设备距离过近或处于较暗环境下时，设备会发出报警以提醒使用者㊂关键词：防近视；传感器；单片机；智能控制中图分类号：ＴＰ２１２ ６㊀㊀文献标志码：Ａ０㊀引言㊀㊀现今，眼睛近视的人很多，大部分原因是在生活和学习中没有保持良好的用眼习惯，如做作业低头没有保持适当的距离㊁在黑夜里玩手机等㊂许多人认为孩子近视与长时间看电子屏有很大的关系，如电视㊁电脑㊁手机㊁ｉＰａｄ等，尤其是在疫情期间学生们普遍进行线上上课，使用电子产品的时间和次数增加，加上缺乏户外运动㊁学习压力大等因素，导致视力不良等现象多发㊂本文设计的智能防近视眼镜产品可以有效预防近视度数的增加㊂１㊀设计思路㊀㊀本设计是在近视眼镜框中内置智能传感器等器件㊂智能传感器分为距离传感器和光度传感器，距离传感器可以有效感知在使用者面前有限距离内出现的物体，再做出反应使微型振子和ＬＥＤ灯进行动作㊂本设计首先经过电路中的传感器部件感知使用者的用眼姿势㊂在使用者读书姿势或者写字姿势不正确（＜２５ｃｍ）时，将传感器采集到的模拟量转化为电信信号后，再通过单片机进行控制提醒元器件发出闪光灯和振动，这样可以提醒使用者保持正确的学习用眼姿势，防止近视进一步加深，提高预防效果㊂其次，光度传感器不仅可以感知使用者在使用状态时面前光亮度的变化以及时长，还可以检测用户是否长时间使用手机或者处于黑暗中看手机，这种情况设备也会发出相应报警㊂在国家节能环保发展的理念下，本产品能有效控制防近视眼镜系统的使用功耗，使用电容触控传感器来进行系统的开关，更方便用户的使用以及系统功耗的降低，是符合当代社会节能环保发展理念的一款产品㊂２㊀系统结构功能设计㊀㊀传感器下的智能防近视眼镜主要是通过搭建基本电路以及在电路上安装各种传感器来进行数据采集㊂本系统通过５１单片机控制设备来实现各项功能，通过装置在眼镜框上的各种传感器来采集使用者在工作㊁学习生活中环境㊁姿势情况，如距离的远近㊁光度的亮暗等，以及在这种环境下持续的时间长短㊂这款基于传感器的智能防近视眼镜能有效缓解不良用眼习惯，起到预防近视的作用㊂该装置主要以使用者佩戴的普通眼镜为载体，在眼镜框内部安装电路元件，眼镜框中内置有智能传感器（距离传感器㊁光度传感器㊁电容传感器）㊁微型振子㊁ＬＥＤ发光二极管㊁电路检测模块等相关元器件㊂智能传感器下的防近视眼镜，如图１所示㊂图１㊀智能传感器下的防近视眼镜２ １㊀机械设计２ １ １㊀距离传感器㊀㊀本设计主要是在近视眼镜框中内置智能传感器，这种距离传感器可以有效感知在有限距离内出现的物体并发出信号，通过传感器感知用户的阅读写字姿势㊂本设计距离传感器主要使用ＳＨＡＲＰＧＰ２Ｙ０Ａ４１ＳＫＯＦ红外测距传感器，通过传感器向外发出的短光脉冲，通过测量脉冲发出到碰到阻挡物并反射回来所需要的时间进行测距㊂距离传感器有信号发射器与信号接收器两个部件㊂信号发射管发射出设定的固定频率的红外信号；信号接收管用来接收红外信号㊂当发射出的红外光遇到阻挡物时，信号反射回来被接收管接收㊂经过基本电路处理后，可得知距离是否小于设定值㊂在使用者学习用眼姿势不正确（＜２５ｃｍ）时，发出闪光灯和振动以提醒使用者要保持正确的阅读写字姿势［１］㊂２ １ ２㊀光度传感器㊀㊀光度传感器是一种通过光线对物体进行检测的传感器，拥有反应速度快㊁可靠性高㊁体积小㊁重量轻的优良特点㊂对电路检测模块进行控制时，光度传感器会将外界的光亮强弱变化通过传感器变成电信号㊂光度传感器主要由发送㊁接收㊁检测３部分组成㊂传感器内部有发光部分及受光部分㊂在使用者长时间处于黑暗状态时，受光器件接收光亮较少，光电速度降低从而发出信号㊂在传感器外界光度较暗时，光度传感器内部的电阻值会变大，光度传感器和可调电阻器的分压较高，此时控制电路会发出震动和灯闪报警，如图２所示㊂本设计主要采用数字式环境光传感器ＢＨ１７５０，具备以下特征：（１）传感器元件功耗低，可以两个Ｉ２Ｃ地址同时工作，经过ＡＤＤＲ引脚进行选择㊂（２）对外界环境变化测量精确度高，传感器能不受外界错误的光亮变化影响㊂（３）传感器具有Ｉ２Ｃ数字性的接口，数据传输最大速率能够达到４００Ｋｂｐｓ㊂图２㊀光度传感器工作流程２ １ ３㊀电容触控传感器㊀㊀本产品对整个系统的功耗进行了有效的控制，利用电容触控传感器来进行系统的开关设计㊂本设计主要使用ＦＤＣ１００４ＤＧＳＲ电容触控传感器，触控传感器相当于一个张弛振荡器，内部一直在充电和放电的工作流程㊂在使用中，使用者通过手指进行开关的触碰，就会增加电容器内部的介电常数，这样充电和放电的频率会进行相应的减少，工作周期就比正常情况下长㊂传感器基于电容性耦合可以检测出是导电的物质进行触控，在系统设计中把人手当作电荷导体，以便用户的使用以及系统功耗的利用㊂本设计是符合当代社会节能环保发展理念的一款新产品㊂２ １ ４㊀微型振子与ＬＥＤ灯模块㊀㊀（１）微型振子㊂本设计使用的微型振子在结构上与应用在手机或手表上的直流有刷电机结构一样㊂当单片机程序发出指令后，电机开始转动㊂在电机马达转动的同时，由于安装马达上的偏心轮不在中心点上，导致马达不能平稳转动并开始晃动㊂因此，马达会发出振动以提醒使用者目前姿势或行为是错误的，需要立即改正㊂同时，微型振子具有尺寸小㊁低功耗㊁重量轻㊁可靠性强等特点，被广泛应用㊂（２）ＬＥＤ灯㊂在电路外部安装ＬＥＤ闪烁灯通过灯的闪烁来提醒使用者㊂ＬＥＤ灯实际是一种发光二极管，它能够将电能转化为光能㊂在ＬＥＤ灯闪烁时，发出的光源里没有红外线，可减少对人体的伤害㊂ＬＥＤ灯的使用寿命较长，因为其优越的特性可以减少对电能的使用，提高功耗利用率，符合本设计节能环保㊁降低功耗的设计要求㊂通过单片机程序对ＬＥＤ灯的闪烁进行控制，以及时提醒使用者㊂２ ２㊀电路检测模块㊀㊀本设计电路检测模块流程如图３所示，模块主要采用ＳＴＣ８９Ｃ５１单片机，由中央处理器㊁存储器㊁Ｉ／Ｏ接口３部分组成，其中单片机ＣＰＵ包括控制器和运算器两部分㊂该单片机有８位处理芯片㊁通用８位中央处理器和ＩＳＰＦｌａｓｈ存储单元，具有低功耗㊁功能性高㊁速度快的特点㊂通过单片机的内部程序能对电路元件和电路进行整体控制［２］㊂图３㊀电路检测模块流程㊀㊀系统特点：（１）单片机在３ ８ ５ ５Ｖ的电压下工作㊂（２）单片机时钟在０ ３５ＭＨｚ的频率下工作㊂（３）本系统集成了丰富的外设，拥有５１２个字节的ＲＡＭ通用异步串行口㊂３㊀软件设计开发㊀㊀本文设计的智能传感器防近视眼镜有较多复杂的装置模块㊂系统内部装置主要包含有红外测距类型的距离传感器㊁光度传感器和控制开关的电容传感器；外部提醒模块有ＬＥＤ灯和微型振子㊂每一个元器件都有不同的使用方法，在单片机内烧录编写的程序，根据相应传感器采集的信号转化成的电信号的不同来对电路中的ＬＥＤ灯闪烁以及微型振子的振动进行相应的控制㊂传感器下的智能防近视眼镜设计主要是通过电路控制来分析使用者的外界环境，从而使单片机控制单元做出反应㊂４㊀产品发展趋势及延伸㊀㊀传感器下的智能防近视眼镜应用前景非常广泛㊂目前，我国近视人数逐年增加，尤其是在青少年群体中，２０２０年我国儿童青少年总体近视率为５２ ７％，学生视力问题日益严峻㊂越来越多的人开始日益关注近视带来的危害，在现代社会中智能眼镜行业有着较为广阔的应用前景［３］㊂本设计产品的智能传感器理念同样可推广至智能交通红绿灯㊁车辆停放㊁智能开关门等方面㊂智能交通红绿灯可根据路口排队的车辆多少，利用后台云计算实时适当调整红绿灯秒数，提高道路的通行效率㊂智能车辆停放是在停车场中每一个车位下安装传感器㊂当有车辆停在上面时，发出信号使系统显示已占用，车辆可直接开往没有触发信号即没有占用的车位停车㊂智能开关门则是在门口的上方或侧方安装感应传感器㊂当有人或物体出现在门口时，感应器感应到存在后触发设备电路进行工作，此时大门将自动打开，待无人后，通过时间设定，在设定时间过后大门自动关闭㊂５㊀结语㊀㊀智能传感器下的防近视眼镜主要通过单片机电路模块对外置的距离传感器㊁光度传感器转化的电信号进行分析，再依靠单片机内部设定程序对ＬＥＤ灯以及外部微型振子进行控制㊂当用户在学习生活中用眼不当时，眼镜会对用户发出相应的信号，培养人们正确使用眼镜的行为习惯，从而有效控制用户的眼睛度数㊂智能传感器下的防近视眼镜不仅能帮助使用者纠正错误的姿势与行为，还会在未来的社会生活中得到广阔的运用㊂智能传感器下的防近视眼镜技术在未来大有可为，相信未来会有更多优秀的科技产品用来改变人们的生活方式㊂参考文献［１］姚殿梅，周彬．红外线在道路测试中的应用［Ｊ］．交通科技与经济，２０１３（３）：４５－４８．［２］王锋．基于ＳＴＣ８９Ｃ５１ＲＣ单片机的电子秤设计［Ｊ］．电子世界，２０１６（６）：７０．［３］刘雨佳，瞿小妹．人工智能在近视防控中的初步应用［Ｊ］．中国眼耳鼻喉科杂志，２０２２（５）：５２５－５２８．（编辑㊀姚㊀鑫）Ａｎｔｉ－ｍｙｏｐｉａｇｌａｓｓｅｓｄｅｓｉｇｎｕｎｄｅｒｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｅｎｓｏｒＣｈｅＭｅｎｇｑｉａｎｇ ＹｕａｎＷｅｉｃｈｅｎ ＣｈｅｎＫｕｎｌｉ ＺｈａｎｇＪｉａｈｕｉＡｎｈｕｉＳａｎｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｈｅｆｅｉ２３００００ ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎｄａｉｌｙｌｉｆｅ ｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅａｓｏｎｓｆｏｒｍｙｏｐｉａａｒｅｔｈｅｗｒｏｎｇｕｓｅｏｆｅｙｅｓ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｃｌｏｓｅｕｓｅｏｆｅｙｅｓ ａｎｄｅｘｃｅｓｓｉｖｅｕｓｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｔｈｉｓｓｅｎｓｏｒ－ｂａｓｅｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｎｔｉ－ｍｙｏｐｉａｅｙｅｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓ ｗｈｉｃｈｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｌｌｅｖｉａｔｅｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｍｙｏｐｉａｃａｕｓｅｄｂｙｂａｄｅｙｅｈａｂｉｔｓ ａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｍｙｏｐｉａ．Ｔｈｅｄｅｖｉｃｅｉｓｍａｄｅｏｆｏｒｄｉｎａｒｙｇｌａｓｓｅｓｗｏｒｎｂｙｔｈｅｕｓｅｒａｓｔｈｅｃａｒｒｉｅｒ．Ｔｈｅｇｌａｓｓｅｓｆｒａｍｅｉｓｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｅｎｓｏｒ ｍｉｃｒｏｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ ＬＥＤｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ ｃｉｒｃｕｉｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅａｎｄｏｔｈｅｒｒｅｌａｔｅｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｓｔｕｄｅｎｔｉｓｔｏｏｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｌｅａｒｎｉｎｇｄｅｖｉｃｅｏｒｉｎａｄａｒｋｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｔｈｅｄｅｖｉｃｅｓｅｎｄｓａｎａｌａｒｍｔｏａｌｅｒｔｔｈｅｕｓｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ａｎｔｉ－ｍｙｏｐｉａ ｓｅｎｓｏｒ ｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌ。
基于51单片机视力保护仪设计(正版)
中文摘要目前，青少年视力低下已成为国外共同关心的问题。
资料显示，我国小学生视力低下率为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%以上的学生与家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得不提前预防和与时治疗近视的危害性，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。
基于以上原因，本论文提出了智能红外视力保护仪的设计思路。
智能红外视力保护仪主要包含测距、感光和定时三大功能。
其中测距和感光模块由相应功能的传感器构成，能实现对使用者距离与周围光线强弱的检测和报警功能。
处理模块由STC89C51单片机运行程序构成，能实现对学习时间进行定时并通过报警来提示时间已到的功能。
总体上讲，本设计的这三个功能能同时生效，并通过报警灯闪烁和蜂鸣器报警的方式提醒使用者注意用眼卫生。
本文通过实践证明该视力保护器可行且可靠性很好，使用方便。
本文期望通过该电子硬件的制作和理论的研究，能为后期进一步设计多功能视力保护器并采取合理措施提高视力保护的有效性提供可靠和有效的数据源和信息依据。
关键词：传感器，测距，红外，视力保护ABSTRACTAt present,adolescent eyesight has become the domestic andinternational issues of common concern.Data show that China's primary vision,low rate of 26.96%,53.43%junior high schoolstudents,72.8%senior high school students,college students77.95%.Especially the survey shows that50% more of the students and parents lack of vision care the most basic scienceknowledge,harmfulness does not know ahead of time is not timely prevention andtreatment of myopia,thus there are 41.6%low vision students did not take any corrective measures,treatment and lack of professional organizations. Based on the above reasons,this paper puts forward intelligentinfrared vision protection design instrument.Intelligent infraredeyesight protecting instrument mainly includes the location,sensitiveand timingof three functions.The location and the photosensitivesensor module iscomposed of the corresponding functions,can realize the detection ofthe user distance and ambient light intensityand alarm function.The processing module is composed ofSTC89C51 microcontroller running the program,can realize time and through the alarm to prompt the time has come for the function oflearning time.Generally speaking,thethree function of this designcan in effect at the same time,and through the alarm lights andbuzzer alarm way to remind users to pay attention to eye health.In this paper,through the practice proved the vision protector is feasible and has good reliability,easy to use.In this paper,through the study of the electronic hardware production and theoretical,for the latter part of the further design of multi-function vision protectionand provide the reliable and effective source of data and informationon the basis of improving the effectiveness of vision protection and reasonable measures taken.Keywords:Sensor, ranging, infrared, eyesight protection目录第一章绪论41.1课题的选题背景41.2 国外发展现状51.3 本论文主要研究容61.3.1主要容61.3.2 基本要求6第二章智能视力保护器总系统设计7 2.1 系统总框图72.2 单片机的选择72.3 传感器的选择82.4 编程语言的选择8第三章系统硬件电路的设计93.1系统硬件总电路构成93.2单片机系统93.2.1单片机引脚介绍103.2.2单片机最小系统123.3显示系统133.3.1 LED提示电路133.3.2数码管显示143.4蜂鸣器报警电路143.5按键电路153.6光敏模块电路163.7测距电路17第四章系统软件程序的设计184.1 Keil C51软件平台184.2 程序的模块化划分19第五章结论与展望21参考文献22附录 A22附录 B24致28第一章绪论1.1课题的选题背景当前由于环境变化、电视、网络的高速发展等诸多因素，使得青少年长时间不卫生、超负荷用眼，造成了青少年近视疾病的大量发生。
红外测距方案
红外测距方案一、引言红外测距是一种常用的非接触式测距技术，它通过测量物体反射或发射的红外辐射来确定物体与测距设备之间的距离。
红外测距方案广泛应用于工业自动化、智能交通、安防监控等领域，本文将介绍一种基于红外测距的距离测量方案。
二、设备要求为了实现准确的红外测距，需要以下设备：1. 红外发射器：产生特定波长的红外辐射并发射到目标物体上。
2. 红外接收器：接收目标物体反射的红外辐射并将其转化为电信号。
3. 控制电路：控制红外发射器和接收器的工作状态，实现发射和接收红外辐射的时序控制。
4. 处理器：接收并处理红外接收器输出的信号，计算出距离值。
三、工作原理红外测距方案的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 发射红外辐射：控制红外发射器发射特定波长的红外辐射，照射到目标物体上。
2. 接收红外辐射：红外接收器接收目标物体反射的红外辐射，并将其转化为电信号。
3. 信号处理：将红外接收器输出的电信号放大并进行滤波处理，以提高信号质量。
4. 时序控制：利用控制电路对红外发射器和接收器进行时序控制，确保发射和接收的同步性。
5. 距离计算：处理器接收红外接收器输出的信号，通过特定的算法计算出目标物体与测距设备之间的距离。
6. 结果显示：将测得的距离值通过显示设备显示出来，提供给用户查看。
四、应用场景红外测距方案可以广泛应用于各个领域，以下是一些常见的应用场景：1. 工业自动化：红外测距可用于机器人导航、物料搬运等场景，实现对物体位置和距离的准确测量。
2. 智能交通：红外测距方案可以用于车辆跟随、停车辅助等功能，提高交通的安全性和效率。
3. 安防监控：通过红外测距，可以实现对入侵者的跟踪和警报，提高安防系统的可靠性。
4. 环境检测：利用红外测距可以监测建筑物周边环境的变化，及时发现问题并进行处理。
5. 医疗设备：红外测距可以用于测量人体各个部位的距离和位置，实现精准的医疗治疗。
五、总结红外测距方案是一种准确、可靠的距离测量技术，它在多个领域有着广泛的应用。
红外测距的基本结构及系统设计 红外测距的常用方法和原理是什么
红外测距的基本结构及系统设计红外测距的常用方法和原理是什么随着科学技术的不断发展，在测距领域也先后出现了激光测距、（微波）雷达测距、超声波测距及（红外）线测距等方式。
作为一种应用广泛、测量精度高的测量方式，红外测距利用红外线传播时不扩散、折射率小的特性，根据红外线从发射模块发出到被物体反射回来被接受模块接受所需要的时间，采用相应的测距公式来实现对物体距离的测量。
红外测距最早出现于上世纪60年代，是一种以红外线作为传输介质的测量方法。
红外测距的研究有着非比寻常的意义，其本身具有其他测距方式没有的特点，技术难度相对不大，系统构成成本较低、性能良好、使用方便、简单，对各行各业均有着不可或缺的贡献，因而其市场需求量更大，发展空间更广。
红外测距仪是指用调制的红外光进行精密的距离测量，测量范围一般为1-5公里。
红外线测距（传感器）有它的几个特点，远距离测量，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离；有同步输入端，可多个传感器同步测量；测量范围广，响应时间短；外形设计紧凑，易于安装，便于操作；所以它的应用价值比较高。
红外测距的常用方法和原理时间差法测距原理时间差法测距原理是将红外测距传感器的红外发射端发送（信号）与接收端接受信号的时间差t写入（单片机）中，通过光传播距离公式来计算出传播距离L。
式中c是光的传播速度为。
反射能量法测距原理反射能量法是由发射（控制电路）控制发光元件发出信号（通常为红外线）射向目标物体，经物体反射后传回系统的接收端，通过光电转换器接收的光能量大小进而计算出目标物体的距离L。
式中P为接收端接收到的能量，K为常数，其大小由发射系统输出功率、转换效率决定，d为被测目标漫反射率。
相位法测距原理相位测距法是利用无线电波段的频率，对红外激光束进行幅度调制并测定调制光往返一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算出此相位延迟所代表的距离D，此方式测量精度非常之高，相对误差可以保持在百分之一以内，但要求被测目标必须能主动发出无线电波产生相应的相位值。
基于STM32智能台灯的设计与实现
基于STM32智能台灯的设计与实现摘要：随着能源的短缺，节能环保越来越被大家所重视。
目前有许多台灯设计不合理，以至于能源被大大浪费。
另外中国青少年的近视率一直居高不下，成为困扰中国家庭的主要问题。
随着科学技术的进步，科学家希望通过人工干预和治疗，从根本上解决近视问题。
然而现代医学的发展虽然可以解决很多曾经困扰人类的疑难问题，却仍然不能从根源上预防和祛除近视。
我们通过对影响视力的各种因素进行实验，发现造成青少年视力下降的最主要根源是灯光。
传统护眼灯为了达到提高频率的目的，使用了高频镇流器，使得护眼灯的电磁辐射远比一般的电器高得多，是手机、电脑的数倍甚至数十倍，严重影响视力。
而LED照明技术的出现，为我们提供了消除仅是问题的途径。
为了使电力得到高效利用，本文提出一种基于单片机的智能LED台灯设计，该台灯具有手动、自动两种调节方式，能够在保证正常实用的状况下又能使电力得到充分利用。
关键词：STM32单片机；红外热释传感器；LCD1602；红外测距1.设计背景及目的随着科技的快速发展，人们享受着科技给生活带来的便利和生活品质的提升，与传统的产品相比，具有高科技含量的产品有着明显的优势，也更受人们的欢迎。
而台灯已成为不可或缺的家居用品，但大多数台灯只能实现照明功能，这显然不能满足现代人的生活需求。
在每天用眼的时代要学会更好的保护自己的视力，为避免现在普通台灯的诸多缺陷伤害尤为重要。
在这里，我们提出设计一种LED智能调光台灯。
与普通台灯相比，结合高科技的加持，家用电器的功能相比较以前更全面，也更偏向于智能，更满足现在社会的需求。
同时在目前全球资源稀缺的情况下，节约已然成为必须要做的事情，设计这样一种智能系统来控制台灯的功能损耗。
我们采用低耗LED为光源控制，再加上自动开、关功能和智能调光模式，与现代社会低碳设计理念相符，并且更加的智能化和人性化，这就是本次设计的意义所在。
我们考虑中国国内现在台灯的巨大发展空间，LED照明逐渐成为新世纪的宠儿，而目前国内台灯技术仍处于较低水平，简单的照明功能，智能台灯并不能完全满足未来消费者对高质量生活的追求，因此我们结合国内外情况保存考虑未来的半导体照明智能台灯这一设想发展2设计方案：设计采用STM32F407ZG作为主控芯片，LCD1602液晶显示，通过单片机及多个模块综合运用以达到多功能的实现。
红外测距传感器的原理与设计最终版
红外测距传感器的原理与设计摘要：现代科学技术的发展，进入了许多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。
为了实现物体近距离、高精度的无线测量，我采用红外发射接收模块作为距离传感器，单片机作为处理器，编写A/D转换、显示以及与PC机的通信程序，开发了一套便推式的红外距离测量系统，系统可以高精度的实时显示所测的距离，并且可以将距离量通过串口发送到PC机显示处理、本系统结构简单可靠、体积小、测量精度高、方便使用，另外本系统形成了一套完善的软硬件开发平台，可以进行扩展、移植和做进一步的开发。
关键词：红外测距；68HC11E1；A/D转换；Principle and design of the infrared distance sensor Abstract：The development of modern science and technology, into many new areas, has a laser The development of modern science and technology, into many new areas, has a laser range finder in the ranging aspects, ranging of microwave radar, ultrasonic ranging and infrared ranging. In order to achieve the objects at close range, high-precision wireless measurement, I used the infrared transmitter receiver module as the distance sensor, microcontroller as the processor to write the A / D conversion, display and communication with the PC program, developed a will to push infrared distance measurement systems, high-precision real-time system can display the measured distance, and distance measuring can be sent through the serial port to a PC display processing, the system structure is simple and reliable, small size, high accuracy, ease of use, while this system the formation of a complete set of hardware and software development platform can be extended, transplantation, and further development.Key words:Infrared distance; 68HC11E1; A / D conversion;一、绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2红外线简介 (1)1.3红外线传感器概述 (2)1.3.1 红外线传感器系统介绍 (2)1.3.2 红外线传感器的分类 (3)1.3.3 红外线传感器的应用 (6)二、红外测距的方法和原理 (7)2.1几种红外测距原理及选择 (7)2.1.1 相位测距原理 (7)2.1.2 PSD测距原理 (9)2.1.3 带运动机构的双象比较法原理 (9)2.1.4 时间差测距法原理 (9)2.1.5 反射能量法原理 (9)2.1.6 红外测距原理的选择 (9)2.2红外测距系统的工作原理 (9)三、红外测距的基本结构及系统框图 (11)3.1红外测距的过程 (11)3.2红外测距系统框图 (11)3.3主要元件分析 (12)3.3.1 红外线发射器件 (12)3.3.2红外线光敏二极管 (13)四、红外测距硬件电路设计 (14)4.1单片机最小系统 (14)4.2红外发射电路设计 (16)4.3红外接收放大电路设计 (17)4.4电源电路 (19)4.5数码管显示电路 (21)五、软件模块设计 (23)5.1程序设计步骤 (23)5.2软件设计框图： (23)5.3红外测距A/D转换程序 (24)六、测量精度分析 (26)[参考文献] (27)附录 (28)致谢 (28)1.1 设计背景在基础学科研究中，传感器具有突出的地位。
基于距离和光照检测的智能台灯系统设计与实现
基于距离和光照检测的智能台灯系统设计与实现摘要：随着经济的快速发展，生活水平的提高和学业任务的加重，“戴眼镜”已成为很多中小学生的标志。
据相关数据显示，我国中小学生近视率呈不断上升趋势，越来越多的中小学生变成了近视眼。
眼睛是心灵的窗户，对于儿童的成长也至关重要。
本文从对功能的实现、对模块的选择、硬件电路和软件算法的实现来完成智能台灯的设计。
包括了手动控制功能，自动调光功能和坐姿检测提醒等功能，且多种功能互相独立，互不干扰，相互配合。
为学生学习时提供一个合适的光照条件，在坐姿不正确时进行提醒。
来帮助学生保护自己的眼睛，去学习更多的知识。
关键词：智能台灯红外人体检测自动调光坐姿检测一、研究背景青少年群体中患有近视疾病的人数越来越多，并且这一问题也受到了国内外政府的重视。
曾有人做过相关调查，我国患有近视眼疾病的人群中，小学生的占比大约为百分之二十七，而初中生的占比增长到了大约百分之五十三。
随着学历的增加，学业的加重。
近视率一直在上升，高中生的占比甚至达到了约百分之七十八。
另外，从调查结果来看，对于视力保护方面的基本常识和基本知识，很多家长和孩子并不知道或者是不清楚。
家长和孩子对于保护眼睛，用眼卫生根本就不放在心上，并没有意识到近视眼对身体和生活上带来的影响。
这也是大约百分之四十患有近视眼疾病的人不去治疗眼睛，矫正视力的最主要原因。
在此背景下，本研究开发出一款功能丰富的视力保护器，让学生能够更加健康科学的读书，以此来预防不少学生由于没有采取正确的读书方式以及用电脑习惯而引发近视眼疾病以及体态变形的事件产生，并且利用一种非医疗方法来让人们养成正确的习惯以及行为素养，更好的确保青少年健康成长。
很多青少年都喜欢将身体全趴在书桌上进行读写，尽管家长和老师见到此情况后都会纠正，但是收效甚微，所以需要另想办法来克服这一难题。
二、系统功能设计方案本系统是一款基于单片机的智能台灯，主要用于满足日常中使用者对多功能台灯的需求。
基于单片机的红外避障导盲仪系统设计
收稿日期：２０２０－０１－０６基金项目：河南省郑州市高等学校大学生创新训练计划项目“基于红外传感的智能导盲仪系统研究”；郑州市电子信息功能材料及器件重点实验室项目作者简介：孙硕硕（１９９６－），男，河南商丘人，本科生，专业为光电信息科学与工程。
基于单片机的红外避障导盲仪系统设计孙硕硕 杨 东 郭刘飞 叶战争 胡松楠（黄河科技学院，河南郑州４５００６３）摘要：基于盲人丧失视觉功能，在生活中面临着极大挑战和危险，给社会和家人带来沉重负担问题，为了帮助视觉障碍人员安全的行进，提高和保障他们的生活能力与人身安全，世界各国一直在不断地进行电子导盲系统的研制。
设计了一种基于红外测距的导盲系统。
该系统通过红外线的反射原理来检测盲人周围各个方向上的环境信息，并将采集的的数据信息转化为声音信号，从而及时地提醒盲人躲避危险障碍物，使盲人的危险程度降到最低，并将实际运动数据进行分析，验证了系统的可行性。
关键词：单片机；红外线测距；报警照明中图分类号：ＴＰ３６８ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９６－７９０Ｘ（２０２０）０５－００３９－０２ＤＯＩ：１０．１９５７６／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－７９０Ｘ．２０２０．０５．００８ＤｅｓｉｇｎｏｆＩｎｆｒａｒｅｄＯｂｓｔａｃｌｅＡｖｏｉｄｉｎｇａｎｄＧｕｉｄｉｎｇＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＳｉｎｇｌｅＣｈｉｐＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒＳｕｎＳｈｕｏｓｈｕｏ ＹａｎｇＤｏｎｇ ＧｕｏＬｉｕｆｅｉ ＹｅＺｈａｎｚｈｅｎｇ ＨｕＳｏｎｇｎａｎ（ＨｕａｎｇｈｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｌｌｅｇｅ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＣｉｔｙ，ＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ４５００６３）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｂｌｉｎｄｐｅｏｐｌｅａｒｅｆａｃｉｎｇｇｒｅａｔｃｈａｌｌｅｎｇｅｓａｎｄｄａｎｇｅｒｓｉｎｔｈｅｉｒｌｉｆｅｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｌｏｓｓｏｆｖｉｓｕａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｂｒｉｎｇｓｈｅａｖｙｂｕｒｄｅｎｔｏｔｈｅｓｏｃｉｅｔｙａｎｄｔｈｅｉｒｆａｍｉｌｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｈｅｌｐｐｅｏｐｌｅｗｉｔｈｖｉｓｕａｌｉｍｐａｉｒｍｅｎｔｓｔｏｍｏｖｅｆｏｒｗａｒｄｓａｆｅｌｙ，ｉｍｐｒｏｖｅａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｔｈｅｉｒｌｉｖｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄａｎｄｐｅｒｓｏｎａｌｓａｆｅｔｙ，ｃｏｕｎｔｒｉｅｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｗｏｒｌｄｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｎｓｔａｎｔｌｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｂｌｉｎｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｂｌｉｎｄｇｕｉｄｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｉｎｆｒａｒｅｄｒａｎｇｉｎｇｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｅｔｅｃｔｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎａｌｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｂｌｉｎｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｎｄｃｏｎｖｅｒｔｓｔｈｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｄａｔａｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｏｓｏｕｎｄｓｉｇｎａｌｓ，ｓｏａｓｔｏｒｅｍｉｎｄｔｈｅｂｌｉｎｄｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｄａｎｇｅｒｏｕｓｏｂｓｔａｃｌｅｓｉｎｔｉｍｅａｎｄｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｒｉｓｋｏｆｔｈｅｂｌｉｎｋ．Ｉｔｈａｓａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆｓｏｃｉａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｉｎｆｒａｒｅｄｒａｎｇｉｎｇ；ａｌａｒｍｌｉｇｈｔｉｎｇ０ 引言中国是世界范围内视觉障碍人群最多的国家，目前我国约有４０００万盲人，并且在以较快的速度增长。
基于红外探测技术的智能安防系统设计
基于红外探测技术的智能安防系统设计随着科技的发展，人们对于安防的需求也越来越高。
智能安防系统不仅使得人们对于自身财产的安全更有信心，还使得社会治安得到了更好的保障。
本文就基于红外探测技术的智能安防系统进行探讨。
一、智能安防系统的概述智能安防系统是指通过人工智能技术、物联网技术、大数据分析及云计算等高科技手段，将安防设备、设施、人员进行有机组合，运用智能化技术，形成全方位的智能安全防护系统。
智能安防系统具有可靠性高、效率高、智能化、自动化等优点，可以使得安防监控更加智能化、便捷化，提高安全性。
二、智能安防系统的工作原理基于红外探测技术的智能安防系统主要工作原理是靠红外探测器的检测功能，实现对于周围环境的实时监测，一旦发现异常情况，系统将会自动报警并进行录像监控。
因此，智能安防系统的核心设备就是红外探测器。
三、红外探测器的工作原理红外探测器是指利用材料在外界光照或热源作用下发生电磁辐射时所呈现的特性，通过更改材料的结构或掺杂不同材料，改变材料吸收或发射电磁辐射的波长和能量，从而实现对于红外辐射的检测。
红外探测器主要包括热电偶和光谱探测器两种类型。
热电偶是指利用热电材料在不同温度下的波动电势作为检测的原理，由于红外辐射能够使得热电偶产生温度变化，因此可以通过热电偶来检测红外辐射。
光谱探测器则是指通过将红外光束通过复合棱镜等设备分成许多不同光谱，利用各种红外材料的吸收特性进行检测的一种器件。
由于红外探测器可以检测到人体的热量和红外辐射，因此特别适合用于安防领域。
四、智能安防系统的设计基于红外探测技术的智能安防系统主要包括红外探测器、摄像头、报警器等设备，并通过网络通信等技术实现设备之间的联动和数据采集。
具体而言，智能安防系统的设计应该注重以下几点：1、安全性。
智能安防系统主要用于保护财产和人身安全，因此其安全性是非常重要的。
系统的设计应考虑到可能出现的失误和故障，保障系统的稳定性和可靠性。
2、智能化。
智能安防系统主要通过人工智能等技术实现对于周围环境的检测和分析，并实现自动报警和录像监控功能，因此系统的智能化程度也是非常重要的。
红外遥控系统课程设计
红外遥控系统课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握红外遥控系统的基本原理、组成及其应用。
具体包括以下三个方面的目标：1.知识目标：学生需要了解红外线的特性、红外发射和接收原理；掌握红外遥控系统的组成，包括发射器、接收器、编码和解码过程；了解红外遥控系统在日常生活和工业中的应用。
2.技能目标：学生能够分析红外遥控系统的工作原理，绘制简单的系统电路图；通过实验操作，掌握红外发射和接收设备的连接与使用；能够编写简单的红外遥控程序，实现对家电设备的控制。
3.情感态度价值观目标：培养学生对科技创新的兴趣，提高学生动手实践能力，增强学生团队协作意识，培养学生节能环保、安全第一的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.红外线的特性及其应用：介绍红外线的基本概念、特性，以及红外线在日常生活和工业中的应用。
2.红外遥控系统的原理：讲解红外遥控系统的组成、工作原理，包括发射器、接收器、编码和解码过程。
3.红外遥控器的电路组成：分析红外发射器和接收器的电路结构，讲解红外遥控器如何实现对家电设备的控制。
4.红外遥控系统的应用：介绍红外遥控系统在日常生活和工业中的应用案例，如电视、空调遥控器等。
5.实验操作：学生动手实践，搭建红外遥控系统，学习如何使用红外遥控器控制家电设备。
三、教学方法本节课采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解红外线的基本概念、特性，以及红外遥控系统的原理和应用。
2.讨论法：学生讨论红外遥控系统在日常生活和工业中的应用，以及红外遥控技术的未来发展。
3.案例分析法：分析具体的红外遥控器电路图，让学生了解红外遥控器是如何实现对家电设备的控制。
4.实验法：学生动手实践，搭建红外遥控系统，培养学生的动手能力和团队协作精神。
四、教学资源本节课所需的教学资源包括：1.教材：选用与红外遥控系统相关的基础教材，为学生提供理论知识的学习。
2.参考书：提供红外遥控技术的相关参考书籍，丰富学生的知识体系。
基于红外线测温技术的智能环境监测系统设计与实现
基于红外线测温技术的智能环境监测系统设计与实现智能环境监测系统是基于红外线测温技术的一种创新应用。
该系统具有实时监测环境温度、快速识别异常温度、自动报警等功能，可以广泛应用于工业生产、医疗、建筑、金融、交通等领域。
一、系统设计1. 系统结构设计智能环境监测系统由红外线测温模块、数据处理模块、报警模块、数据存储模块和用户界面模块组成。
其中，红外线测温模块负责实时采集环境温度数据，数据处理模块负责分析处理数据，报警模块负责识别异常温度并触发报警，数据存储模块负责记录温度数据，用户界面模块提供用户操作界面和报警通知。
2. 红外线测温模块设计红外线测温模块采用红外线传感器，通过接收物体发射的红外线辐射，并将其转换为温度值。
可以选择合适的红外线传感器，根据应用场景和需求进行选择。
3. 数据处理模块设计数据处理模块负责对红外线测温模块采集到的数据进行分析和处理。
可以设计算法来判断环境温度是否异常，并根据需要进行数据平滑处理，消除噪声。
4. 报警模块设计报警模块针对异常温度进行识别，并能够及时触发报警通知。
可以设置合适的报警阈值，当温度超过或低于设定的阈值时，触发报警通知，例如发出声音、发送短信或邮件等。
5. 数据存储模块设计数据存储模块负责将测温数据保存到数据库中，以便后续的数据分析或报告生成。
可以选择适合的数据库管理系统，并设计合适的数据存储结构和存储方式。
6. 用户界面设计用户界面模块提供给用户操作界面和数据展示功能。
可以设计简洁直观的用户界面，以便用户能够方便地查看实时温度数据、报警记录和历史数据。
二、系统实现1. 硬件搭建根据系统设计，搭建相应的硬件平台。
选择合适的开发板或单片机，根据需要连接红外线传感器、显示屏、报警器等硬件设备。
进行硬件的连接和调试，确保各部件正常工作。
2. 软件开发根据系统设计，进行相应的软件开发工作。
开发红外线测温模块、数据处理模块、报警模块、数据存储模块和用户界面模块。
选择合适的编程语言和开发工具，进行软件编码和调试，确保各模块功能正常。
(完整word版)基于STM32的红外测距系统设计
基于STM32的红外测距系统设计摘要随着现代科学技术的发展，出现了很多新的领域，为了实现对物体近距离、高精度的无线测量，本论文对红外测距领域进行了研究。
本论文采用单片机作为处理器，编写A/D转换程序及LCD显示程序,红外传感器作为工作模块,完成一套高精度显示、实时测量的红外测距系统.本系统结构简单、体积小、测量精度高、成本低、方便使用。
本论文所介绍的是一种基于STM32单片机并运用日本夏普公司型号为GP2Y0A21的红外传感器所设计的红外测距系统。
首先，介绍红外线及红外传感器的分类及应用、STM32单片机的简介与功能；其次,阐述红外测距系统工作原理及基本结构并对单片机、红外传感器、LCD 液晶显示屏的工作电路做了介绍；再次,对系统进行了整体设计构想，先后对系统硬件及软件进行设计，并对整个系统的功能进行了调试。
最后对整个设计进行总结，说明红外测距系统实现的可行性。
关键词红外测距；单片机；A/D转换；LCDSTM32-based infrared ranging system designAbstractWith the development of modern science and technology，there are many new areas, in order to achieve the object close range, high—precision wireless measurement,this topic of infrared ranging is studied。
This topic using SCM as the processor, to write A/D converter and LCD display program，an infrared sensor as a working module，complete set of precision display，real-time measurement of infrared ranging system。
基于51单片机的红外测距仪的设计与实现
基于51单片机的红外测距仪的设计与实现本文介绍的是一种基于51单片机的红外测距仪的设计与实现。
该测距仪可用于精确测量物体到距离范围内的距离，适用于工业控制、智能家居、安防等领域。
1. 系统概述该系统基于51单片机，采用红外传感器进行测距。
传感器接收到反射回来的红外信号后，通过单片机的处理，计算出物体与红外传感器的距离，并通过显示屏展示出来。
2. 系统设计系统由红外传感器模块、51单片机模块和显示屏模块组成。
下面分别介绍：（1）红外传感器模块该模块采用红外线传感器GP2Y0A02YK0F，该传感器可以实现1.5-15cm的测距范围。
传感器工作电压为5v，输出信号为模拟信号。
（2）51单片机模块该模块采用STC89C52单片机，由于系统只需要进行简单的计算，而且运算速度不需要太快，因此选择了这款单片机。
系统通过单片机的ADC模块读取红外传感器的模拟信号，并通过计算获得具体的距离数据，再通过串口通信输出到PC机。
（3）显示屏模块该模块采用一块16*2字符液晶屏，并通过单片机控制显示距离结果。
3. 系统实现系统实现步骤如下：（1）系统初始化单片机需要初始化计时器、串口和ADC模块。
（2）红外测距传感器可以输出模拟信号，单片机通过ADC模块进行转换，得到具体的电压值。
然后通过公式计算距离。
（3）显示距离数据将距离数据通过串口发送到PC机，并在显示屏上显示出来。
PC机通过串口读取数据，将数据显示到PC机软件界面中。
4. 系统特点该系统具有以下特点：（1）测量距离的精度高，可以测量1.5-15cm的距离范围。
（2）系统成本低，易于实现和制作，适用于大规模生产。
（3）系统体积小，方便携带和安装。
5. 结论本文介绍的基于51单片机的红外测距仪可实现高精度的距离测量，成本低、易于实现，适用于工业控制、智能家居、安防等领域。
基于单片机的红外测温系统_毕业设计论文
EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000—FFFFH）的时候，EA端就必须保持低电平（或接地）。需要注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部就会锁存EA端的状态。如果EA端为高电平（接VCC端）时，CPU就执行内部程序存储器指令。
Keyword:Integrated infrared sensor;A/D converter,microcontroller, LED
第1章 前言
1.1红外测温的由来
红外检测技术就是以红外辐射的原理为基础[1]，运用红外辐射测量分析方法和技术对设备、材料及其他物体进行测量和检验，进而发展成为红外诊断技术，因此红外检测是红外诊断技术的基础。检测与诊断技术就是了解和掌握被测对象在运行过程中的状态，确定其工作是否正常，以便及早发现故障并针对具体情况采取相应对策，具体分为检测和治理、预防三个基本环节，其中，检测是手段，身诊断是目的，检测是诊断的基础和前提，诊断是检测的最终结果。
2.2器件调研选型
根据设计的要求，下面对设计所用到的主要器件进行介绍说明。
2.2.1
2.2.1.1 总述
AT89C52是由美国ATMEL公司所生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含有8K bytes的可以反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术所生产，与标准的MCS-51指令系统以及8052的产品引脚兼容，片内置有通用8位中央处理器和flash存储单元，该存储单元允许进行重复1000次以上的编程烧写。功能强大的AT89C52单片机适合于许多较为复杂的控制场合。
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处理。线性化方法是采用 Ｅ ｃｌ ｘｅ 制作的电子表来实现 ， 使用该表格可 以很方便的将输出电压的值对应距离，
从而实现线性化处理。表格的格式如图 ２ 从图 ２ ， 中可以看出线性化前 ，间距与 Ａ Ｄ关系是非线性的， ２ 线
收 稿 日期 ：２ １一 ８０ ０ Ｉ０ — １
基金项 目：教育部 重点 实验 室资 助 （ ９Ｄ ３） ０Ｊ０
谢 锋 云
（ 华东交通 大学 机电工程学院 ，汀西 南昌 ３ ０ １ ３ ０ ３）
摘要 ：针对当前学生近视问题 Ｈ趋严重现象 ，总结了患近视的一个重要原 是过度看近 ，依据红外测距原理 ，提 出了利用红外测距技 术来预防近视 的方法并进行 了系统设计 。采用 Ｇ ２ ２红外测距传感器作 为信号采集装置 ， Ｐ Ｄ１ 将采集的数据进 行实验分 析 、 处瑚 ， 得出了线性化公式 。 信号线性化后通过 Ａ Ｃ ８ ９ Ｄ ００ 转换 为数 字信 号， 输入Ａ ８Ｓ １ Ｔ ９５ 单片机中处理。当使用者 过度 肴近时 ，警告电路工作 ， 知调整坐姿 ，同时对人眼离书或者笔的距离进行动态
的。
图２ 表格中需要输入数据有 ＭＤ转化位数 、 输人电压 、常数 ｋ以及电压与间距。使片 的模数 ｊ
转化元 件为 Ａ Ｃ ８９ Ｄ ００ ，转换 位数 为 ８位 。试验 输
入电压为 ５Ｖ ，常数 ｋ恒等于 ４ ，同时将间距从 １ ０ ｍ到 ８ ｃ ０ ｍ每隔 １ ｃ ０ ｍ测得 的电压值输人表格 ｃ
量所得 的间距 。
（ ２ ）
式中： 为测距所得结果 ； ２ 为ＭＤ Ｒ ＡＤ 转换的值。通过程序编写输人设计的系统中 ，采用Ｌ Ｄ Ｅ 动态显示 出测
３ 系统设计
人 眼 的明视距离 为 ２ ｍ，学 生后 天患 近视 的 ５ｃ
个重要原冈是长时间过度看近。系统设计的思想 是设计一个结构简单实用方便的近视仪 ，把它同定
一
于笔帽或戴于人的大拇指上 ，当使用者过度看近时 （ 人眼离近视仪距离小于 １ ，警告电路工作 ， ５ ｍ） ｃ 提醒使用者调整坐姿。
３ １ 硬件设 计 ．
图３ 是红外测距预防近视系统原理图 ， 其硬件主
要包括 ： ￣ Ｔ ９ ５单片机及晶振电路 ； ￣ Ｐ Ｄ ２ （ Ａ ８Ｓ １ ） （ Ｇ ２ １ ） 红外信号采集电路 ； ③ＡＤ ／转换电路Ａ Ｃ ８９ Ｄ ００ ；④ 图 外 距 防视 理 ３红 测 预 近 原 图
学 ８ ． ％，比 ２０ 年增加 １ ％。而对于近视大多为后天治疗与配戴眼镜 ， ６８ ２ ００ ． １ 对于近视后天的预防国内外研
究 的相对较少。２ ０世纪 ５ Ｏ年代红外光 电测距技术的问世 ，使测距手段上产生重大变革 ，红外测距技术开 始大量应用于大地测量 、工程勘测设计。此后在民用上也有 了很大的发展 ，如李彬等把红外测距应用于智 能灭火机器人… 邓韶斌等把红外测距应用于智能清洁机器人口 ， ，石剑锋等提 出了红外测距在瞄准镜中的应 用口 Ｉ 。本文针对患近视的一个重要原冈是后天长时问过度看近问题 ，提 出了利用红外测距技术来预防近视 的方法 ，并进行了相应的系统设计 。
查结果表明 ： ０５ ２０ 年我国学生视力不 良检出率继续上升， 平均近视率为 ： 小学 ３ ． ％，比 ２０ 年上升 ８ １７ ６ ００ ． ５ 个百分点；初中 ５． ％，比 ２０ ８７ ０ ００年增加 ８ 个百分点；高 中 ７ ． ％，比上次普查增加 ３ 个百分点 ； ． ７ ６２ ０ ． ５ 大
３２ 软件 设计 ＿
在红外测距系统启动后 ， 首先对 Ａ ８ Ｓ 单片机进行初始化 ， Ｔ９５ １ 然后 ，当 Ａ ８Ｓ 单片机接收到红外接收电路传输的电压信号后 ，经 ＡＤ转换程序 ， Ｔ ９５ １ ／ 将片外的模拟信号转换为单片机可识别的数字信号，并经电压距离转换子程 序 ，将变化的电压转换为距离。最后 ，在动态扫描 Ｌ Ｄ显示器上显示 出来 ， Ｅ 主程序流程如图 ４ 所示 。 程序编写与系统硬件图相对应 ，由 Ｐ ０口提供段控 口，Ｐ ．，Ｐ ．，Ｐ ． ２ ２ ２ ３ ２ ４ 口提供位控口，目的动态显示间距分米 、厘米及毫米位值 ；Ｐ ．为报警 口； ２ ５ Ｐ ． Ａ Ｃ ８９ ２ Ｄ ００ 启动 口；Ｐ ． 为 Ａ Ｃ ８９ ０ ２１ Ｄ ０ ０ 脉冲供应 口；整个程序采用中断方 式对 ００ 进行数据读取 ， １ ８９ Ｐ 口为 Ａ Ｃ ８９ Ｄ ０ ０ 输人 口； Ｔ ９５ 单片机采用中 Ａ ８Ｓ １ 断方式，Ａ Ｃ按 自由模式工作 ，Ａ Ｃ连续不断进行采样转换 ，数据更新。 Ｄ Ｄ
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『］ ３ 石剑锋 ，顾玉萍 ，易锋．红外测距 在瞄准镜中的应用『． Ｊ 机械工程师 ，２ ０ ５ ：８— ７ ］ ０ ６（ ） ６ ８ ．
『１ ４ 彭军． 电器件基础与应用『 ． 光 Ｍ１ 北京 ：科学 出版社 ，２ ０ ，１９ １８ ０９ ５ — ６ ．
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｒ ｖ ｎ ｉｇ ｍｙ ｐａ ｂ ｓ ｄ ｏ ｆａ ｅ ａ ｕ ｉｇ ｄｓａ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｓｇ ｆ ｅ ｅ ｔ ｏ ｉ ａ ｅ ｎ ｉ ｒ ｒ ｄ ｍｅ ｓ ｒ ｉｔ ｎ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｐ ｎ ｎ ｎ
作者简介：谢锋云 （ ９６ ，男，湖南邵阳人，讲师 ，硕＿ ，华 科技火学在读 士 ．主要从书光电方丽的教学 研究Ｔ作 ，ｘ ｆｕ＠１３Ｃｍ。 １７ 一） ｌ ＝ ｉｙ ｎ ６ Ｏ ｅ ；
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
性 化后 ， （ ＋ ）的倒 数与 Ａ Ｄ 大小 关 系是 线性 Ｒｋ ２
丌始
Ｕ 压问距转换子程序
示 子 羁 序
图４ 主程 序流程 图
４ 结束语
按上述的原理做出的样机可在１～ ０ ｍ的间距范同内动态显示 ， ０ ８ ｃ 滞后时问约０ ，精度能到达ｌ ｍ， ．Ｓ ５ ｍ 当距离小于设定的值１ 可通过程序根据需要改动 ） 报警电路报警 ， ５ ｍ（ ｃ ， 提醒使用者已过度看近， 需要调 整姿势。本文所设计系统的硬软件稍加改动 ，便可以适用于非接触测量的许多场合 ，如汽车避撞等。
表 １ Ｇ ２ Ｉ钡距相关 参数试 验值 Ｐ Ｄ２９
从表 １ 看到 ，随着距离的增大，Ｇ ２ １输 出的电压越来越小 ，而且成非线性关系，通过电子表可以转 ＰＤ ２ 换为线性关系。根据采集的３ 组数据分析 ， 采用取平均值的方法来求出线性化后问距整型公式 （ ）。 ２
（＝１ ） ｉ ７一 ｎ ６４ ｔ １ ）
ｌ 红外测距 原理
红外测距传感器是应用 角测距原理的光学式传感器 。原
理 网见 图 １ 。
红外发光器件发出的光通过发光透镜后 ，照射到被检物体 上。被物体漫反射的发射光中 ，如果有人射到受光透镜上的光 经受光透镜聚光在受光器件上 ，那么与被检物体距离相对应 ， 受光器件上的入射光光点位置会发生变化 ， 利用电学方式检测 这个人射光的光点 ，就能够求得被检物体的距离 。
参 考文 献
『］ １ 李彬 ，陈帝伊 ，马孝义．基于Ａ Ｒ Ｖ 单片机的清沽机器人控制 系统设计『 ． Ｊ 机械与电子 ，２ １ １ ：５ — １ １ ０ ０（ ） ７ ６ ． 『１ ２ 邓韶斌 ，栾迪．基于Ａ Ｒ Ｖ 单片机的清洁机器人控制系统设计 佳木斯大学学报 ：自然科学版 ，２０ ，２ ５ ：６ ７ ６ ９ ０ ９ ７（ ） ５— ５
ｍ
图２ Ｇ２１ 性 表 Ｐ ２ 化 格 Ｄ线
Hale Waihona Puke ２２ 线性化过 程 ．为提高线性化测距公式准确性 ， 采用同一间距测３ 组电压求平均值方法 ， 把所测数据输入 电子表中得到 的ｍ，ｂ ｋ ， ，ｍ’ ’ ’ ，ｂ ，ｋ 。表 １ Ｐ Ｄ ２ 为Ｇ ２ １所测问距与输 出电压实验结果及相关参数实验值。