基于Zigbee的多功能视力保护系统技术方案

本实用新型专利技术属于视力防护领域，为了解决日常的学习用电照明装置无法自适应调整，影响视力保护的问题，本实用新型专利技术提供了一种基于Zigbee的多功能视力保护系统，包括上位机以及多个视力保护子系统，所述的视力保护子系统包括STC89C52主控模块、光强检测模块、时钟芯片模块、红外限距模块、LCD显示模块和声光提示模块，光强检测模块、时钟芯片模块和红外限距模块的信号输出端与STC89C52主控模块的信号输入端连接，LCD显示模块和声光提示模块与STC89C52主控模块的信号输出端连接；各视力保护子系统分别通过Zigbee通信模块与上位机进行通信连接。Zigbee芯片可以安装在一定场所内所有照明装置上使得该场所内的光强都可以随环境光强的改变而改变，从而保护眼睛并且节省电能。

【技术实现步骤摘要】
基于Zigbee的多功能视力保护系统
本技术属于视力防护领域，具体涉及一种基于Zigbee的多功能视力保护系统。
技术介绍
随着电子设备的高速发展及广泛使用，给人们带来了巨大的方便，但同时这些设备对人们的视力产生了巨大的伤害，尤其对学生族更为严重。此外，不良的学习姿势也给人的眼睛带来了巨大的冲击，造成了青少年近视率急剧升高。根据世界卫生组织公布的数据，全世界目前约有4500万人目盲，2.85亿人视力低下，已经成为全社会关注的公共卫生和社会问题。如果不采取行动，到2020年，全球盲人总数将增至7500万。视力下降不仅影响青少年的日常生活和学习，对青少年的身心健康造成极大的影响，同时给青少年的成长与发育造成极大的障碍。眼睛是心灵的窗户，所以，视力保护变得尤其重要。1、目前没有可以根据环境光来自动调控灯光强度的灯；2、青少年学习时不正确的坐姿以及眼睛与书本的距离太近会降低视力；3、用户长时间的学习工作会使得眼睛疲劳，眼睛得不到很好的休息会降低视力；4、环境光线较暗时用户仍在持续用眼的过程中会降低视力并且浪费电能。
技术实现思路
本技术为了解决日常的学习用电照明装置无法自适应调整，影响视力保护的问题，进而提供了一种基于Zigbee的多功能视力保护系统。本技术采用如下技术方案：一种基于Zigbee的多功能视力保护系统，包括上位机以及多个视力保护子系统，所述的视力保护子系统包括STC89C52主控模块、光强检测模块、时钟芯片模块、红外限距模块、LCD显示模块和声光提示模块，光强检测模块、时钟芯片模块和红外限距模块的信号输出端与STC89C52主控模块的信号输入端连接，LCD显示模块和声光提示模块与STC89C52主控模块的信号输出端连接；各视力保护子系统分别通过Zigbee通信模块与上位机进行通信连接。所述的光强检测模块包括ADC转换模块和光敏电阻，光敏电阻用于光线强度的检测，光敏电阻与ADC转换模块的电压信号输入端连接，ADC转换模块的数字信号输出端与STC89C52主控模块的信号输入端连接。所述的时钟模块采用DS12C887芯片，DS12C887芯片自带晶体振荡器和锂电池，并与STC89C52主控模块的信号输入端连接。所述的红外限距模块包括比较器、可变电阻VR1和一组红外对管，红外对管包括红外线发射与接收管，红外对管和可变电阻VR1并联、红外对管和可变电阻VR1分别连接比较器的两个模拟信号输入端，红外对管和可变电阻VR1的另一端接地，比较器的数字信号输出端通过定值电阻连接开关指示灯。所述比较器采用LM393芯片，LM393芯片的数字信号输出端还连接有调节检测距离的电位器旋钮，调节距离范围为2-40cm。所述红外对管的两端并联有稳压电容。所述的LCD显示模块采用LCD1602液晶屏，与STC89C52主控模块的信号输出端连接，LCD1602液晶屏的显示输出量包括时间和光强值。所述声光提示模块包括蜂鸣器、发光二极管D1、NPN型三极管Q1和NPN型三极管Q2，NPN型三极管Q1和NPN型三极管Q2的基极连接并通过电阻R1与STC89C52主控模块的信号输出端连接，NPN型三极管Q1的集电极通过蜂鸣器与电源连接，NPN型三极管Q2的集电极通过电阻R3、发光二极管D1与电源连接，NPN型三极管Q1和NPN型三极管Q2的发射极分别接地。本技术具有如下有益效果：1、根据环境亮度自动调节灯光的亮度，不至于出现在暗环境下太亮的灯光或者在亮环境下太暗的灯光，减轻对眼睛的损害；2、青少年会不重视眼睛与书本的距离，头低的太靠下不仅损害眼睛，对于颈椎也有损害，该装置的红外限距模块可实现眼睛与书本的距离提醒功能，使得眼睛、颈椎得到保护；3、用户用眼时间过长使眼睛得不到休息，对眼睛也有损害，用眼时间过长时给出提醒可以让用户休息眼睛，并且时间可以自定义（如，45分钟，1小时，等）；4、周围光线较暗时盯着发光物体特别损害眼睛，而视力保护装置会给出提醒，光线过暗会自动调暗照明装置的亮度，减小对眼睛的损害；5、兼有钟表、闹钟功能，使得此装置更加方便青少年使用；6、Zigbee芯片可以安装在一定场所内所有照明装置上使得该场所内的光强都可以随环境光强的改变而改变，不需要人为的去改变光强，从而保护眼睛并且节省电能。附图说明图1为视力保护装置的整体结构框图；图2为光线强度检测与ADC转换模块的结构示意图；图3为时钟模块的结构示意图；图4为红外限距模块的结构示意图；图5为显示模块的结构示意图；图6为声光提示模块的结构示意图；图7为多功能视力保护系统的工作及测试流程图。具体实施方式结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步说明：如图1所示的视力保护子系统，包括STC89C52主控模块、光强检测模块、时钟芯片模块、红外限距模块、LCD显示模块和声光提示模块和ZigBee联网控制模块七大模块，光强检测模块、时钟芯片模块和红外限距模块的信号输出端与STC89C52主控模块的信号输入端连接，LCD显示模块和声光提示模块与STC89C52主控模块的信号输出端连接。在一定场所内可集成设置若干视力保护子系统，各视力保护子系统分别通过Zigbee通信模块与上位机进行通信连接，使得该场所内的光强都可以随环境光强的改变而改变。1、光线强度检测与ADC转换模块如图2所示，光强检测与转换模块由光敏电阻和ADC0832芯片组成。光敏电阻进行光强检测，并将光强转化为相应的电压传给AD芯片，AD芯片将电压模拟量转化为数字量传给单片机（ZigBee联网控制模块），通过单片机控制显示在LCD显示屏上。当环境光线发生变化时，光敏电阻的阻值也会随之变换，电阻分得的电压也会不同，AD采集和处理后得到的电压值也不同。进行多组实验，就可以得到不同光照强度下的电压值。在程序中设定出合适的光线强度报警值范围，当光线强度不在这个范围内时，声光提示模块就会发出声音，提示我们当前眼睛所处环境不适合用眼，从而保护眼睛。该模块可以实现以下功能：（1）手动调节功能：外界光线太强或太弱的时候发出声音，提醒用户调节灯的亮度；（2）自动调节功能：当外界光线过强或过弱时自动调节灯光的亮度，从而保护眼睛。2、时钟模块时钟模块选用了DS12C887芯片，如图3所示，带有128字节RAM，其中11字节用来存储时间信息，4字节RAM用来存储DS12C887的控制信息，称为控制寄存器，113字节RAM供用户使用。数据/地址总线复用，用户可编程以实现多种方波的输出。我们可以随意设定一段时间，如45分钟，60分钟，当时间达到后，系统就会控制声光提示模块报警，提示我们该休息一下眼睛了，从而保护眼睛。可以实现以下功能：（1）自带晶体振荡器和锂电池，在没有外部电源的情况下仍然可以工作10年；（2）可以计算到2100年前的秒、分、小时、星期、日期、月、年七种日历信息并且带有闰年补偿功能；（3）用户可以根据个人习惯使用12小时制或者24小时制，12小时制以AM，PM区分上下午；（4）用户可以根据工作量的大小或者用眼时间的长短来自行设置一段时间区间，如果超过设置的工作时间区间则会发出声音，提醒用户休息眼睛。3、红外限距模块红外限距模块以LM393芯片为核心，可以实现以下功能：（1）用户眼睛如果离书本太近（小于33cm时）本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Zigbee的多功能视力保护系统，其特征在于：包括上位机以及多个视力保护子系统，所述的视力保护子系统包括STC89C52主控模块、光强检测模块、时钟芯片模块、红外限距模块、LCD显示模块和声光提示模块，光强检测模块、时钟芯片模块和红外限距模块的信号输出端与STC89C52主控模块的信号输入端连接， LCD显示模块和声光提示模块与STC89C52主控模块的信号输出端连接；各视力保护子系统分别通过Zigbee通信模块与上位机进行通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于Zigbee的多功能视力保护系统，其特征在于：包括上位机以及多个视力保护子系统，所述的视力保护子系统包括STC89C52主控模块、光强检测模块、时钟芯片模块、红外限距模块、LCD显示模块和声光提示模块，光强检测模块、时钟芯片模块和红外限距模块的信号输出端与STC89C52主控模块的信号输入端连接，LCD显示模块和声光提示模块与STC89C52主控模块的信号输出端连接；各视力保护子系统分别通过Zigbee通信模块与上位机进行通信连接。2.根据权利要求1所述的基于Zigbee的多功能视力保护系统，其特征在于：所述的光强检测模块包括ADC转换模块和光敏电阻，光敏电阻与ADC转换模块的电压信号输入端连接，ADC转换模块的数字信号输出端与STC89C52主控模块的信号输入端连接。3.根据权利要求2所述的基于Zigbee的多功能视力保护系统，其特征在于：所述的时钟模块采用DS12C887芯片，DS12C887芯片自带晶体振荡器和锂电池。4.根据权利要求3所述的基于Zigbee的多功能视力保护系统，其特征在于：所述的红外限距模块包括比较器、可变电阻VR1和一组红外对管，红外对管包括红外线发射与接收管，红外对管和可变电阻VR1并联、红外对...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺养慧，
申请(专利权)人：贺养慧，
类型：新型
国别省市：山西,14