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1. 研究目的与意义
当今社会，台灯已经成为每个家庭必不可少的一个生活必需品。但是，目前国内大多采用的还是人工管理的按键式台灯。由于人的粗心而忘记关灯不仅会造成家庭的经济损失，而且会造成电力资源的很大浪费。现如今能源问题是全球人民都比较关心的问题，许多国家正饱受着电力资源匮乏的困扰。这决定着一些传统家用电器的发展必然走向智能化，节能化。而且台灯的使用者大多数是学生或者办公室工作者，长时间在灯下办公或者学习加上不正确的坐姿对身体或者眼睛都会造成一定的损伤，这就需要台灯可以进行智能亮度调节和对人体离台灯距离太近时发出语音提醒。
如今，单片机的飞速发展更是使上述智能台灯的构想成为现实。单片机作为计算机的一种，以集成度高、功能强、能耗低、体积小和可靠性高等优点得到广泛应用，并在人工智能领域中的地位日显突出，单片机的出现，为传统家电产品升级换代，向着低成本、智能化方向发展开辟了广泛的前景。
本台灯的设计运用单片机作为中央控制单元，利用热释电红外人体传感器，使台灯自动探测区域内是否有人员，做到人来灯亮，人走灯灭，有效的避免了人离开却长时间亮灯的资源浪费，落实了当前社会的绿色，环保的理念。并且采用超声波发送模块，具有测距功能，当人离台灯太近时，会有语音和报警灯闪烁，提醒人纠正坐姿。并利用光敏电阻，随外界光照强弱自动调节台灯亮度，达到保护视力。另外，人们可以设定学习和休息时间，提醒人们不要长时间工作，劳逸结合。
2. 国内外研究现状分析
相比于国内，国外较先开展了对智能台灯的研究。欧洲各国的灯具设计一直引领世界潮流，如意大利的台灯设计除着重体现产品的内在功能外，还注重人和产品之间产生情感上的共鸣。一些国外的研究想法和方案处于比较先进的位置。a hartoyo在《development of automation system for lighting based on fuzzy logic controller》一文中设计了一款利用at89s51作为微控制器，基于模糊逻辑控制的节能灯照明系统,自动化控制系统基于模糊逻辑和使用光照传感，低成本开发，并且容易安装和扩张成一个更大的系统。从硬件和软件两个方面进行深入探索，使得设计更加完善。
现今，国内市场对于台灯的要求主要体现在：一是追求个性化;二是功能的多样性及环保性。因此台灯已不再是简单的照明工具，而是逐步向组合化、装饰化、高效节能化发展。国内设计台灯的方案采用的主芯片主要为at89系列，avr单片机，fpga等。例如高云等人研究的基于fpga的智能台灯机器人系统，以舵机控制的机械臂模块为执行终端，控制台灯的高度及光照方向；并采用摄像头采集图像对人手皮肤图像识别，实现人手所在位置的跟踪识别，采用具有nios ii嵌入式软核处理器的sopc控制系统实现对整个系统的控制管理，功能更加强大。
又如李渊等研究人员设计的基于低功耗msp430单片机的led可调光自动控制系统，应用了一个数字化恒流源来控制灯光的可调，单片机将输出电压数字写入d/a转换器，将d/a输出的电压作为恒流源的输入电压，间接地控制功率管的基极电压使功率管输出不同的电流。但是目前大多人的开发设计还是基于at89s51芯片，既可以满足系统开发需要，而且使用普遍，开发编程环境容易实现，与其他系统兼容性强，开发成本低，较avr和fpga具有明显的价格优势，还拥有超强抗干扰能力、超低功耗、价格低廉等众多优点，最终也被定为本系统的主控芯片。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
本台灯系统以at89s51单片机主控单元为核心，利用biss0001传感信号处理集成电路与之配合，光敏电阻用于采集周围光照强度，周围环境光强时不开灯，周围环境光弱时，有人存在台灯自动打开。同时以人体红外辐射传感来控制电路，利用超声波发送模块进行测距，当人体太靠近台灯时会有语音播报提醒，警告其纠正坐姿，以起到保护视力的效果。利用恒定电流电源驱动led灯，通过改变电流大小对台灯的光强进行调节。同时台灯也可以通过按钮切换手动和智能模式，并且可手动调节台灯的亮度和设定各阈值功能，使用户有更好的使用体验。
具体实现功能：
4. 研究创新点
本设计台灯灯泡亮度自动可控，使台灯发出亮度与环境亮度之和保持一固定值，无需人为频繁操作；多模式选择，人工/智能相互切换；环境探测，解决用户强光久照伤眼、弱光久视伤眼、用眼过度的问题；自动调节亮度，更加有效利用电源，更加节能，极大的方便了人们的生活。
