家用多色节能护眼灯设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着科技的快速发展, 电脑、手机等电子产品进入了人们的生活，近视的问题也变得尤为严重。多功能变色节能护眼灯是能够通过照度传感器检测周围的亮度，自动调节灯的亮度及颜色, 从而达到节能、护眼的效果。

现在家用电器因为单片机而走向智能化，并随着人们生活水平的提高而更平民化，人们的生活也因为如此而更舒适、方便。随着智能家居的发展，作为家用电器里的一份子，灯也变得智能化。虽然传统按键式的灯占领大部分的市场，但是随着时代的发展，传统按键式的灯已受到智能化的威胁，智能节能灯比起传统灯有巨大的优势。它既可以节能省电，又能保护视力，防止近视。我国政府非常重视能源的节约，法律已经规定了“节能”。根据近几年数字统计，我国在照明上用的电量为全国总发电量的10%～12%，这是一个非常惊人的数字，由此可以知道中国照明消耗的电非常大。因此我们要尽快采取行动，在照明上节约用电。智能护眼灯最突出的优点就是省电和方便。方便不必说，省电节能更重要，现在世界范围内电能短缺。我国也不例外，目前我国的电能储备上，每到夏天用电高峰期就有很多省市拉闸限电以缓解电能供应短缺。如果将传统台灯换成节能护眼灯，假设每个人一天少开灯10分钟，节能护眼灯装10w的灯泡。一天节省电能就有6000j，一个月能节省180000j，一年就能节省2190000j电能，就相当于0.6千瓦能。如果全国人民都行动起来，那么每年全国将省7.8亿千瓦时的电能。当然，节能背后更重要的目的和作用是对于环境的保护。我国目前有70%的电能来自与火力发电厂，而火力发电厂发电就会导致二氧化碳的不断排放，节省电能就相当于减少co₂的排放，co₂排放量的减少能在一定程度上缓解温室效应，缓解自然环境的被污染。所以，智能护眼灯节约电能的同时也促进了对自然环境的保护。本课题研究多功能变色节能灯，采用mcs-51系列的单片机at89c51和相关光电检测设备，达到家用照明的智能化，同时避免了传统照明灯对能源的浪费和对视力的损伤，这在将来必将得到广泛的应用。该设计以单片机为控制核心，通过照度传感器，感应周围环境的光照强度，将检测到的信号传递给单片机，单片机将信号加以计算处理，来调节灯的亮度和颜色。该设计也可以切换成手动模式，通过按键调节亮度和颜色。

单片机通过继电器控制灯的打开或者关闭，通过光照检测电路对周围环境进行检测，当周围环境光照度不足时，单片机打开台灯，并根据具体情况自动调节亮度和颜色。这对节约用电和视力的保护提供了很大的便利。因此照明设备的智能化研究有着极重要的意义。

2. 研究内容和预期目标

（1）设计一种基于单片机的多色节能护眼灯；

（2）完成功能：实现对灯光的智能控制；

（3）电路原理图设计；

3. 研究的方法与步骤

本方案计划为以下几个方面：了解节能灯的光照标准和功率；测试根据环境光照度调节灯的最佳亮度和颜色；测试pwm控制红、绿、蓝三个小灯的组合颜色；研究照度传感器接收光的角度和范围；研究灯光控制器电源问题。本系统由单片机、照度传感器、a/d转换器、d/a转换器等模块组成。照度传感器接收到的模拟信号经过a/d转换器传给单片机，单片机pwm输出控制d/a转换器的模拟量输出，分别控制红、绿、蓝小灯的亮度，从而控制总体亮度及颜色，可通过人机界面进行控制。系统总体框图如图1所示。

（1）整体把握所设计系统的构成和工作原理

（2）对主要器件的工作原理有足够理解

4. 参考文献

1. 单片机原理及应用，张洪润，孙悦等著. 清华大学出版社，2008

2. 单片机应用技术，吴国经主编. 中国电力出版社，2004

3. 沈红卫. 基于单片机的智能系统设计与实现. 电子工业出版社，2005

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   5. 计划与进度安排

   （1）2022.2.26—2022.3.12 查阅资料，撰写开题报告；

   （2）2022.3.12—2022.4.17 硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令及编程语言；

   （3）2022.4.17—2022.4.25 设计电路原理图、编制应用程序；

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