基于单片机的智能台灯设计开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:2587字

1. 研究目的与意义

社会在不断进步,人类在不断追求,市场在不断变化,高科技应用含量决定着产品发展的新趋势和前景,智能化技术在电子产品领域的应用意义深远。随着电子产品的快速发展,家用电器也越来越偏向智能化,已经应用于实际中的有智能洗衣机,智能电饭锅,智能电磁炉等,而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点,都是利用单片机作为中央控制单元。结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比,功能上更强,使用更方便,安全可靠性也更高,最重要的是更节省电能,提高了家用电器的品质。

台灯是人们生活中用来照明的一种家用电器。它一般分为两种,一种是立柱式的,一种是有夹子的。它的工作原理主要是把灯光集中在一小块区域内,集中光线,便于工作和学习。一般台灯用的灯泡是白炽灯或者节能灯泡,有的台灯还有应急功能,用于停电时无电照明。目前,灯具市场上出售的灯具种类繁多,一般台灯均采用220V交流电源供电,日光灯管、白炽灯泡为光源,手动开关或触摸感应式开光来控制。但这类台灯存在很多弊端,一是电压是不安全电压,给人们使用带来不安全因素;二是日光灯还具有频闪效应,经常使用会给人的眼睛带来一定的伤害;三是耗电量大、台灯通常都是以日光灯为主,在几瓦到几十瓦之间;四是人工化,人们由于手工操作,往往会忘记关灯,这也造成电能的浪费。

到目前为止,在灯具市场上,很少见到采用 5V的直流电源供电的一种人体智能台灯,它具有既不会出现触电,使用寿命长、无辐射、又不污染等优点,有许多普通按键台灯所无法比及的优势。智能台灯以专门感应人体红外信号的热释电红外传感器为基础,利用单片机进行处理,以达到便于控制的目的。当房间亮度不够时,且有人在附近时,台灯便会自动点亮,省去了黑暗中摸开关麻烦;当学习时由于靠桌面太近,造成坐姿不正,系统就会提示,以纠正坐姿,防止近视;学习太累了时,趴在桌子上睡会儿时,台灯就会自动熄灭;当无人在时,系统也会使台灯自动熄灭,以达到节省能源的目的。

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2. 国内外研究现状分析

国内现状:我国台灯的普及率很高,但由于存在体积大,依赖固定电源而无法断电使用等缺陷,为我国的台灯行业提供了很大的发展空间。目前,国内市场上的台灯种类样式繁多,按灯泡的类别分为:白炽灯、节能灯、LED灯。LED台灯是以发光二极管为光源的台灯,具有体积小、耗电低、使用寿命长、无毒环保、安全可靠等诸多优点,使得LED灯具从室外装饰,景观照明,逐渐发展到家用照明。可是目前市面上的很多LED照明产品由于受到使用的材料、制造工业及成本等因素的制约,并没有很好地展现它的优点。虽然台灯市场发展空间大,但是目前我国台灯产业发展仍存在诸多问题。

通过大量的市场分析,价格较高的台灯大多来自国外,而国内的台灯价格普遍偏低,而个别高价格的国内台灯不是因为设计的独特而是因为材料的昂贵或工艺的特点。现今,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。

我国台灯产业近几年呈现快速增长的趋势,国内生产LED照明灯具的企业就有5000余家。由于LED照明产业的核心技术主要掌握在欧美等国家,国内企业主要生产低端产品,所以产品的附加值低,企业利润上不去。在生产过程中,能源消耗大、产品出场率低、环境污染严重,管理水平落后等,使得国内很多台灯企业纷纷倒闭。在此背景下,一些企业纷纷加快科技创新步伐,改进生产技术,有效提升了其台灯生产效率和质量。调研机构数据表明,自2010年以来,国内的LED台灯销量平均增幅达35%,LED照明市场呈逐年上升趋势。此外,中国台灯产业发展研究报告首次提出了新型台灯产业和替代品产业的概念,并以此为基础,界定了其具体的内涵,建立起评价体系和量化指标体系。另外,行业协会还站在一个全新的视角推演和预测了我国台灯产业的发展进程。 国外现状:欧洲各国的灯具设计一直引领世界潮流。如荷兰的飞利浦很早就重视以人为本的原则,除了提供包括儿童学习模式、成年工作模式、老年阅读模式、专注模式、自定义模式五种模式,可根据情景的切换改变台灯的色温外,飞利浦台灯对特有人群提供更加细致的功能改进。根据儿童缺乏行为控制能力,台灯将在儿童学习模式中进行智能锁定色温,避免儿童开启4000K以上的色温,从而损害视力。针对老年人喜欢收听收音机,在功能设置上满足老年人的需求,同时提供可变字体大小的功能,让老年人也能看清屏幕上的信息。飞利浦台灯还能充当无线中继器,扩大WiFi信号,更方便。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:本设计对智能台灯进行研究,实验内容具体包括AT89C51单片机的使用,C或汇编语言的使用,控制电路的设计等。

研究计划:1~3 周 :收集资料并撰写开题报告

4~5 周:设计智能台灯的总体方案

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4. 研究创新点

设计采用51单片机实现智能台灯系统,极大的节约了日常的用电成本,符合低碳生活的现代生活趋势。

51单片机具有成本低廉,可操作性强等显著优点,同时也是当今应用最广泛的单片机之一。

同时使用的C语言也具有易于实现,使用面广,参数选定比较简单等优点。

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