摘 要本课题采用STM32微处理器担任主控核心，设计了一款微智能视力仪系统，实现了面部与学习平台距离的测量、学习环境光线亮度的检测、定时学习护眼放松提示、手机app操控显示以及异常报警等功能。在硬件系统中，采用了STM32微处理器作为主控核心，在它的外部结合了高性能的超声波传感器、光敏传感器、WIFI通信模块、液晶屏以及蜂鸣器等器件，构建了系统的硬件框架结构。在软件系统中通过C语言来对各项功能进行实现。系统具有非常高的实用性，并且研发成本非常低，能够应用于智能视力保护产品中，经过对实验现象和数据的综合分析，修正出现的问题，所有预期功能指标得到实现，最终使得这款系统具有较高的实用价值。
目录
一、 引言 1
（一） 智能视力保护仪的发展背景 1
（二） 智能视力保护仪的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能视力保护仪的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶显示屏简介 4
（四） 有源蜂鸣器简介 4
（五） 超声波传感器简介 5
（六） WIFI通信模块简介 5
（七） 光敏传感器简介 6
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
1. 时钟电路配置 7
2. 复位电路配置 7
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 坐姿不端正报警电路设计 8
（四） 坐姿检测电路设计 9
（五） WIFI通信电路设计 10
（六） 环境光线采集电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 智能视力保护仪的主程序流程设计 12
（二） 液晶显示子程序设计 13
1. 写指令流程设计 13
2. 写数据流程设计 13
（三） 坐姿不端正报警子程序流程设计 14
（四） 坐姿检测子程序流程设计 15
（五） 无线数据收发子程序流程设计 16
（六） 环境光线 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
采集子程序设计 17
五、 实物制作与安装 19
总结与展望 23
参考文献 24
致 谢 25
附录一 原理图 26
附录二 PCB图 27
附录三 元件列表 28
附录四 程序 29
引言
智能视力保护仪的发展背景
本课题的提出旨在向高端性能产品作出挑战，研发出一种高性价比的智能视力保护仪系统。本课题的意义在降低当今市场上智能视力保护仪控制系统的研发成本，在对当今市场上畅销的智能视力保护仪系统产品进行考察后可以知道，中端产品可以吸引到越来越多的使用人群，而高性能产品售价过于昂贵，仅有少量使用人群能够负担得起，依照价格区间分布情况去对智能视力保护仪系统进行分析，通过对国内外相关文献的大量调研可以知道，当今国内外只有少数企业可以完全拥有智能视力保护仪控制系统的核心技术，而其他企业还没有做到对整个研发流程的精通，无论是在元件的选取还是软硬件系统框架的设计方面，都略微不足，由于关键技术当今只有一小部分企业完全掌握，从而高性能智能视力保护仪系统的售价较为昂贵，尚且不能够进行市场普及。
通过对开发资料的详细查阅可以知道，对智能视力保护仪控制系统的配置方案取得了较大的技术革新，最早期的智能视力保护仪系统全面采用纯模拟电路进行构建，主控电路板的外观特点则以大量的电阻电容等基础器件为主，通过复杂的电路连接和性能参数的设计，使得智能视力保护仪系统能够执行基本的指标功能，而随着科学水平的持续进步，集成芯片的推广，使得智能视力保护仪系统内部大多数模块都被模块化芯片所取代，这样就可以降低计算元器件参数的工作量，然后在智能视力保护仪控制系统长时间工作后，环境参数的变化几乎影响不到智能视力保护仪系统的正常工作，然后对智能视力保护仪控制系统的升级换代，很多情况下只需要通过软件程序的重新烧录即可完成，而硬件电路不用变动，这即是数字式智能视力保护仪系统的突出特征。
智能视力保护仪的国内外发展现状
查阅了智能视力保护仪控制系统的相关研究资料，近期一份科学杂志上刊登了肯特大学在智能视力保护仪控制系统研究方面的内容，这个学校的一个研究小组向外界公布了其最新研究成果，在常规智能视力保护仪系统的基础上，将一个同时运行的四颗ARM内核移植进了硬件电路的重要部分，开发人员称这款系统结构有点在于改变以往单核处理器所存在的弊端，大大提升了智能视力保护仪系统的效率，可以使用户得到更为优秀的体验，该小组经过反复的运行测试并且公布了相关数据，这款系统能够长时间稳定高效工作，是未来智能视力保护仪控制系统发展的新趋势。
通过对资料的查阅，可以了解到与本系统相关的一些研究设计，其中最为新型的是一款国产化的智能眼镜产品，它不但能够实现普通眼镜的功能，研发者在其镜架上植入了大量高性能芯片，使得它可以实现对视力一定程度的保护，通过高性能的超声波传感器来检测眼睛与书本之间的距离，还能够提供一些音乐播放、智能提醒以及自动改变镜片颜色等功能。虽然在功能性方面让人眼前一新，但是没有大规模普及的原因就是成本太高。
根据2019年的一份技术分析报告显示，国外一家大学科研小组研发出了一款具备眼部疾病预防的智能视力保护仪，佩戴者通过该智能型眼镜，可以实现对眼部疲劳程度、是否感染常见眼部细菌等情况进行自动检测，并通过眼镜片上的隐形液晶显示器来对检测数据进行显示。这是视力保护研究方面一个新的突破，可以致力发展于医学领域，但对于普通人保护视力才是最主要的。
相比较之下，我国更倾向于更具实用性方面的研究。近些年我国一直倾力于智能视力保护仪的研究，努力走进大众视线，引起家长和学生的重视、让他能够选择更中意的护眼仪产品。
权威科普杂志《科学美国人》在1918年刊文说过：“贝茨这位眼科学家30年来不借助眼镜，完全改善了视力缺陷，证明目前支持眼科治疗的一些基本理论是无效的，他的发现是革命性的眼科实践”。产品的名字就叫“贝茨视力保护仪”。它的原理在于超视力视觉训练镜融合了贝茨训练的8种手法并配合以高度集成IC（微电脑芯片）技术再配合三原色营养光组成的智能导航系统，将深奥复杂的贝茨训练法化繁为简，简单地说就是将贝茨的护眼步骤通过保护仪来实现，不用自己动手、长期佩戴就能矫正视力。虽然传闻说贝茨法在被推出之前帮助过许多研究所的学生们矫正了视力后才发布，但一百年来支持贝茨法的和批判贝茨法是骗局的数不胜数，很多教授说贝茨保护仪根本没有任何科学依据、贝茨法保护仪的近视理论和人眼的运动机制南辕北辙等等。贝茨视力保护仪在此不多做解释，但贝茨保护仪是否能够真正做到保护视力至今还是未知数。

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