智能儿童台灯控制系统设计(附件)【字数：14501】
随着科学技术的不断发展，智能家居在当今社会中得到了快速的发展和应用。智能化的家用电器已经成为了如今家庭中必不可少的部分，它的安全高效、方便快捷、节约能源等众多优点使得它比传统的电器更加的出色，也更加地受到人们的欢迎。而使用单片机作为现在智能家居的中央控制系统，使得智能家用电器更加的安全可靠，效率也越来越高，极大地方便了人们的生活。本次设计研究的是智能儿童台灯系统，它利用Arduino、超声波感应模块、蜂鸣器、LCD1602显示模块以及WIFI模块对台灯进行控制来实现各种功能。当超声波模块检测到孩子打开台灯或者离开台灯时，控制器会通过WIFI模块发送到新浪云服务器中并将数据保存在数据库之中，家长可以通过微信来接收数据，查看孩子的学习状况。 系统采用的是Arduino作为中央控制器，它通过串行接口与超声波模块、蜂鸣器、按键模块、LCD1602显示模块实现通讯，可以实现自动开关、靠近报警、显示时间以及存储数据的功能。智能儿童台灯的设计，给孩子一个健康、安全、舒适的学习环境，也为家长提供了一个快捷方便的监督平台，将来必将成为智能家用电器中的主流。关键词单片机（Arduino）；超声波模块；微信平台；LCD1602显示模块；
目录
第一章绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外如今研究现状和发展趋势 2
1.2.1国内外智能儿童台灯的研究现状 2
1.2.2智能儿童台灯的发展前景 2
1.3课题设计的任务及意义 2
1.4本章总结 3
第二章 方案设计及论证 4
2.1 系统模块的选择 4
2.1.1 主控制器的选择 4
2.1.2 人体检测模块的选择 5
2.1.3 报警模块的选择 6
2.1.4 显示模块的选择 6
2.1.5 无线模块的选择 6
2.2 系统整体设计概述 7
2.3 本章总结 7
第三章 系统硬件电路设计 8
3.1 硬件的组成 8
3.2. 主控制器的设计 8
3.2.1 WIDOW控制器的设计 8
3.2.2 WIDO控制器的输入与输出 9< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
br /> 3.2.3 主控制器的原理图 11
3.3 AD/DC开关电源的设计 13
3.4 超声波测距模块设计 16
3.5 蜂鸣器模块设计 18
3.6 LCD1602显示模块的设计 19
3.7 按键模块设计 20
3.8 电位器模块设计 20
3.8 本章总结 21
第四章 软件的设计 22
4.1 系统软件的开发环境 22
4.2 软件整体设计 22
4.2.1 超声波模块的软件设计 23
4.2.2LCD1602显示模块的软件设计 25
4.2.3 蜂鸣器模块的软件设计 26
4.2.4 WIFI模块的软件设计 26
4.2.5 按键模块的软件设计 28
4.3软件设计总结 28
第五章 系统调试 29
5.1硬件的调试 29
5.2软件调试 29
5.3本章小结 30
总结 31
致谢 32
参考文献 33
第一章绪论
1.1研究背景
二十一世纪是一个快速发展，竞争尤为激烈的社会。因此，当今社会的孩子们的学习压力非常的大，给孩子创造出一个安全舒适健康的学习环境是每个家长的渴望。智能儿童台灯应运而生，随着科技的不断发展，台灯也更加的智能化与多样化。
首先，孩子在学习时的视力健康是家长主要关心的问题，家长们都不希望自己的孩子小小年纪就戴上了近视眼镜，但是学习压力的不断增加必将会对孩子的视力造成影响。我国是一个世界人口大国，儿童人口基数的庞大以及孩子不健康的学习习惯使得国内儿童的近视发病率非常的高，保护儿童视力健康已经刻不容缓。调查表明，学习压力大、用眼不健康、坐姿不正确等是导致儿童近视的主要的因素。因此，儿童台灯的坐姿矫正功能可以大大的降低儿童近视问题，对于孩子的健康具有十分积极的意义。
其次，孩子的健康成长是每一个家长都尤为关心的，每一位家长都希望自己的孩子能够在一个健康快乐的环境中学习成长。但是，现在的社会是一个快节奏的生活状况，很多家长都比较忙于工作而没有时间来管理孩子的学习。并且，儿童处于快速发展阶段，对于新的事物比较感兴趣，这就造成了许多孩子贪玩，不爱学习的性格。因此，家长可以时时刻刻监督孩子的学习情况变得尤为重要，在孩子学习成长的道路上家长的监督与陪伴可以让孩子更加的健康快乐。如今，手机已经在社会中得到广泛的普及应用，而微信则是每个手机使用者都必不可少的社交软件，本设计将微信平台与Arduino控制器通过无线模块连接起来，家长可以使用微信公众号来查看孩子的实时学习数据，了解孩子的学习状态，便于家长帮助孩子制定科学合理的学习计划，让孩子不再厌倦学习，这对于孩子未来的发展尤为重要。
1.2国内外如今研究现状和发展趋势
1.2.1国内外智能儿童台灯的研究现状
现在，我们国家的台灯普及率非常的高，不过普通的家用台灯存在着体积大，需要依赖固定的电源而没有办法断电使用等缺点。因此，我们国家的智能台灯产业的发展空间十分的广阔。目前，国内的台灯的种类繁多，按照功能来说大致可以分为两大类：普通照明的家用LED台灯和功能强大的智能台灯。如今在国内市场上，人们对于台灯的需求大概体现在两个方面：一个是台灯样子的个性化；二是台灯功能的多样化。所以，人们对于智能化、个性化、节能环保的智能台灯的需求日益增加。随着社会在不断的进步，人们对于智能化、人性化的家用电器的需求越来越高。智能儿童台灯必将会取代目前传统的照明设备，成为将来主流的家用照明工具。
欧美国家的技术一直在世界的前沿，他们的台灯技术现在也越来越发达，台灯的设计也往智能化的方向发展。所以，更加智能化的台灯越来越受到大众的欢迎。荷兰的飞利浦牌子的台灯在世界范围内十分的受欢迎，主要由于其设计的个性以及产品的智能高效。同样的在亚洲，日本的松下和东芝在台灯行业做的也非常的好。
1.2.2智能儿童台灯的发展前景
随着人们物质水平的提高以及科学技术的不断发展，智能台灯行业也得到了飞跃的发展。越来越多的新技术，新材料应用在了台灯上。现在，使用最多的台灯还是LED节能灯。而智能儿童台的在节能的基础上，添加了许多人性化的设计，将台灯从普通的照明设备变成孩子学习中最好的“朋友”。以单片机为控制器和超声波传感器相结合，再添加上WIFI模块将更多地功能集于一体，可以更好的为孩子学习提供一个完美的环境。智能儿童台灯是未来智能家居的发展方向，以后智能家居必将在家庭中得到推广和普及。
1.3课题设计的任务及意义
目录
第一章绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外如今研究现状和发展趋势 2
1.2.1国内外智能儿童台灯的研究现状 2
1.2.2智能儿童台灯的发展前景 2
1.3课题设计的任务及意义 2
1.4本章总结 3
第二章 方案设计及论证 4
2.1 系统模块的选择 4
2.1.1 主控制器的选择 4
2.1.2 人体检测模块的选择 5
2.1.3 报警模块的选择 6
2.1.4 显示模块的选择 6
2.1.5 无线模块的选择 6
2.2 系统整体设计概述 7
2.3 本章总结 7
第三章 系统硬件电路设计 8
3.1 硬件的组成 8
3.2. 主控制器的设计 8
3.2.1 WIDOW控制器的设计 8
3.2.2 WIDO控制器的输入与输出 9< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
br /> 3.2.3 主控制器的原理图 11
3.3 AD/DC开关电源的设计 13
3.4 超声波测距模块设计 16
3.5 蜂鸣器模块设计 18
3.6 LCD1602显示模块的设计 19
3.7 按键模块设计 20
3.8 电位器模块设计 20
3.8 本章总结 21
第四章 软件的设计 22
4.1 系统软件的开发环境 22
4.2 软件整体设计 22
4.2.1 超声波模块的软件设计 23
4.2.2LCD1602显示模块的软件设计 25
4.2.3 蜂鸣器模块的软件设计 26
4.2.4 WIFI模块的软件设计 26
4.2.5 按键模块的软件设计 28
4.3软件设计总结 28
第五章 系统调试 29
5.1硬件的调试 29
5.2软件调试 29
5.3本章小结 30
总结 31
致谢 32
参考文献 33
第一章绪论
1.1研究背景
二十一世纪是一个快速发展，竞争尤为激烈的社会。因此，当今社会的孩子们的学习压力非常的大，给孩子创造出一个安全舒适健康的学习环境是每个家长的渴望。智能儿童台灯应运而生，随着科技的不断发展，台灯也更加的智能化与多样化。
首先，孩子在学习时的视力健康是家长主要关心的问题，家长们都不希望自己的孩子小小年纪就戴上了近视眼镜，但是学习压力的不断增加必将会对孩子的视力造成影响。我国是一个世界人口大国，儿童人口基数的庞大以及孩子不健康的学习习惯使得国内儿童的近视发病率非常的高，保护儿童视力健康已经刻不容缓。调查表明，学习压力大、用眼不健康、坐姿不正确等是导致儿童近视的主要的因素。因此，儿童台灯的坐姿矫正功能可以大大的降低儿童近视问题，对于孩子的健康具有十分积极的意义。
其次，孩子的健康成长是每一个家长都尤为关心的，每一位家长都希望自己的孩子能够在一个健康快乐的环境中学习成长。但是，现在的社会是一个快节奏的生活状况，很多家长都比较忙于工作而没有时间来管理孩子的学习。并且，儿童处于快速发展阶段，对于新的事物比较感兴趣，这就造成了许多孩子贪玩，不爱学习的性格。因此，家长可以时时刻刻监督孩子的学习情况变得尤为重要，在孩子学习成长的道路上家长的监督与陪伴可以让孩子更加的健康快乐。如今，手机已经在社会中得到广泛的普及应用，而微信则是每个手机使用者都必不可少的社交软件，本设计将微信平台与Arduino控制器通过无线模块连接起来，家长可以使用微信公众号来查看孩子的实时学习数据，了解孩子的学习状态，便于家长帮助孩子制定科学合理的学习计划，让孩子不再厌倦学习，这对于孩子未来的发展尤为重要。
1.2国内外如今研究现状和发展趋势
1.2.1国内外智能儿童台灯的研究现状
现在，我们国家的台灯普及率非常的高，不过普通的家用台灯存在着体积大，需要依赖固定的电源而没有办法断电使用等缺点。因此，我们国家的智能台灯产业的发展空间十分的广阔。目前，国内的台灯的种类繁多，按照功能来说大致可以分为两大类：普通照明的家用LED台灯和功能强大的智能台灯。如今在国内市场上，人们对于台灯的需求大概体现在两个方面：一个是台灯样子的个性化；二是台灯功能的多样化。所以，人们对于智能化、个性化、节能环保的智能台灯的需求日益增加。随着社会在不断的进步，人们对于智能化、人性化的家用电器的需求越来越高。智能儿童台灯必将会取代目前传统的照明设备，成为将来主流的家用照明工具。
欧美国家的技术一直在世界的前沿，他们的台灯技术现在也越来越发达，台灯的设计也往智能化的方向发展。所以，更加智能化的台灯越来越受到大众的欢迎。荷兰的飞利浦牌子的台灯在世界范围内十分的受欢迎，主要由于其设计的个性以及产品的智能高效。同样的在亚洲，日本的松下和东芝在台灯行业做的也非常的好。
1.2.2智能儿童台灯的发展前景
随着人们物质水平的提高以及科学技术的不断发展，智能台灯行业也得到了飞跃的发展。越来越多的新技术，新材料应用在了台灯上。现在，使用最多的台灯还是LED节能灯。而智能儿童台的在节能的基础上，添加了许多人性化的设计，将台灯从普通的照明设备变成孩子学习中最好的“朋友”。以单片机为控制器和超声波传感器相结合，再添加上WIFI模块将更多地功能集于一体，可以更好的为孩子学习提供一个完美的环境。智能儿童台灯是未来智能家居的发展方向，以后智能家居必将在家庭中得到推广和普及。
1.3课题设计的任务及意义
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