目前,青少年视力低下已成为国内外共同关心的问题。资料显示,我国小学生视力低下率为26.96%,初中生53.43%,高中生72.8%,大学生77.95%。特别是调查显示50%以上的学生及家长缺乏视力保健最基本的科普知识,不懂得不提前预防和及时治疗近视的危害性,因而有41.6%视力低下的学生并未采取任何矫正措施,又缺专业机构的治疗。

而引起近视的主要因素:1.用眼距离过近。据有关资料报道,青少年近视眼以长期用眼距离过近引起者为多见。青少年眼睛的调节力很强,当书本与眼睛的距离达7-10厘米时仍能看清物体,但如果经常以此距离看书,写字就会使眼睛的调节异常紧张,从而可形成屈折性(调节性)近视,所谓的假性近视。如果长期调节过度,使睫状肌不能灵活伸缩,由于调节过度而引起辐辏作用加强,使眼外肌对眼球施加压力,眼内压增高,眼内组织充血,加上青少年眼球组织娇嫩,眼球壁受压渐渐延伸,眼球前后轴变长,超过了正常值就形成了轴性近视眼,所谓真性近视。而正常阅读距离应是30-35厘米。2.用眼时间过长。有的青少年看书写字做作业,看电视等连续3-4小时不休息,甚至到深夜才睡觉休息,这样不仅影响身体健康,久而久之,当看远处时,眼睛的肌肉不能放松而呈痉挛状态,这样看远处就感到模糊而形成近视。一般主张连续看书写字或看电视40-50分钟就应休息片刻或向远处眺望。

由上述可知,中国学生视力低下的状况令人担忧,而写字看书姿势不正确和看书写作业的时间太长是导致近视的主要原因。所以设计一款人性化的视力保护器意义重大。

通过市场调研,目前坐姿矫正器有机械平衡式坐姿矫正器,支架式坐姿矫正器,电子平衡式坐姿矫正器和测距式坐姿矫正器这几类,而这些矫正器都存在功能单一的缺点,许多矫正器缺乏人性化设计,由于自身构造的局限性,造成适用人群和环境的局限性,所以现在没有被广泛使用,中小学生的视力低下的状况仍将延续。

基于以上原因,本论文提出了智能红外视力保护仪的设计思路。智能红外视力保护仪主要包含测距、感光和定时三大功能。其中测距和感光模块由相应功能的传感器构成,能实现对使用者距离与周围光线强弱的检测和报警功能。处理模块由STC89C51单片机运行程序构成,能实现对学习时间进行定时并通过报警来提示时间已到的功能。总体上讲,本设计的这三个功能能同时生效,并通过报警灯闪烁和蜂鸣器报警的方式提醒使用者注意用眼卫生。

二、设计方案

研究的基本内容

本课题运用模电、数电、单片机这些课内专业知识,设计一款拥有测距定时提 醒,角度变换,灵敏度高,携带方便,外形美观,适用于任何人群和环境的视力保护器。

由于单片机芯片具有智能处理功能，所以本次设计采用单片机作为主芯片，通过光敏电阻采集光线信号，通过AD采集光线信号的强弱，把光线强度等级化，通过设定报警等级来确定光照不足时语音提醒。具有以下功能：

利用超声波测距传感器测出人脸部与桌面的距离，当小于设置距离时发 出语音提醒。通过单片机内部定时器计时，当使用达到45分钟时电路自动发出语音提示,提醒使用者注意休息，可以通过停止键停止学习，也可以按继续学习键学习。

LCD1602液晶显示当前环境检测的距离，光强度值和学习时间。
语音模块为WT588D，当人体学习距离小于设置距离或者光强度值小于设置光强度值或者学习完成时，发生语音提醒。
具有距离和光强度参数设置功能（通过设置键进入设置界面，按下参数加和参数减可以设置温度上限参数和下限参数）。
在设置界面长按设置加和设置减键，可以实现连加和连减功能，快速的完成设置功能。
STC型号单片机具有掉电设置参数保存功能。
超声波传感器检测距离，光敏电阻检测光线的强度。
本系统运行稳定、使用方便、性价比高、装上电池就能使用

硬件框图

软件流程图

方法：资料收集法，查阅相关资料，完成视力保护器构成和程序设计流   程图；实验法，将绘制完成的电路图刻制成电路板并焊接测试；归纳总结法，将测试数据进行归纳总结，形成设计报告。

预期达到的目标：能实现硬件及软件源程序的结果。完成系统的整个和     实物的设计与制作，软件流程设计，形成完整的设计报告。

三、进度安排

2018.12.20——2019.1.30查找有关资料，搜集有关信息

2019.2.1——2019.3.10完成总体设计思路

2019.3.11——2019.3.30完成硬件设计

2019.4.1——2019.4.15完成软件设计

2019.4.16——2019.4.30完成硬件及软件的测试

2019.5.1——2019.5.15完成毕业论文，准备答辩。

四、参考文献

[1] 凌继尧. 工业设计概念的衍变[J].南京艺术学院学报，2009，13(3)：4-7.
[2] Hermann Kaindl.  Combining Requirements and Interaction Design through Usasge  Scenarios[M]. Human-Computer Interaction – INTERACT 2009. Springer Berlin / Heidelberg，2009.12-14.

[3] 刘姝. 苏杭. 李默. 产品设计中的人性化与设计 [J]. 艺术与设计，2009，11(6)：34-35.
[4] 胡国堂. 许超凤. 谈产品创新设计对产业结构升级的作用[J].全国贸易经济类核心期刊，2009，9(17)：22-23.
[5] 陈静. 浅析产品设计的人性化[J].科技资讯，2009，32(1)：45-46.
[6] 樊慧. 基于设计思维与现代技术制约下的工业产品设计[J].机械管理与开发，2011，24(3)：11-13.
[7] 李庆江. 工业与产品设计中的艺术性[J]. 中国新技术新产品，2009，15(10)：2-6.
[8] 张振华. 赵灿林. 绿色产品设计对生态环境的重要性[J].科技与信息，2011，55(17)：56-57.
[9] 阳尧端. 绿色产品设计方法及其结构设计准则[J]. 职教与经济研究，2010，7(1)：28-30.
[10] 贲东宁. 李世国. 分析工业设计之演进探信息与设计之未来[J].观察思考，2009，26(6)：34-40.
[11] 罗琦. 当前阶段经济背景下工业设计发展探讨[J].设计艺术,2011,57(17)：22-23.
[12] 胡文超.陈 童，舒湘鄂，张少君. 工业设计行业现状及其人才培养方式研究[J].科技管理研究,，2012，5(3)：1-3.
[13]Meehan Joanne,Muir Lindsey.SCM in Merseyside SMEs:Benefits and barriers[J].TQM Journal,2008，5（1）：13-14.