基于51单片机的智能按摩眼罩系统的设计与实现

基于51单片机的智能按摩眼罩系统的设计与实现 1.1 研究的目的和意义 1.2 国内外研究现状分析 1.2.1 国内研究现状分析 1.2.2 国外研究现状分析 1.3 本文的组织结构 1.4 本章小结 摘 要 随着社会经济得发展，手机、电脑等电子产品已经成为人们日常生活、学习、工作必不可少得产品。随着电子 产品的不断发展和长期的工作压力，我们的眼睛也没有办法得到充分的休息，由此引发的各类眼疾更是让我们倍感 痛苦。适当的睡眠可以有效地减轻视力的疲劳，从而促进工作和学习。眼保健操、远近物交替、闭目休息是三种常 见的缓解视疲劳的方式，最有效果的是眼保健操。然而，现在的社会发展日新月异，人们的日常工作也变得越来越 快，眼睛大部分时间没有得到太多的锻炼。 基于51单片机的智能按摩眼罩系统采用STC89C52RC单片机作为主控制芯片，当系统启动后首先通过温度传感器 检测温度值，并通过液晶屏显示，当温度过低时可自动加热。系统通过按键可以选择不同的按摩档位，系统采用震 动电机，通过调节电机震动的间歇时间来实现不同的按摩档位。系统可以通过按键设定定时时间，同时可以通过按 键控制启动和停止，同时当设定的定时时间到达后也会自动停止。最终，该系统实现了蓝牙通信，将采集到的信息 通过蓝牙发送到了手机，并由APP实现了对眼罩的操作。 经过试验，系统工作平稳，可实现温度的显示和温度的自动调整，可调整各种档位和按摩时间。 关键词：单片机；智能按摩眼罩；控制系统 目 录 第1章 绪论 1 1 1 2 2 2 2 3 第2章 系统总体方案设计 3 2.1 总体设计方案 3 2.2 元器件的选型 3 2.2.1 单片机 4 2.2.2 液晶显示屏 5 2.2.3 蓝牙通信 6 2.2.4 温度传感器 7 2.2.5 震动电机 7 2.2.6 继电器 8 2.3 本章小结 8 第3章 系统硬件设计与实现 9 3.1 单片机电路的设计 9 3.2 液晶显示模块 10 3.3 通信模块 10 3.4 温度控制模块 11 3.5 震动电机模块 12 3.6 本章小结 12 第4章 系统软件设计与实现 13 4.1 总体程序设计 13 4.2 温度控制模块 14 4.3 时间控制模块 16 4.4 档位控制模块 17 4.5 通信模块 19 4.6 本章小结 21 第5章 系统测试 22 5.1 时间控制功能测试 22 5.2 档位调节功能测试 23 5.3 温度控制功能测试(压力功能测试) 23 5.4 无线数据传输功能测试 24 4 第6章 总结及展望 6.1 总结 6.2 展望 参考文献 致 谢 附录A 硬件原理图 5.5 本章小结 25 26 26 26 27 28 29 第1章 绪论 随着人们生活的改变，第一个改变是在疫情的影响下，人们的生活方式发生了改变，足不出户已成常态，从而 导致对电子产品的依赖越来越强。学生使用电脑或者手机上网课，一上就是一天；上班族采取线上办公的方式来工 作；想出门看看祖国的大好河山的人群，只能通过刷手机的方式观看。第二个变化是老百姓的生活质量得到了改 善，由原来的贫穷逐步发展到了小康，而且大家都比较乐意把钱用在医疗用品和医疗设备上。如今，很多的购物中 心和影院里都有了一些自动的按摩椅子，让顾客休息。因此，很多人都会花大价钱去买医疗器械，比如眼部、颈 部、背部、足部、小腿等按摩器械等。 1.1 研究的目的和意义 智能按摩眼罩主要服务两类人群，第一类就是小学生、中学生、高中生眼睛正处于发育的过程中过度使用且不 做一些调养、按摩、歇息的，尤其是疫情期间，所有的课程都采用上网课的方式进行，这就更容易会导致近视。第 二类就是对于长期需要使用电脑的工作人群来说也是如此。该系统研制的智能化按摩眼罩拥有振动、控制按钮、定 时按摩、自动发热、调整档位等功能，使按摩更加一体化、智能化。震动按摩，通过电机让整个结构产生震动，对 眼部进行全方位的按摩，能缓解眼睛疲劳，保护视力健康的效果。当温度传感器检测到温度低于阈值时，继电器自 动加热，起到热敷的作用。如果在入睡前、课间、刚做写作业、或者工作后再使用智能按摩眼罩，那么孩子近视、 弱视、远视、斜视的几率就少之又少了。 日常生活中，电子产品成为了人们必不可少的物品，电子产品是人们的乐趣，特别是儿童和年轻人，观看电子 产品可以使人们放松。在疫情期间，电子产品更是学生必不可少的学习工具，电子产品有助于学习。但是长时间观 看电子产品，会使人眼出现酸胀、黑眼圈以及视力模糊等问题，很影响我们的正常生活。眼保健操、远近物交替、 闭目休息三种常见的缓解视疲劳的方式，最有效果的是眼保健操。然而，现在的社会发展日新月异，人们的日常工 作也变得越来越快，眼睛大部分时间没有得到太多的锻炼。因此，智能按摩眼罩尤为重要。本智能按摩眼罩设计的 意义是能够为劳累一天工作学习的人们提供一丝温暖，让眼睛视力得到保障，让人们生活更加方便，能够更好地生 活，为人们带来更多便利。 1.2 国内外研究现状分析 随着科技的不断发展，国内外各种功能的智能眼罩系统不断地涌现，接下来从国内外分别对当前的学者的研究 成果进行研究与分析。 1.2.1 国内研究现状分析 目前国内的研究现状已经非常成熟和先进。开发的常用功能有热敷和振动功能，较先进的功能有音乐引导、精 心磁疗、恒温热敷、振动按摩， 以及一些仿人手的气囊挤压功能。 许多品牌技术已经发展到一个芯片可以实现三种 以上的功能，已经可以做到尽可能小的PCB板，小到一块饼干的大小，产品越精细它包含的技术含量就越高，密集程 度就越高，排版顺序就越多，产品的定价一般在200-800元上下，价格越贵所拥有的功能也就越多，相知而来的技术 层面也就越高[1]。 1.2.2 国外研究现状分析 智能按摩眼罩技术在国外已经有了很大的市场，产品外观、性能、价位、安全是在市场最具有竞争力的因素， 相同的价格你有的功能比别人多，那你的竞争力就大，这价格昂贵的护眼器，可不是单纯的按摩，它是由贝茨的视 觉训练方法开发的，它不再是单纯的按压，而是采用了3D技术。在一个长形的暗室内，可以训练睫状肌，使其变得 5 更强，使其具有更好的调节作用。通过坚持使用护眼仪进行眼周穴位按摩，从而达到保护视力健康的效果[2]。 1.3 本文的组织结构 本论文是围绕智能按摩眼罩系统的设计与实现过程展开的。首先，对数据采集和相关硬件设备的选择进行了研 究和讨论。然后，详细介绍了硬件系统和软件系统的设计与实现。本篇论文组织结构如下： 第一章，主要对系统进行整体的描述，介绍了系统的现状、研究的目的和意义、组织结构和课题来源。 第二章，主要说明总体方案设计，部件的选择。 第三章，主要说明整个系统的硬件设计与实现。 第四章，主要说明整个系统的软件设计与实现，包括模块程序流程图，核心代码的编写。 第五章，主要说明系统测试。 第六章，主要总结了本文的成果，最后指出了本文还存在的问题以及未来的研究方向。 1.4 本章小结 本章介绍了智能按摩眼罩的研究目的和研究该产品的意义所在，并分析了国内外研究现状，最后整理出整篇文 章的结构，对下一阶段的论文以及系统的开发提供了帮助。 第2章 系统总体方案设计 本章主要介绍系统总体方案设计，前一章节对研究目的和意义，国内外研究现状分析和阐明了本文的组织结 构。本章首先要说明的是系统设计的总体方案，在了解整体框架的情况下，根据