多功能视力保护仪的设计

工业技术
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社会的高速发展，使大批新兴的电子产品陆续问世，给人们生活增添便捷的同时，也带来许多负面因素。

依据国家统计局近日一项调查报告显示，我国学生视力相对低下的现状令人担忧。

小学生近视比例为35%～60%，初中生为68%，重点高中生为92%左右，在校大学生视力合格者更少。

最新调查报告显示，现在全世界近视人群中，中国占首位，而且每年都在增加。

现在国内外都在致力于视力保护仪的研究，但更多的是侧重原因的研究，而当下没有一款真正的视力保护仪器。

基于此，才产生要设计这款多功能视力保护仪的想法，使得学生在平时的学习中养成良好的学习习惯，减少近视的发病率。

1 硬件设计
本设计的硬件电路主要包括S TC89C51、L M 393、红外光电传感器、蜂鸣器。

外围电路包括光电检测电路、测距电路、显示电路、报警电路等。

各个电路系统相互协作，共同构成完成视力保护的功能。

本文设计的多功能视力保护仪，只
需单片机发送和接收简单控制信号即可完成相应的功能。

在设计中运用按键接低电平有效的方式，当按下按键时，相当于对单片机输入一个低电平，然后单片机再完成对输入信号的相应处理以实现相应的功能。

对距离的测量，选择红外光电测距传感器，它是将被测量量的变化通过内部调节转换成对光信号的变化，再利用光电元件将光信号转变成电信号，采用数码管将测量的距离实时显示出来。

采用光电检测电路完成对学习环境光线强弱的测定，经三极管输出电平的高低信号发送到单片机的P2.6引脚，通过信号的处理，单片机调用相应的程序，执行一定的功能。

2 软件设计
本系统的程序采用模块化设计,模块化的程序设计思想是将复杂的程序语言划分到不同的单元中，每个单元中执行不同的功能。

主程序通过调用模块来实现这个模块的功能。

DOI：10.16660/ k i.1674-098X.2017.14.176
多功能视力保护仪的设计
孙佰顺1 武传佳2 陈旭东2
（1 吉林医药学院 吉林吉林 132013；2 吉林市中心医院 吉林吉林 132013）
摘　要：近视越来越成为社会关注的话题，小学生近视眼发病率为26.96%，中学生为53.43%，高中生为72.8%，大学生为77.95%。

针对以上问题，设计了一款多功能视力保护仪，来缓解这种情况的继续发生，其主要功能包括红外测距、光线感知和系统定时。

其中红外测距与光线感知模块由相应的传感器构成，系统定时由所选单片机完成。

此设计是为帮助使用者维持正确的学习姿势与选择合适的灯光条件，如果被检测的内容与设置值不符，电路将有相应的声光提示，提醒使用者注意用眼卫生。

关键词：红外 光线 视力保护中图分类号：A61
文献标识码：A
文章编号：
1674-098X(2017)05(b)-0176-02
图1 光电检测电路图
图2 主程序流程图
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环境科学
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要继续进行再循环浓缩处理，具体的处理工艺流程如下图1所示。

蒸发浓缩冷却结晶工艺可以通过控制结晶温度，得到的结晶盐是比较纯净的，但是这样反复对母液进行加热蒸发、浓缩处理，会导致化工高盐废水的处理效率低，无法满足对废水处理的需求，如此反复漫长的工艺流程将消耗更多的人力、物力和财力。

3.3 蒸发热结晶工艺
蒸发热结晶工艺是将化工高盐废水进行蒸发、浓缩以后，采用旋转薄膜蒸发器对蒸发浓缩好的高盐废水加热，让浓缩高盐液体进一步蒸发浓缩，从而形成饱和结晶盐，将饱和的结晶盐冷却到40 ℃以后，就形成了结晶盐泥，图2就直观的演示了具体的操作流程。

蒸发热结晶工艺将化工高盐废水中可溶性盐类物质彻底的实现分离，而且这种工艺存在很多优势，不需要对化工高盐废水进行特殊处理，母液不需要在循环处理，从而降低了能耗，减少了处理成本，而且盐类物质的分离高达100%，回收淡水的水质也就得到了提高，同时对于需要排放的水质也达标甚至实现了“超零排放”，就不会造成环境污染。

4 化工高盐废水的参数优化
化工高盐废水的处理要从源头抓起，要求各个化工企业本着可持续发展的战略目标，对高盐废水必须经过处理达标方可排放，相关部门要做好监督管理监察工作，对不达标就将高盐废水进行排放的企业“零容忍”。

同时还要鼓励化工高盐废水的处理技术的研发工作，大力的推广化工高盐废水处理工艺技术，实现真正的节能降耗。

同时好应该加大扶持力度，为引进的设备、技术等给予一定的财政补贴。

做好化工高盐废水的处理，加大废水的回收利用率，缓解和解决水资源短缺的问题。

减少了化工高盐废水的排放量，也就减少了对环境的污染，给人们更优质的生活环境。

5 结语
要加大化工高盐废水处理技术的研究，优化工艺技术，开发出属于我们自己的化工高盐废水脱盐处理工艺技术，促进高盐废水的循环利用，解决水资源紧张局面，缩小我国化工高盐废水工艺与世界上其他发达国家的差距。

化工产业带动经济发展的同时减少对环境的污染，让我们赖以生存的环境能够“山长青、水长绿”。

参考文献
[1] 李柄缘,刘光全,王莹,等.高盐废水的形成及其处理技术
进展[J].化工进展,2014(2):493-497,515.
[2] 崔粲粲,梁睿,罗霂,等.现代煤化工含盐废水处理技术进
展及对策建议[J].洁净煤技术,2016(6):95-100.
[3] 王彦飞,杨静,王婧莹,等.煤化工高浓盐废水蒸发处理工
艺进展[J].无机盐工业,2017(1):10-14.
程序的模块化提高了程序的可读性与可移植性，同时也易于程序的后期调试和维护。

整个软件设计由报警模块、显示模块、按键模块构成。

主程序通过调用这些模块即可实现视力保护。

程序流程是根据程序设计的思路绘制的图形，好的程序流程图可以很好地诠释设计的整个过程。

该设计主程序的是完成单片机各端口工作方式的设置、系统的初始化、设定系统报警范围、完成对距离与光线数据的处理、显示及驱动蜂鸣器实现报警等。

主程序流程图如图2所示。

单片机完成加载程序并正常运行，对时间、光照强度、距离进行测量，然后根据测量结果做出相应的指令，发出报警信号。

在整个电路的总体设计中，当电路系统开始工作后，首先对电路中的各个值进行初始化设置。

随后对学习环境的光照强度的大小进行判定，光线与设定值相比较，过强或者过弱时，电路将会有声光提示。

如果达到给定初始值设置标准，电路将对定时系统进行判定，如果系统运行时间达到初始设置值45 m i n 时，则报警，若未达到，电路将继续工作，直到达到初始标准。

通过红外光电传感器完成学习者与书本或电脑的距离测量，如果测得距离小于25 c m，则报警，若测得距离大于25 c m，则返回重新进行光照强度的判定。

当检测到电路按键再次按下时，新一轮的工作流程开始，如此往复，完成整个设计的所有功能。

因为程序流程图无法体现“同时”的概念，所以对电路中测距、感光、定时等的判定排列没有固定的顺序。

3 结语
该文设计了一套多功能的视力保护仪，该保护仪以单片机为控制核心，通过红外检测电路实时检测学习人员与书本的距离，利用设计光敏检测电路检测学习环境的灯光的强弱，使用按键电路设置学习时间，并通过报警电路对学习时间、灯光强弱、书本距离超标进行实时报警。

该设计的程序设计采用模块化程序设计，把整个系统分成几个功能模块进行编程，使得程序整体结构明确，思路清晰。

通过各种性能测试与总体调试，基本符合最初设计的标准，实现了红外测距、光线感知和系统定时等功能，并通过灯光闪烁与蜂鸣器报警提醒使用者，使其注意用眼卫生。

本设计不仅可以有效防止青少年近视，也可为后期开发出更高质量的视力保护仪器提供可靠和有效的信息依据与数据源。

参考文献
[1] 刘姝,苏杭.产品设计中的人性化设计[J].艺术与设计,
2009,11(6):54-56.
[2] 凌继尧.工业设计概念的衍变[J ].南京艺术学院学报,
2009,13(3):716-717.
[3] 张毅刚,彭喜元,彭宇.单片机原理及应用[M].2版.北京:
高等教育出版社,2010.
[4] 于艳,顾桓.MC S-51单片机和PC机间的串口通信[J].科
技技术与工程,2007,7(8):1786-1789.
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