“航空飞豹杯”电子设计大赛之参赛作品
——护眼电子狗参赛者：李盛靖郭文峰赵爽
【摘要】功能之一，利用一种定时报警原理，结合单片机和相应电路，实现在电脑使用过程中时间的设定，时间的计数，以及最后到时间后，报警提醒电脑使用者进行休息的功能。功能之二，利用一种红外线测距以及报警原理，实现在电脑使用过程中，人眼离电脑屏幕距离的设定，离屏幕的距离过近，超过设定距离时，实现自动报警。
【关键字】红外线测距自动报警功能时间设定功能护眼电子狗
一、引言
随着电子技术的发展，我们进入了一个全新的电气化时代。而这个时代最不可缺少的就是电脑，从自动化控制到远程监控，从嫦娥二号的升天到我们生活中银行的取款机，点点滴滴，都与电脑息息相关，可以说电脑越来越成为我们生活中不可缺少的一部分。
但是随之而来的是由电脑引起的种种职业病，人们的身体渐渐地都处于亚健康状态。近视眼，颈椎病成了人们习以为常的疾病，然而这种种疾病也逐渐影响着人们生活的质量。正确的电脑使用习惯，可以使人们远离疾病。
我们对经常使用电脑的人群进行了一次简单的调查，发现在电脑的使用过程中，最主要的恶习主要有两点：54%的人群认为使用电脑时间过长，没有适当的休息，是导致电脑使用过程中，视力下降的原因；29%的人认为是因为在使用电脑的过程中不正确的坐姿以及近距离看电脑屏幕是引起视力下降的原因。
针对调查的结果和我们的亲身体会，我们进行了思考，决定设计一款具有红外线测距报警功能以及定时提醒功能的作品，我们将其命名为“护眼电子狗”。
二、“护眼电子狗”的介绍
（一）、“护眼电子狗”的组成及工作原理
1、组成
护眼电子狗中最主要的三个功能模块是：红外线测距模块、定时模块以及报警模块。其他的附属模块还有USB接口供电模块等。
1.1 红外线测距模块
红外线测距主要是由红外线发射与接收器等组成，为了保证数据的实时性、连续性和准确性，红外线发射器与接收器装于“护眼电子狗”的头部，类似于网
络摄像头，和人正对，使发射出的红外线可以准确的感应人和电脑的距离而不被外界物体干扰，而接收装置则保证了接收到信号的准确性。
1.2 定时模块
定时模块主要是有编程实现的，内嵌在护眼电子狗内部的芯片以及时间继电器，共同控制一个可以调节时间的延时电路来控制普通继电器来达到定时的作用。定时时间可以由人来自由改变，类似于我们生活中所用的闹钟，操作起来极为方便。
1.3报警模块
报警装置主要是由蜂鸣器构成的，通过继电器或者红外线控制电路输入信号的控制，在输入信号为低电平的时候，蜂鸣器自动报警，实现对电脑使用者的提醒作用。
1.4 USB接口供电模块
护眼电子狗使用电脑USB接口提供的5V左右的电压进行供电，直接与电脑相连接即可，使用方便。
2、红外线测距的工作原理
2.1 红外线测距的基本原理
红外线测距的原理，由红外线发射器发出红外线，在发出红外线的前方，如果有障碍物，红外线将会被反射回来，反射回来的红外线被红外线接收器接收，如果接受强度达到掉电路导通的要求，则报警模块的电路导通，蜂鸣器发出报警提示音，直至电脑使用者离护眼电子狗的距离超出设定的范围，使反射回来的红外线信号的强度不能达到高电平，使电路处于截止状态，报警信号将自动消失，护眼电子狗进入新一轮的检测。
2.2 距离可调原理
在护眼电子狗的使用中，我们为电子护眼狗的功能进行了一定的人性化处理，原来的设计中，由于红外线感应范围是一定的，因此电子护眼狗的测距范围是一
定的。而我们所使用的红外感应装置，是可以人为调节的。调节范围在
20cm—100cm之间，已经足够满足人们的日常需要。
距离的调节设定实际上是通过可变电容器电容大小的调节实现的，距离达到设定值，通过电容值的调节，使电路对红外线信号的识别能力有所改变，所以电路导通与截止的分界点信号的强弱感应能力随之而改变。
2.3 定时原理
时间的设定，是由单片机的程序实现的，在单片机的控制程序中，出现计时函数，当时间达到设定值，单片机使蜂鸣器所在的电路发出声音，对电脑使用者进行提示。
（二）“护眼电子狗”的实际价值
1 使用价值
“护眼电子狗”是广大白领阶级，知识分子，以及广大电脑使用者的必需品。“护眼电子狗”不仅可以提醒电脑使用者使用中需要注意的正确用眼卫生，同时可以在长期使用中，逐渐养成良好的用眼习惯。
2 经济价值
“护眼电子狗”构造精小，可以通过USB接口直接进行供电，而不需要外接电源，大大简单化了其设计难度，同时也方便了用户的使用。另外，“护眼电子狗”外观可以做得十分可爱，还可以作为一个漂亮装饰品使用。拥有这些人性化的特点，预计“护眼电子狗”将吸引众多的使用者。
三、写在最后的话
1、实验证明
结合了红外线测距功能、定时功能以及报警功能的“护眼电子狗”，不仅结合了时代的特点，具有很高的创造性，并且具有很强的可实施性，是很多电脑使用者不可缺少的电子产品。
2、结束语
虽然“护眼电子狗”这一简单的电子产品功能还不是我们想象中的那样完美，但是我们不会就此止步，我们会在后续的学习与开发中，不断地完善我们产品的功能和样式，使我们的“护眼电子狗”有一天能够走进千家万户，成为为他们提供服务和帮助的生活必需品。
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