MSP430单片机为控制核心的智能防近视眼镜

       本文针对中小学生近视率不断上升的问题，设计和实现了一种以MSP430单片机为控制核心的智能防近视眼镜。该设备利用夏普GP2Y0E03红外测距传感器、以BH1750芯片为核心设计的光强传感器以及以MPU6050芯片为核心设计的六轴传感器采集用户的用眼情况，利用MSP430单片机，模拟出人眼的疲劳情况，在人眼过度疲劳时提醒用户休息，防治近视。

 

　　本系统设计的另外一个亮点在于对于系统功耗的有效控制。一方面，本文设计的智能防近视眼镜设计了基于MSP430的I/O接口设计了电容触控传感器，放置在眼镜镜腿的位置，当用户佩戴眼镜时系统自动唤醒，摘下眼镜后系统自动进入休眠模式，传感器和无线模块不再工作，这种方式省去了电源开关的设计，提高了使用的便利性，还在一定程度降低了系统的功耗，增加系统待机和使用时间。另一方面，系统设计的六轴传感器除了在矫正坐姿功能中检测用户阅读/写字姿态外，系统还在单片机内设计了一套智能算法识别智能防近视眼镜的使用场景，在用户运动、饮食、与人交谈时依照算法降低距离与光强传感器测量的频率，比如一分钟采集一次;运动传感器检测到用户在静坐或者专心做某事时适当增加上述传感器测量的频率，比如每隔5秒采集一次，以保证在这段时间内采集到数据的准确度，这样的设计可以动态分配系统的功耗，在不降低测量精度的前提下降低功耗。

　　

　　由于本产品定位为一款便携式的可穿戴式设备，所以功耗必须要低，体积必须要小。由此，我们选择了TI公司出品的MSP430系列单片机，型号为G2553。

　　MSP430G2553具有超低的电源电压范围(1.8V-3.6V)，同时具有3种超低功耗模式和5种节能模式，工作频率最高可达16MHz的工作频率，内置两个16位定时器，一个通用串行通信接口，内置A/D转换器，并具有支持触摸感测的I/O引脚。非常适用于这种低功耗、小体积的应用。

　　红外测距传感器选择

　　本设备采用了夏普公司型号为GP2Y0E03的红外测距模块。

　　GP2Y0E03是一个用于距离测量的传感器，由CMOS图像传感器和IR-LED组合而成。由于采用了三角剖分的检测方法，检测结果不易受物体的反射率、环境温度、运行时间等影响。此模块还拥有数字和模拟两种输出形式。

 

　　BH1750是一款数字输出的环境光强传感器，它具有如下特性：(1)I2C总线接口;(2)大范围、高分辨率;(3)低电流;(4)50/60Hz光噪声抑制;(5)对光源的依赖性小;(6)测量偏差小。

　　HC-05嵌入式蓝牙串口通讯模块(以下简称模块)具有两种工作模式：命令响应模式和自动连接模式，在自动连接工作模式下模块又可分为主(Master)、从(Slave)和回环(Loopback)三种工作角色。当模块处于自动连接模式时，将自动根据事先设定的方式连接并进行数据传输;当模块处于命令响应模式时能执行相关的AT命令，用户可向模块发送各种AT指令，为模块设定控制参数或发布控制命令。通过控制模块外部引脚(PIO11)的输入电平，可以实现模块工作状态的动态转换。

 

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