智能护眼台灯方案开发

智能护眼台灯解决方案，并不少见，但是我司新的护眼台灯设计方案设计绝对是潮流与保健的完美艺术品，设计的一款具备语音控制、自主调光、距离检测、语音提示、状态显示的多功能智能台灯。该台灯采用 STM32 芯片为控制处理器、应用 LD3320 语音识别芯片、ISD4004 语音录放芯片、光敏传感器、定时芯片、超声波模块等多传感器融合实现设计功能。台灯能够自主检测使用距离和时间，根据周围环境自主调节灯光强度，显示台灯运行状态。并且可以通过语音控制台灯状态、根据检测状态进行语音提示。设计台灯可以通过距离、时间、灯光强度的检测调节来达到护眼效果，通过语音控制和语音提示使台灯操作更具智能化。

1、产品描述

近年来随着学习压力的不断增加，使用台灯的频率和时间不断增加。台灯在提供足够光照的同时对人眼视力也有很重要的影响。根据相关研究报告我国近视人数占比非常高，大多数人视力保护意识淡薄。同时随着智能技术的不断发展人们对物体的智能化的要求越来越高。根据现实需求设计了一款多功能的智能护眼台灯，该台灯通过检测距离、时间、光强自主调节达到护眼功能，并且能够进行语音识别，语音控制、语音提示提高了台灯的便捷性和智能化程度。

2、系统设计

系统设计框图如下图 1 所示，系统通过时钟模块、测距模块、光强模块对使用时间、距离、环境光强进行检测。主控模块对监测的数据行处理，将系统状态输出至显示模块，根据数据处理结果控制调节模块改变光强，通过语音录放模块对使用者进行语音提示。系统由电源模块进行供电，并且通过语音识别芯片实现台灯的语音控制，使系统智能化。

3、硬件设计

根据系统设计框图对系统各硬件模块进行设计。首先系统采用 STM32F103VET6 作为主控制器，驱动检测芯片获取检测数据、对监测数据进行处理，然后输出控制信号和状态信号。

系统检测模块，采用 DS1320 芯片作为时钟计时芯片，用于记录台灯使用时间，台灯使用 2 小时之后输出语音提示信号。采用超声波模块对使用者与台灯之间的距离进行检测，设置护眼距离为 35cm ～ 45cm 之间。当使用距离小于或者大于护眼距离时，将通过语音提示进行位置调节。采用 BH1750 传感器对台灯周围的光强进行检测，根据检测值匹配调节各光强区间护眼的光照强度。

采用 OLED 显示台灯的检测光强、距离、使用时间的状态信息。采用 ISD4004 作为语音录放芯片，该芯片可以分段录制和播放所需的语音提示信息包括:使用超时提醒、距离太远或太近指示、当前光照强度。采用 LD3320 非特定语音识别芯片进行语音识别和语音控制，非特定语音识别需要提前设置识别指令包括:开灯、关灯、调至合适亮度、增强、减弱语音控制指令。

系统通过 PWM 波驱动 MOS 管的方式调节台灯的亮度，根据 PWM 值的改变来改变台灯的亮度值。PWM 值由语音控制指令和光强检测决定。

4、软件运行流程

在搭建好硬件系统之后，进行软件流程的编写和运行。系统软件运行过程如图 2 所示:首先对各器件进行初始化，然后检测距离信息，根据语音提示调节位置，进行光强检测调节至合适光强，开始计时计算正常使用时间，当到达使用时间进行语音提示，收到关闭指令结束。

5 、总结展望

设计的智能护眼台灯能够是准确的检测距离和光照强度和使用时间。能够清晰播放提示语音，同时能够识别语音指令进行状态转换，因此设计的台灯实现了设计的护眼和智能化的功能需求。由于条件限制系统之后应向小型化、简洁化方向进行优化。下图 3 为设计实物图。

深圳市组创微电子有限公司19年电子电器方案开发设计及芯片代理公司，主要从事教育电子产品、小家电、益智玩具、智能家居等消费类电子产品的软硬件设计开发。智能护眼台灯解决方案，可以提供MCU、语音IC、蓝牙IC与模块、wifi模块。开发能力涵盖了PCB设计、单片机开发、软件定制开发、APP定制开发、微信公众号开发等软硬件设计。