多功能智能辅助学习灯

王轶希 王爱

做作业时间一长，就会引起视觉疲劳，降低学习效率。要是有个多功能智能辅助学习灯陪伴我们就好了。

当头距离书本太近时，它会发出报警声，提醒我们保持正确的坐姿；当学习超过一定时间后，它能提示我们适时休息，同时播放音乐，让我们放松；当周围环境发生改变时，它能自动切换光源模式……

一、方案设想

1.用眼距离

爸爸在倒车时，当车尾靠近障碍物时车子自动报警，爸爸会根据提醒调节车尾与障碍物的距离。同样地，当头距离书本太近时，多功能智能辅助学习灯能自动检测用眼的距离并加以提醒，让我们时刻保持正确的坐姿。

2.时间控制

如果学习超过一定时间，多功能智能辅助学习灯就会提示我们休息，同时播放音乐。

3.光源

学习过程中，当周围的光线过强或温度过高、过低时，多功能智能辅助学习灯能自动控制光源，根据温度高低调节光源模式，保护视力。

4.自动感应

学习时，多功能智能辅助学习灯能自动感应我们的存在，手机App自动计时，适时提醒我们休息，提高学习效率。

5.双控开关

多功能智能辅助学习灯可以手动开、关，也可在手机App上控制。

二、研制过程

我们曾在老师的指导下学习了科学盒子传感器模块的使用方法，后来也反复研究了科学盒子，于是想通过利用开源arduino套件搭建多功能智能辅助学习灯，同时用电脑对arduino开源硬件进行编程，用手机App实现智能控制。

1.传感器

（1）利用超声波测距传感器检查人的头部与桌面的距离，判断使用者看书、写字时的坐姿是否正确，如果用眼距离过近，可用语音进行提示。

（2）利用人体红外传感器检测到人体的存在，手机App能自动记录、控制学习时间，提醒人们休息。在休息过程中，还可用手机播放音乐，帮助大脑放松。

（3）利用温湿度传感器检测学习环境的温度，当周围环境温度高时选择冷光源，反之则选择热光源。

（4）利用亮度传感器检测学习环境的光线强弱，并自动调节灯光的亮度。

2.arduino开源硬件

用电脑对arduino开源硬件进行编程，主要通过sketch arduino和mixly arduino開源集成IDE进行软件的程序逻辑设计，处理传感器收集到的信息，从而实现智能控制。

3.手机App

利用AppInventor软件设计安卓手机App的程序，通过蓝牙组件控制多功能智能辅助学习灯。

4.外观

用LaserCAD设计智能灯的外观，用激光切割机切割亚克力板并将其拼装成智能灯的主体。

三、作品结构

作品由arduino开源硬件、传感器装置（超声波测距传感器、人体红外传感器、温湿度传感器、无线蓝牙传感器）、蜂鸣器、触控开关、LED光源等组成。多功能智能辅助学习灯核心部分用arduino开源硬件及多种arduino套件传感器进行搭建。

Arduino主板采用 arduino uno r3主板，用电脑对arduino开源硬件进行编程，对传感器装置获取的信号进行存储、运算、转换，再把转换后的信号传送给手机App，从而让手机App对多功能智能辅助学习灯进行控制，实现智能辅助学习的功能。