苏ICP备112451047180号-6
手机控制室内照明与音乐系统设计与实现
摘 要
随着计算机网络、互联网信息技术和建筑学的融合发展，传统的家居设计已经不能满足人们日益增长的物质和精神需求，人们需要智能和便于管理的设施来让生活变得更加的有趣。相对于传统家居，智能家居以为人们提供舒适和高效的生活环境为目标，随着日新月异的智能化技术，智能化家居必将会成为日后家居装饰潮流的领导方向。
本课题设计利用升压稳流芯片设计LED驱动电路实现照明系统、32位CPU主控板(STM32)、外购蓝牙模块，并在此基础上设计蓝牙通信硬件电路。通过Android Studio上android sdk的java编程实现远程遥控端软件系统（手机app）；通过Keil软件上用C语言编程实现主控板上遥控信号接收及处理、照明与音乐自动控制系统软件系统。由于现代人们生活中手机是必不可少的东西，并且现在的智能手机基本上都有蓝牙功能，所以本课题的实现，对智能家居的设计开发有较强的现实意义。
关键词：STM32；Keil软件；手机控制；蓝牙模块
Phone control room lighting and music system design and implementation
Abstract
With the integration of the development of computer networks, the Internet and information technology architecture, the traditional home design can not meet people's growing material and spiritual needs, people need intelligent and easy to manage facilities to make life more interesting. Compared with traditional home, smart home that people with comfortable and efficient living environment as the goal, with the rapid intelligent technology, intelligent home will become the leader of the direction of future trend of home decoration.
This topic steady flow design uses a boost LED driver circuit chip design to achieve a lighting system, 32-bit CPU control board (STM32), purchased the Bluetooth module and Bluetooth communication hardware circuit design on this basis. End software to achieve remote control system (mobile app) by the Android Studio android SDK for java programming; implemented by the keil software using C language programming the MPU remote control signal reception and processing, lighting and music system, automatic control system software. Because modern people living in a mobile phone is an essential thing, and now smart phones are basically a Bluetooth function, so the realization of this project, the design and development of intelligent home has a strong practical significance.
Key words: STM32; Keil Software; Phone Control; Bluetooth Module
目 录
论文总页数：33页
1 引言 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题的设计实现方法 1
2 总体设计方案及工作原理 1
3系统硬件设计 2
3.1 主控单片机的选择 2
3.2 蓝牙模块（HC-05） 2
3.3 音乐系统实现 5
3.4 照明系统的设计与实现 6
3.4.1 BP1601芯片 6
3.4.2 照明电路总体设计 8
4 APP端的实现 9
4.1 布局的设置 9
4.2 主程序实现的思路 11
4.2.1 蓝牙开发常用的API 11
4.2.2 手机APP实现 13
5.系统总体调试 14
结 论 16
参考文献 18
致 谢 19
声 明 20
附 录1 21
附 录2 24
1 引言
1.1 课题背景
随着计算机网络、互联网信息技术和建筑学的融合发展，传统的家居设计已经不能满足人们日益增长的物质和精神需求，人们需要智能和便于管理的设施来让生活变得更加的有趣。相对于传统家居，智能家居以为人们提供安全、舒适和高效的生活环境为目标，随着日新月异的智能化技术，智能化家居必将会成为日后家居装饰潮流的领导方向。本次课题的设计实现对智能家居有着重要的实际意义。
1.2 国内外研究现状
目前，我国的智能家居市场主要存在以下几个问题：第一，安装的成本相对较高，一套一百平米的房子安装一套智能家居需要人名币二十万左右，这样就使得大规模推广率降低了许多。第二，这个行业还没有一套统一的标准，所以导致不同企业的产品兼容出现了问题。第三，研发智能家居需要大量的资金，这样就导致许多的中小型企业没有能力去创新。
反观国外，在上世纪七十年代，美国人开始流行智能家居，随之欧洲也有很多人使用。到现在智能家居产品在国外的一些国家已经像普通商品一样被摆在超市里里销售，日本，西班牙，韩国和澳大利亚都是智能家居比较发达的国家。
1.3 本课题的设计实现方法
本课题利用芯片BP1601设计LED驱动电路实现照明系统[1]。设计并实现32位CPU主控板；外购蓝牙模块和MP3模块，并在此基础上设计蓝牙通信硬件电路。通过Android Studio上android sdk的java编程实现远程遥控端软件系统（手机app）；通过keil上C语言编程实现主控板上遥控信号接收及处理、照明与音乐自动控制软件系统。
2 总体设计方案及工作原理
如下图1所示，此设计共分为两大模块，一个是Android APP软件模块，另一个是硬件模块，其中，硬件模块又分为三大版块，第一大版块就是蓝牙部分，第二大版块为照明电路，第三大版块为MP3播放模块（SD卡），其中STM32版块为硬件模块的核心，它充当着数据中转站的角色。因为手机上面绝大多数都有蓝牙功能，所以使用蓝牙控制达到了管理方便、灵活方便的目的。
工作原理：手机上面的Android APP软件，当用户操作相对应的按钮时（打开蓝牙->连接蓝牙->开灯/关灯/打开音乐/关闭音乐），手机上的蓝牙就会发送相对应的操作数据，与此同时，STM32控制的蓝牙模块接收相依的数据并解析，并在其内部通过一系列的协议转换和处理数据，再由STM32来控制各个端口的高低电平来实现各个模块的功能。比如，当用户在手机上按下“开灯”虚拟键后，STM32的板子上的PAOUT(1)就会被赋值1，就说明此端口被设置为高电平，再通过照明电路就能实现LED灯的点亮。
参考文献
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[2] 卢旭锦.项目教学法在高职单片机教学中的应用[J].中国电力教育,2008,(22):41-42
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[8] AN1301 ATK-HC05 蓝牙串口模块使用[EB]. http://www.go-gddq.com/down/2013-07/13072912569129...，2013-07-13。
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[10] 叶天翔.面向移动终端的蓝牙网关的设计与实现[D].重庆：重庆邮电大学[硕士论文], 2012。
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[13] 倪海涛.基于Android的在线移动电子导航系统的研究与实现[D].保定：华北电力大学[硕士论文], 2012。
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[16] 李高尚.面向医疗健康服务的业务平台功能与业务流程设计[D].重庆：重庆邮电大学[硕士论文], 2012。
[17] 佘凤娅.基于Android的手机搜索定位应用开发[D].北京：北京邮电大学[硕士论文], 2010。
[18] 张骞.基于手机终端的体域网网关实现[D].西安：西安电子科技大学[硕士论文], 2013。
[19] 柯欣.基于因特网/物联网的远程康复训练监控系统设计[D].南京：东南大学[硕士论文], 2013。
[20] 孟振洋.Dalvik虚拟机中多线程的实现分析及应用优化[D].南京：东南大学[硕士论文], 2014。
1 引言
1.1 课题背景
随着计算机网络、互联网信息技术和建筑学的融合发展，传统的家居设计已经不能满足人们日益增长的物质和精神需求，人们需要智能和便于管理的设施来让生活变得更加的有趣。相对于传统家居，智能家居以为人们提供安全、舒适和高效的生活环境为目标，随着日新月异的智能化技术，智能化家居必将会成为日后家居装饰潮流的领导方向。本次课题的设计实现对智能家居有着重要的实际意义。
1.2 国内外研究现状
目前，我国的智能家居市场主要存在以下几个问题：第一，安装的成本相对较高，一套一百平米的房子安装一套智能家居需要人名币二十万左右，这样就使得大规模推广率降低了许多。第二，这个行业还没有一套统一的标准，所以导致不同企业的产品兼容出现了问题。第三，研发智能家居需要大量的资金，这样就导致许多的中小型企业没有能力去创新。
反观国外，在上世纪七十年代，美国人开始流行智能家居，随之欧洲也有很多人使用。到现在智能家居产品在国外的一些国家已经像普通商品一样被摆在超市里里销售，日本，西班牙，韩国和澳大利亚都是智能家居比较发达的国家。
1.3 本课题的设计实现方法
本课题利用芯片BP1601设计LED驱动电路实现照明系统[1]。设计并实现32位CPU主控板；外购蓝牙模块和MP3模块，并在此基础上设计蓝牙通信硬件电路。通过Android Studio上android sdk的java编程实现远程遥控端软件系统（手机app）；通过keil上C语言编程实现主控板上遥控信号接收及处理、照明与音乐自动控制软件系统。
2 总体设计方案及工作原理
如下图1所示，此设计共分为两大模块，一个是Android APP软件模块，另一个是硬件模块，其中，硬件模块又分为三大版块，第一大版块就是蓝牙部分，第二大版块为照明电路，第三大版块为MP3播放模块（SD卡），其中STM32版块为硬件模块的核心，它充当着数据中转站的角色。因为手机上面绝大多数都有蓝牙功能，所以使用蓝牙控制达到了管理方便、灵活方便的目的。
工作原理：手机上面的Android APP软件，当用户操作相对应的按钮时（打开蓝牙->连接蓝牙->开灯/关灯/打开音乐/关闭音乐），手机上的蓝牙就会发送相对应的操作数据，与此同时，STM32控制的蓝牙模块接收相依的数据并解析，并在其内部通过一系列的协议转换和处理数据，再由STM32来控制各个端口的高低电平来实现各个模块的功能。比如，当用户在手机上按下“开灯”虚拟键后，STM32的板子上的PAOUT(1)就会被赋值1，就说明此端口被设置为高电平，再通过照明电路就能实现LED灯的点亮。
参考文献
[1] 陈广滨.太阳能供电的LED照明系统设计[J].电脑与电信, 2014,(1):56-58
[2] 卢旭锦.项目教学法在高职单片机教学中的应用[J].中国电力教育,2008,(22):41-42
[3] 吴晓渊.基于单片机的PLC编译程序设计研究[D].江苏：江苏大学[硕士论文], 2007。
[4] 范云龙，方安平，李宁.Cortex-M0处理器初探[J].单片机与嵌入式系统应用,2010,(6):78-81
[5] 姚培华."蓝牙"技术及其应用研究[J].科技信息(学术版),2008,(36):1
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[8] AN1301 ATK-HC05 蓝牙串口模块使用[EB]. http://www.go-gddq.com/down/2013-07/13072912569129...，2013-07-13。
[9] 张华.网络化智能照明控制系统的设计[D].大连：大连理工大学[硕士论文], 2014。
[10] 叶天翔.面向移动终端的蓝牙网关的设计与实现[D].重庆：重庆邮电大学[硕士论文], 2012。
[11]VS1053B中文资料库. http://m.03964.com/read/5927899be751998e7e2627e6.h...。
[12] 晶丰升压恒流BP1601LED驱动IC [OL]. 百度文库.http://wenku.baidu.com/view/384371808762caaedd33d4...
[13] 倪海涛.基于Android的在线移动电子导航系统的研究与实现[D].保定：华北电力大学[硕士论文], 2012。
[14] 高荣.基于S3C2440的智能家居控制中心设计[D].苏州：苏州大学[硕士论文], 2012。
[15] 王美金.基于Android的智能拔号盘设计与实现[D].厦门：厦门大学[硕士论文], 2013。
[16] 李高尚.面向医疗健康服务的业务平台功能与业务流程设计[D].重庆：重庆邮电大学[硕士论文], 2012。
[17] 佘凤娅.基于Android的手机搜索定位应用开发[D].北京：北京邮电大学[硕士论文], 2010。
[18] 张骞.基于手机终端的体域网网关实现[D].西安：西安电子科技大学[硕士论文], 2013。
[19] 柯欣.基于因特网/物联网的远程康复训练监控系统设计[D].南京：东南大学[硕士论文], 2013。
[20] 孟振洋.Dalvik虚拟机中多线程的实现分析及应用优化[D].南京：东南大学[硕士论文], 2014。