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蓝牙智能台灯控制系统设计

摘要

随着人们生活品质的提高,人们对居住环境的需求早已不仅仅是简单的物质空间,更加关注的是一个智能化的居住环境。蓝牙智能台灯很好的满足了人们对于家电的智能化需求。   

论文主要介绍了利用STC89C52、蓝牙APP和按键实现对台灯亮度控制的系统设计。论文主体是从硬件选型，软件程序设计，以及系统硬件软件调试来加以介绍该系统。系统主要由单片机最小系统、人体热释电感应模块、光照强度检测模块、蓝牙APP控制模块、按键控制模块和ADC模数转换组成。系统主要使用PWM调制来控制台灯的亮度等级。

设计达到了预期的效果，实现了三种工作模式，自动感应模式、按键模式和蓝牙APP控制模式。三种模式分别是通过光照强度人体检测模块自动控制，通过蓝牙APP控制和按键控制来调整灯的亮度等级，从而实现台灯的智能化，解决人们摸黑开灯和能源浪费的问题。

关键词:单片机；蓝牙；台灯

 

目录

一、绪论 1

（一）研究的背景 1

（二）研究的目的和意义 2

二、系统总体设计方案 4

（一）系统需求分析 4

（二）系统方案确定 4

1.系统概述 4

2.系统框图 5

3.系统所实现功能 6

三、系统硬件模块设计及主要元器件选择 7

（一）整体电路设计 7

（二）单片机主控模块设计 7

1.单片机选型介绍 7

2.单片机最小系统电路设计 8

（三）蓝牙模块 9

1.蓝牙芯片选型 9

2.蓝牙APP介绍 10

3.蓝牙模块电路设计 11

（四）人体热释电红外感应模块 12

1.人体热释电传感器 12

2.红外感应电路设计 13

（五）光线检测模块 14

1.光敏传感器 14

2.光线检测电路设计 14

（六）按键模块 15

（七）台灯控制模块 16

四、系统软件设计 17

（一）主程序设计 17

（二）光线检测及模数转换程序设计 18

（三）光线调整对PWM输出占空比调整 19

五、系统调试 21

（一）硬件调试 21

1.元器件的选择与测量 21

2.电路调试 21

3.调试方法 21

4.硬件电路实物 22

（二）软件调试 23

1.软件开发环境 23

2.程序调试 23

六、总结与展望 24

致谢 26

参考文献 27

附录 28

 

一、绪论

（一）研究的背景

蒸汽机的发明掀起了人类历史迈向工业的新篇章，与此同时，出现的网络时代也给人类的生活带来了巨大的改变。电子信息技术和控制技术随着时间的推移变化的越来越快,社会的信息化得到了快速的发展,这些发展让我们的生活、学习、工作之间的关系变得密不可分,同时社会信息化也在改变人们的生活习惯,人们现在对现代化的生活方式越来越注重,这无疑是对传统住宅的大挑战。从我们身边来看,我们也可以看到这种现象非常的明显,人们对自己的生活区域和生活用品的需求早已不仅仅是简单的物质空间,现在他们更加会去关注的是一个更加安全、舒适和美观方便的居所,现有的更加高端的通信设施,比较成熟的信息终端,自动和智能的家电,和多样的购物方式等等。随着这个现代的社会不断进行更新迭代,人们对物质需求越来越高,这也使家居智能化成为一种必然的趋势。

蓝牙是一种无线通信方式，它可以当做是一个无线通信标准,它会代替现在的多种电缆进行连接的情况,它可以通过蓝牙特有的短程无线链路,穿过公文包甚至是坚硬的墙壁在各个信息设备之间来回穿梭,这种方式可以达到快捷方便、安全灵活、成本低功耗小的语音和数据的通信。伴随的科技的发展和进步,蓝牙在很多的领域有了非常大而广的应用,现在的蓝牙技术已经从手机、游戏、耳机、便携式电脑和汽车等一些比较传统应用领域向物联网、医疗等新的领域进行扩展。

（二）研究的目的和意义

照明设备是人们消耗能源的非常重要的一部分,在电能消耗中,照明用电在发达国家中占它们发电总量的比例是19%,我国的消耗量同样也很高达到12%.随着世界经济的快速发展,我们国家的照明用电有了很大比例的增加,因为这个原因绿色的节能照明研究更加的被重视。作为第四代新光源，LED具有更具独特优势，它属于固态冷光源。因为白色光的LED是固态照明,它是非常典型的一种绿色照明的方法,它相比于传统光源，是有非常多的特点有寿命长、节能、体积小、环保、安全可靠等。当前人们在选择照明方面，首选就是LED灯，LED灯不仅灯光色彩多样，最主要的是节能，寿命较长，也符合现在社会提倡的节约能源减少污染的口号。与现状进行结合，我们研究一款实现人机互动,并且可以实现节能的智能台灯尤为重要。

现在,中国市场上比较普遍的采用白炽灯、荧光灯、卤素灯为光源的台灯，这类的台灯普遍存在着效率低、耗能高、调光非常不方便等缺点。还有很多含汞灯,当它们寿命结束时，如果处理不好,就会对环境造成污染。在市场上的部分台灯，它们功能相对单一,没有办法适应现在家庭在生活上的实际需求。与此对应的是,智能台灯可以在黑暗的情况下进行自动的开灯和关灯。这一功能也让用户用起来更方便,同时也可以解决在摸黑开关灯的麻烦。为了适应时代要求和国家相关政策,研究一款可以通过蓝牙实现人机互动的节能的智能台灯尤为重要。

 

参考文献

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[9]张圣鹏.基于Linux和Android的智能家居系统设计[D].河北工业大学，2016

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[14]程安宁，王晋.电子设计工程.白光LED的PWM驱动方式分析,2010(2) 109-111页  

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[16]Application Note:Telink BLE Mesh Development Kit and SDK Manual. Telink. 2015

[17]Integrating LED lighting design strategies with side daylighting systems to improve interior lighting design of office buildings. Amirkhani M. 2015