導語：淺談藍牙多功能智能燈控制系統(tǒng)設計一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

隨著工業(yè)4.0的推進，現(xiàn)代化與科技化也逐漸在日常生活中凸顯，智能家居理念也越來越受大眾所推崇。本文基于智能生活理念，設計了一款利用藍牙技術的多功能智能燈，通過手機等無線終端，可以對智能燈進行定時開關、亮度調節(jié)、光色調節(jié)等控制。本設計操作簡便，智能環(huán)保，應用廣泛。隨著科技的不斷進步，人民生活水平不斷提高，電器也在人們的日常生活中普及，傳統(tǒng)的家居燈功能單一、操控性固化，已漸漸難以滿足人們對家居環(huán)境的體驗需求，同時傳統(tǒng)燈不能根據(jù)周圍環(huán)境而合理的調節(jié)而造成了巨大的能源浪費。多功能智能燈將無線控制系統(tǒng)融入到日常生活，方便了人們的日常生活，增強了人們對科技的體驗感。在該設計系統(tǒng)中，通過手機等無線設備與智能燈進行連接，設定燈的開關時間、光的強弱、光色調節(jié)，智能燈也能根據(jù)環(huán)境變化而自我調節(jié)光強，降低了能源損耗，最大程度滿足人們智能生活的需求。

1總體設計

該智能燈控制系統(tǒng)以STM32F103芯片為核心控制芯片，控制系統(tǒng)的組成模塊電路包括：電壓轉化電2系統(tǒng)組成電路設計2.1STM32F103芯片路、STM32F103最小系統(tǒng)電路、藍牙接收電路、光敏傳感器電路。系統(tǒng)控制程序采用C語言編程。當智能燈與無線設備進行藍牙連接后，無線設備向智能燈發(fā)送指令，藍牙接收到指令后遞交給核心處理器進行相應的功能操作。

2系統(tǒng)組成電路設計

2.1STM32F103芯片。STM32F103芯片屬于Cortex—M3內核的32位ARM微控制器，F(xiàn)lash選用64k，其芯片集成定時器、ADC、UART等多種功能。選用該款芯片能夠直接提供所需的定時器、串口、IO等資源，利用PWM占空比進行光強調節(jié)，能夠接收和處理藍牙收到的數(shù)據(jù)，同時該款芯片還有功耗低的特點。2.2電源模塊。對于整個控制系統(tǒng)而言電源模塊是基礎，其作用是給整個系統(tǒng)提供正常工作所需要的穩(wěn)定、可靠的電壓，要滿足系統(tǒng)中不同模塊對應的需求，使核心控制系統(tǒng)和外拓展模塊正常穩(wěn)定工作。在該系統(tǒng)中則需要將標準的220V家用電轉換成為STM32F103芯片工作的3.3V電壓和藍牙模塊（HC-05）所需的5V電壓。對于電源模塊電路要求也是相對較高，在該電路制作中選用LM7805和TPS7333兩款電源芯片，用于設計線性穩(wěn)壓電源模塊電路，相對其他電路而言，該款電路輸出電壓質量高、文波小。為解決該種電路在電壓差較大變換效率低的問題，在設計上則先由220V電壓變換為12V電壓，12V再經(jīng)線性穩(wěn)壓電源變換為3.3V。在CAD繪制完電路并印刷成電路板后，則需實際測量輸出電壓大小及其波形。2.3藍牙收發(fā)電路?，F(xiàn)階段我國智能手機已經(jīng)普及，絕大部分手機也有藍牙功能，使用起來也比較便捷，將手機等無線設備當做主機，將智能燈端作為從機，將控制系統(tǒng)與手機進行無線連接，通過手機藍牙發(fā)送不同的指令來實現(xiàn)不同功能的控制。在整個控制系統(tǒng)中搭建無線模塊時，可選用市面上常見的HC-05藍牙模塊，對手機發(fā)送的信息的存儲和處理則需要利用STM32F103芯片的UART1資源。在硬件電路上對藍牙進行穩(wěn)壓供電后，可直接將其RX、TX端口連接到STM32F103芯片的UART1資源配置端口RX1、TX1G，組合搭建出藍牙接收模塊電路。2.4調光電路。在對智能燈亮度控制調節(jié)時，主要有兩種方式：（1）光敏電路調節(jié)。將光敏電阻等光敏元器件并聯(lián)在燈泡的主路上，當光照變強時阻值增大、串聯(lián)端電壓減小、主電路中電流也減小，智能燈亮度變弱。在主電路中加上開關，手動選擇是否需要根據(jù)周圍環(huán)境的光的強度的變化而自動改變小燈的亮度。該種控制方式可用于夜燈模式，早晨時，外界亮度逐漸變強，小燈的亮度逐漸變弱，盡可能的降低能耗。（2）PWM調節(jié)。該種調光方式則為軟件調光，設定STM32F103芯片與智能燈連接的IO口方波輸出頻率，藍牙接收值為一個固定輸出周期內高電頻時間，手機端向藍牙發(fā)送不同數(shù)據(jù)，改變高電平在一周期占空比，從而實現(xiàn)對燈泡亮度的控制。

3系統(tǒng)軟件設計

智能燈控制系統(tǒng)軟件程序為C語言，在Keil5軟件上進行編寫和調試。在整個軟件中主要對時鐘、串口、IO口、PWM電壓、中斷進行設置。軟件設計流程：（1）對STM32F103芯片IO口進行配置，連接小燈，能夠實現(xiàn)開關；（2）配置定時器。初始化定時器1數(shù)據(jù)，編寫定時器中斷并配置其參數(shù)。（3）配置串口，設置對應的波特率，配對好藍牙協(xié)議。將配置好的串口連接HC-05模塊先與串口調試助手進行連接，測試藍牙的連通性，觀察收發(fā)數(shù)據(jù)是否正常。（4）設置小燈所連接IO口的PWM波。設定PWM周期20kHz，調節(jié)高低電平分布時間，改變占空比，實現(xiàn)對小燈亮度的調節(jié)。（5）設置手機端的藍牙控制界面，編寫控制功能及其指令，對應到程序中的相關參數(shù)。（6）測試手機到藍牙指令的功能控制，并觀察智能燈對應功能實現(xiàn)的狀態(tài)。終端控制軟件使用SPP藍牙串口（APP），在使用智能燈前先需下載該款軟件，它能夠使用手機等無線設備的藍牙與智能燈端藍牙進行連接，并通過藍牙將編輯的指令發(fā)送到智能燈控制芯片上來控制燈的狀態(tài)。在手機APP終端可自由編輯所要發(fā)送的指令，并以類似按按鈕的形式向智能燈發(fā)送指令，無線操控智能燈編號的選擇、開關狀態(tài)、亮度、開或關的定時，同時智能燈也會將自己狀態(tài)實時發(fā)送反饋到手機控制終端上。

智能燈目前還僅僅是小規(guī)模的應用，但隨著科技發(fā)展、生活水平的的提高，智能家居理念慢慢普及，智能燈在未來有著良好的應用前景。本文基于藍牙設計的多功能智能燈對傳統(tǒng)的電燈而言，控制方式有了極大地改善，同時對其功能進行了拓寬，將藍牙的無線操控引入到了對燈的控制，增強產(chǎn)品科技體驗感，智能燈能感應諸位環(huán)境亮度變化而調節(jié)自身亮度，降低了能源損耗同時便捷了人們的生活。

作者:黃泰 邱威 賈巍 單位:湖北文理學院汽車與交通工程學院