李夢瑤 張亞峰

（平頂山學(xué)院 信息工程學(xué)院 河南平頂山 467000）

1 引言

本文基于STM32設(shè)計實現(xiàn)了一款智能燈系統(tǒng)，它既能合理地利用光源、環(huán)境對智能燈的亮度等級進行調(diào)節(jié)提高照明質(zhì)量，同時降低用眼疲勞的情況，起到一定保護視力的作用，對人們生產(chǎn)生活中的用眼非常友好，具有較大的市場潛力[1-2]。

2 總體描述

與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)相比，它能夠?qū)崿F(xiàn)多檔位調(diào)光、環(huán)境光控調(diào)光以及遠程智能調(diào)光等對燈光進行控制和管理，可以得到節(jié)能、環(huán)保、便捷的智能照明系統(tǒng)[3]。給模塊上電后，首先會對相關(guān)參數(shù)進行初始化設(shè)置，然后通過各個模塊的控制給出相應(yīng)的動作，從而實現(xiàn)智能燈光控制的功能[4]。

智能燈系統(tǒng)設(shè)計的總體系統(tǒng)框圖，如圖1所示，該系統(tǒng)采用STM32單片機作為主控芯片，結(jié)合檢測光環(huán)境信息的光敏傳感器以及獨立按鍵進行控制，通過無線通信模塊實現(xiàn)與智能手機的數(shù)據(jù)傳輸、LED模塊顯示燈光亮度的變化。

圖1 智能燈設(shè)計的總體系統(tǒng)框圖

本文基于STM32設(shè)計的智能燈，結(jié)合了傳感器模塊，在實現(xiàn)正常照明的同時，能夠自動開關(guān)和調(diào)節(jié)亮度，營造溫馨、舒適的氛圍，為人們提供了更加舒適、高效節(jié)能、具有高度人性化的空間[7]。

3 硬件設(shè)計

3.1 主控模塊電路

主控模塊電路：系統(tǒng)的主控模塊基于STM32芯片模塊實現(xiàn)，運用STM32F030C8T6芯片為核心，能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗運行，收發(fā)數(shù)據(jù)，向各模塊發(fā)送命令。主控模塊電路圖如圖2所示。STM32是智能燈系統(tǒng)的核心部分，對整個系統(tǒng)的輸入、輸出信息進行處理和控制。

圖2 主控模塊電路

3.2 電源模塊電路

電源模塊電路：電源模塊的功能是供電。電源模塊電路圖如圖3所示。電源模塊由一塊集成芯片AMS1117，一個電阻，一個電容和一個發(fā)光二極管組成。

圖3 電源模塊電路

3.3 按鍵模塊電路

按鍵模塊電路：通過讀取按鍵的高低電平狀態(tài)，判斷是否有按鍵按下，控制燈的開關(guān)和亮度。按鍵模塊電路圖如圖4所示。按鍵模塊主要由三個獨立按鍵組成，總體比較穩(wěn)定。

圖4 按鍵模塊電路

3.4 光照傳感器模塊

光照強度檢測模塊電路：該采用光敏傳感器檢測外部環(huán)境亮度，進行ADC的采集，利用光敏電阻值隨光照強度變化的特性，使電路的輸出電壓發(fā)生變化，根據(jù)外部光線強度亮暗控制智能燈亮滅。光照強度檢測電路由一個電阻和一個光敏電阻5516組成。光敏傳感器模塊電路圖如圖5所示。

圖5 光照傳感器模塊電路

3.5 LED燈模塊電路

LED燈模塊：LED燈模塊的功能為：顯示燈的亮滅，實現(xiàn)對LED燈的控制和亮度調(diào)節(jié)。LED燈又叫做發(fā)光二極管，是一種采用半導(dǎo)體材料的發(fā)光器件，可將電能轉(zhuǎn)化為可見光，即直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED燈模塊電路圖如圖6所示。LED燈模塊主要由發(fā)光二極管、三極管和電阻組成。

圖6 LED燈模塊電路

3.6 OLED模塊電路

OLED模塊：OLED模塊主要的作用是實現(xiàn)屏顯功能。OLED模塊電路圖如圖7所示。OLED模塊由一個OLED12864顯示屏模塊和一個電容組成。

圖7 OLED模塊電路

3.7 無線通信模塊電路

無線通信模塊電路：通過智能手機與主模塊進行通信，并直接對LED燈進行控制，包括開關(guān)燈的控制、燈光亮度等級調(diào)節(jié)的控制。無線通信模塊電路圖如圖8所示。無線通信模塊由JDY-30藍牙模塊組成,該模塊基于藍牙3.0協(xié)議標準，工作頻段為2.4GHz范圍。

圖8 無線通信模塊電路

4 軟件設(shè)計

智能燈設(shè)計自動調(diào)光模式流程圖如圖9所示，周圍光環(huán)境亮?xí)r，燈光暗，周圍光環(huán)境暗時，燈光亮，LED燈光亮度隨周圍光環(huán)境亮度變化而變化。

圖9 智能燈自動調(diào)光模式流程圖

智能燈設(shè)計手動調(diào)光模式流程圖如圖10所示，按鍵1調(diào)節(jié)LED燈的開關(guān)，按鍵2增加燈光亮度，按鍵3降低燈光亮度。

圖10 智能燈手動調(diào)光模式流程圖

智能燈設(shè)計的智能調(diào)光模式流程圖如圖11所示，通過智能手機的APP向藍牙模塊發(fā)送數(shù)據(jù)命令。

圖11 智能燈智能調(diào)光模式流程圖

5 結(jié)語

本次設(shè)計通過產(chǎn)品選型，制作實物，代碼編譯，并進行系統(tǒng)的測試，基本實現(xiàn)了智能燈設(shè)計的預(yù)期功能。實現(xiàn)功能主要分為三種模式：自動模式、手動模式以及智能模式。自動模式下，在一定范圍內(nèi)，周圍環(huán)境越亮，LED燈光越暗；周圍環(huán)境越暗，LED燈越亮。手動模式下，LED燈亮度分為五個亮度等級，亮度等級為0時，燈不亮；亮度等級從一至五變化時，燈光亮度依次變亮，亮度等級為五時，燈光最亮。智能模式下，通過藍牙與手機APP進行連接，通過手機APP實現(xiàn)切換模式、調(diào)節(jié)亮度等級的功能。