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ELECTRONICS WORLD
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技术交流
设计制作了一种多功能的智能床围灯。通过多种传感器模块构成外
界感知系统,主控模块将检测到的数据转换为控制LED灯状态的开关,
实现LED灯的智能调控,可
手动调节电位器控制LED灯状态,在手机端
或PC端软件中发送指令实现改变LED状态,设置闹钟时间,触发相应
功能的显示和报警等功能。设计了电源供电模块、闹钟模块、开关模
块、传感器模块、LED灯模块以及软件程序,用户可根据具体需求设计
不同场景的智能调节和结构形状,此项目应用场合
和适用范围较广。
近年来,国家相关部委推进智慧城市的建设部署
,随着各地智慧
城市建设提速,相关市场规模也在不断扩容,在智能化、自动化高
新技术的驱动下,智能家居行业进入了飞速发展的时期,灯光照明
控制是家居中最重要的部分,通过智能家居系统可以做到灯光的自
动打开或关闭,还可以通过调节亮度和颜色烘托家庭氛围。随着经
济的发展,国民消费水平的提升及科技的进步,对床围灯的需求及
要求也在不断提高,智能家居系统与传统的家居设备的市场竞争力
相比更具有优势,本文设计了基于STM32单片机的智能床围灯,结
合了多种传感器模块,在床围灯实现夜晚照明的同时,能够自动开
关和调节亮度,营造温馨、舒适的氛围,为人们提供了更加舒适、
高效节能、具有高度人性化的空间。
1 工作原理
1.1 床围灯的开关
(1)
手动开关:通过触摸开关给主控模块一个开关量信号,比如
给主控模块一个开信号时,主控模块控制MOS管导通,则LED灯组亮。
(2)无线开关:在手机或PC端上与智能床围灯配套的软件中
进行操作,比如给一个“关灯指令”,则通过无线通信模块将该指
令传输至主控模块,主控模块控制MOS管关闭,则LED灯组灭。
(3)智能开关:通过红外人体感应传感器和电容接近传感器
互相配合,精准检测出是否有人上下床的活动,将红外人体感应传
感器和电容接近传感器采集到的信号传输至主控模块,比如主控
模块经过分析后得出“有人上床”的信息,则主控模块控制MOS
管导通,LED灯组亮。或者通过光敏传感器检测出当前环境的光线
强度,比如是白天,则将当前采集到的“白天”信息传输至主控模
块,则主控模块控制MOS管关闭,LED灯组灭,因此传感器模块使
得LED灯组可以自动感应亮灭。
1.2 床围灯的亮度调节
(1)
手动调节:通过调节电位器的旋钮手动控制LED灯组的亮暗。
(2)
无线调节:在手机或PC端上与智能床围灯配套的软件中进行
操作,比如给一个“灯调亮指令”,则通过无线通信模块将该指令传输
至主控模块,主控模块控制电位器的电压变大,则LED灯组的亮度增强。
(3)智能调节:通过噪音传感器采集四周环境的声音大小,
比如采集到较小的声音,则将采集的信息传输至主控模块,主控模
块经过分析后得出“周围声音较小”的信息,则主控模块控制电位
器的电压变小,LED灯组的亮度变弱,因此传感器模块使得LED灯
组可以自动感应调节亮度强弱。
1.3 智能床围灯的闹钟功能
在手机或PC端上与智能床围灯配套的软件中进行操作,比如
设置闹钟时间为晚上19:00点,并设置好音乐,当到达预定时间晚
上19:00点时,无源蜂鸣器会自动播放预先设置的音乐,且微型振
动器能够发生振动,提醒用户设置的时间已到,过一段时间后无源
蜂鸣器和微型振动器自动停止播放音乐和发生振动,用户也可以手
动在手机或PC端上停止播放音乐和振动。
2 硬件设计
基于STM32单片机的主控模块,通过触控开关和无线通信模块
控制LED灯组,通过传感器模块采集环境数据,实现对LED灯组的
智能调控。本设计没有设置具体的灯架,用户可以根据具体需求和
不同的环境,设置各模块的安装位置,LED灯的长度。整体设计方
案如图1所示。
图1 床围灯整体设计方案
(1)主控模块:系统的主控模块基于STM32L151C8T6芯片实
现,此芯片能够实现低功耗运行,且成本较低,负责收发无线信
息,解析传感器检测的数据,向各模块发送命令等任务。
(2)电源供电模块:电源供电模块通过内置220v转5v后,电
基于STM32单片机的智能床围灯设计
无锡职业技术学院 周 明 王 振