黃 帆 楊賢昭陳 洋

(武漢科技大學教育部冶金自動化與檢測技術工程研究中心 武漢 430081)

?

基于Android的智能可調(diào)光LED燈節(jié)能控制①

黃 帆②楊賢昭③陳 洋

(武漢科技大學教育部冶金自動化與檢測技術工程研究中心 武漢 430081)

針對家庭LED燈能源耗電問題，提出了一種智能調(diào)光節(jié)能控制方法。該方法以安卓操作系統(tǒng)為平臺，智能手機作為客戶端，利用LM3409HV降壓自適應反饋控制機制，通過WiFi網(wǎng)絡實現(xiàn)無線遠程可調(diào)光節(jié)能LED燈的低功率照明。該系統(tǒng)采用太陽能綠色可再生能源為智能電網(wǎng)供電，結合室外光強，通過光敏傳感器和脈寬調(diào)制(PWM)技術調(diào)節(jié)LED燈亮度。在通用輸入電壓下，可實現(xiàn)高效率、高功率因數(shù)調(diào)光。與傳統(tǒng)的機械式開關LED照明電燈相比，智能調(diào)光系統(tǒng)設計的軟硬件更為靈活和方便、成本更低、功耗更小，界面和功能都具有良好的通用性、準確性，具有廣泛的應用前景。

Android， WiFi網(wǎng)絡， 脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光， 自適應反饋控制， 智能電網(wǎng)

0 引 言

隨著計算機網(wǎng)絡技術、嵌入式技術和自動控制技術的迅猛發(fā)展，智能化應用技術在世界各地得到了廣泛應用[1]。隨著新一代智能移動終端的普及，基于安卓平臺的移動式應用系統(tǒng)在智能家居、公共事業(yè)設施等領域都有廣泛應用[2]。目前在安卓平臺上控制智能家居已經(jīng)較為普遍，利用安卓系統(tǒng)進行LED燈智能調(diào)光成為未來發(fā)展的方向。

現(xiàn)在無線技術被廣泛應用到遠程控制的智能LED 照明控制系統(tǒng)中，主流的無線傳輸技術主要有Zigbee、藍牙和WiFi等，其中Zigbee技術存在使用成本高、技術較復雜、開發(fā)難度大等缺點；藍牙傳輸距離只有10cm～10m，傳輸協(xié)議使用的是全球通用的2.4GHz ISM頻段，難免導致信號互相干擾的情況出現(xiàn)；WiFi技術具有速度快、可靠性高的特點，可以方便地組建網(wǎng)絡，傳輸距離最遠為300多米,因此對于普通的家庭照明控制來講是實現(xiàn)無線智能照明系統(tǒng)的較好的解決方案，此外在布線方面利用WiFi無線方式組建網(wǎng)絡，可以避免復雜的布線及相關老化等問題[3]。

WiFi網(wǎng)絡實現(xiàn)了LED燈的遠程控制，在發(fā)光二極管LED智能控制系統(tǒng)中，核心設備是智能控制終端。LED控制方式可分為普通按鈕控制、紅外線遙控器控制、觸摸屏版和LCD顯示器控制等[4，5]。這些控制方法復雜，致使控制器成本較高，只能進行本地控制，不能實現(xiàn)遠程控制，控制端不能移動，使得控制方式不夠便利。本文提出了一種基于Android的智能LED燈可調(diào)光節(jié)能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以手機作為用戶控制終端，可通過無線網(wǎng)絡隨時隨地對LED燈進行調(diào)節(jié)，做到方便、快捷、觸手可及。該系統(tǒng)采用太陽能綠色能源為智能電網(wǎng)供電，結合室外光強，通過光敏傳感器和脈寬調(diào)制(PWM)技術調(diào)節(jié)LED燈亮度，使調(diào)光晶體管的功率損耗最小化。所有發(fā)光二極管都安裝在散熱片上，以防止管內(nèi)溫度過高，確保LED燈持續(xù)良好使用。

1 總體方案設計

智能可調(diào)光LED照明系統(tǒng)的總體設計主要分為三個部分。第一部分是智能手機或者平板電腦Android客戶端，安裝控制程序以后，通過Android客戶端觸屏軟件界面與用戶進行交互。第二部分是控制網(wǎng)關，安卓控制系統(tǒng)對智能可調(diào)光二極管照明燈的訪問，可通過內(nèi)部網(wǎng)絡WiFi控制；也可通過外部網(wǎng)絡公共場所WiFi接口直接控制，將手機或者平板的控制命令發(fā)送到可調(diào)光LED燈照明系統(tǒng)。與此同時，LED燈照明的狀態(tài)信息反饋到手機或平板上。用戶在Android客戶端進行操作后，Android客戶端通過Socket與PC之間進行通信[6]。操作指令通過Internet網(wǎng)發(fā)送到控制網(wǎng)關，控制網(wǎng)關接受指令后，將指令發(fā)送到照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)接受操作指令后，執(zhí)行相關功能，并將LED燈的狀態(tài)信息反饋到控制網(wǎng)關，網(wǎng)關將信息轉發(fā)給智能手機或者平板。第三部分是在能源端，數(shù)字能源計量器將采集到的太陽能通過能源轉換器存儲于太陽能電池板中為系統(tǒng)供電，當室外光強較強時，可切換太陽能電池板作為智能電網(wǎng)為用戶供電[7]。自適應反饋控制的LED照明燈光強分為特亮、適中和溫和，用戶可根據(jù)需要調(diào)節(jié)LED燈光照明，達到適宜的光照，系統(tǒng)總體結構如圖1所示。當室外光強不足時，可以切換市電直接利用220V交流電供電，其中電源切換、充電(蓄電池充電)放電(可調(diào)光LED節(jié)能燈驅動)管理模塊主要由微處理器最小系統(tǒng)與電源切換電路兩部分組成，是整個系統(tǒng)的控制處理中心，經(jīng)微控制器的算法與邏輯處理，控制開關元件實現(xiàn)系統(tǒng)中兩路電源之間的切換，智能可調(diào)光LED燈電源切換模塊主電路結構如圖2所示。電源輸入模塊包括太陽能光伏、AC-DC兩路電源輸入，其中太陽能電池陣列是由多個單塊太陽能電池板以串聯(lián)或并聯(lián)及其組合方式連接，以便達到系統(tǒng)要求的電壓等級和提供足夠大的電流；AC-DC電源通過對工頻交流電進行降壓整流濾波等操作，將其轉換為合適的直流電源，并提供系統(tǒng)要求的電壓等級和足夠大的電流。太陽能電池陣列、AC-DC電源這二者都能輸出直流電能到蓄電池[8]。此外，當太陽能儲備足夠的電能時，可輸送給電網(wǎng)儲存，以達到實時節(jié)能效果。

圖1 系統(tǒng)總體結構圖

圖2 智能可調(diào)光LED燈電源切換模塊主電路結構圖

2 硬件設計

整個照明系統(tǒng)硬件主要由以下4部分組成：基于LM3409HV降壓自適應恒定電流LED驅動器，光敏傳感器，無線收發(fā)器和Android智能手機或平板作為控制器，以實現(xiàn)LED燈PWM調(diào)光。照明系統(tǒng)硬件結構如圖3所示。

圖3 照明系統(tǒng)硬件結構圖

從安卓客戶端發(fā)送的控制信號，由無線收發(fā)器接受并發(fā)送給單片機(通過串口)進行解碼，并由微控制器產(chǎn)生脈寬控制調(diào)光信號來調(diào)節(jié)發(fā)光二極管的亮度。

2.1 LED恒流驅動電路

一般情況下，發(fā)光二極管驅動程序分為2類，一類是恒壓驅動，另一類是恒流驅動。恒壓恒流LED驅動采用I-V特性，經(jīng)調(diào)整才能產(chǎn)生預期的正向電流電壓，一個帶負載串聯(lián)電阻的整流電壓源是最簡單的恒壓驅動程序[9]。整流電阻電壓源如圖4所示。

圖4 整流電阻電壓源

這類驅動有兩點缺陷：正向導通電壓導致電流變化，正向電壓降低，增加操作時間；長周期運行時隨著環(huán)境溫度變化，增加功耗。對于恒流驅動程序，通過感應電流的變化結合反饋機制補償正向電流的變化，提供穩(wěn)定的電流驅動控制電路，減少了操作時間，降低了功率損耗。

2.2 驅動器調(diào)光模式選擇

對于LED 調(diào)光來說，最重要的一點就是起到節(jié)能的效果,目前較為常用的方式主要有脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光、可控硅調(diào)光及模擬調(diào)光，這三種方法的具體實現(xiàn)過程及可靠性有所區(qū)別。

(1) 模擬調(diào)光

模擬調(diào)光實現(xiàn)的機制是通過調(diào)節(jié)流過LED電流大小來改變燈的亮度。模擬調(diào)光的缺點是：會影響到LED光源的顯色指數(shù)及色溫。由于模擬調(diào)光采用的是電阻分壓的原理，在此過程中會有相當一部分電量將以熱能的形式被耗散掉，從而導致電源驅動的效率降低[10]。

(2) 可控硅調(diào)光

可控硅調(diào)光技術作用于LED燈調(diào)光時會出現(xiàn)一些缺陷，根本原因在于雙向可控硅在正常工作過程中需要一個最低的門觸發(fā)電流[11]。當LED的調(diào)光值很小時，電路回路中的電流將會低于可控硅的門觸發(fā)電流，因而導致可控硅不能正常工作。隨著負載LED燈功率的增大，可控硅需要的電流也會隨之增大，如果該最小電流不能夠得到穩(wěn)定的供給，那么可控硅的導通角將會產(chǎn)生波動，輸出電流也會變得不穩(wěn)定，最終將導致LED燈出現(xiàn)閃頻現(xiàn)象。

(3) PWM調(diào)光

PWM調(diào)光的原理是通過外接PWM調(diào)光信號作用于電源驅動的DIM引腳來實現(xiàn)對LED亮度的控制，當LED燈負載的平均電流值發(fā)生改變時，就會使其呈現(xiàn)出不同的亮度，進而達到調(diào)光的效果。PWM調(diào)光由于其負載電流只有滿載、空載兩種工作狀態(tài)，所以不會對LED的色溫、色偏等性能造成干擾，因此，采用脈寬調(diào)制調(diào)光方式能夠保證電源有較高的輸出效率[12]。通過無線的方式直接對單片機輸出的PWM調(diào)光信號進行控制，達到智能化調(diào)光的目的，該方式多用于智能家居系統(tǒng)的建設中。

本系統(tǒng)的開關電源采用的是高開關頻率穩(wěn)定輸出電流的驅動開關設備，如雙極晶體管和MOSFET。LM3409HV buck型降壓轉換器采用獨特的非隔離拓撲結構，提供了精確的電流控制、寬輸入范圍。LM3409HV降壓轉換器的芯片尺寸小，采用低功耗停機、快速輸出啟用/禁止功能和穩(wěn)定的電流控制[13]?？刂破魇褂藐P斷時間架構和峰值電流控制LED燈，峰值電流檢測是通過檢測電阻的差動電壓信號，電壓信號與電流感應閾值相比，電壓信號超過電流信號時，感應電流峰值和Q1關閉恒定周期。通過改變開關頻率與固定關斷時間來調(diào)整占空比，Q1的恒定關斷時間是由外部電阻(Roff)和電容器(Coff)決定的。在充電電壓為零的關斷時間時，一旦Coff電壓達到閾值電壓時，Q1打開。PWM調(diào)光信號作用于EN引腳，當邏輯電壓低于0.5V時，內(nèi)部驅動程序被禁用，關閉LED串電流。VCC穩(wěn)壓器保持活躍時，邏輯高電平(1.74V以上)激活EN引腳，導通LED串電流。PWM頻率至少應該為一階以下的開關頻率，避免120Hz以上的閃爍效果。LM3409HV降壓器如圖5所示[14]。

圖5 LM3409HV降壓控制器

3 Android客戶端軟件設計

Android是基于Linux2.6 系統(tǒng)為核心的開源手機操作系統(tǒng)，允許第三方軟件自由加入，有利于開發(fā)人員理解平臺框架，降低移動終端設備價格，同時也便于軟件的開發(fā)、升級和維護[15，16]。Android應用程序是Java語言基于XML布局在Eclipse集成開發(fā)環(huán)境(IDE)與開發(fā)工具ADT插件下開發(fā)的，其客戶端系統(tǒng)設計主要包括用戶界面UI、Socket通信、SQLite數(shù)據(jù)庫等。安卓應用程序由多個組件構成，每個組件在整個應用程序中可以實現(xiàn)不同的任務，而單個組件可被單獨激活，也可由其他應用程序激活。通過客戶端打開智能節(jié)能燈APP，同時通過Socket通信發(fā)送給WiFi接收模塊，WiFi接收模塊接收客戶端Socket通信傳遞的數(shù)據(jù)，然后分析數(shù)據(jù)并向端口發(fā)送指令改變相應端口電位，對LED燈實施智能可調(diào)光控制。

3.1 Android客戶端用戶界面

用戶通過安卓終端查看連接在住宅內(nèi)部網(wǎng)絡中的LED燈并進行遠程操作?？烧{(diào)光LED燈房間主界面展現(xiàn)了當前各個房間電燈布局信息，用戶通過操作相應的控件執(zhí)行LED燈控制指令?？烧{(diào)光LED燈房間主界面如圖6所示，用戶可以根據(jù)實際情況，對家庭各房間可調(diào)光節(jié)能燈實施智能控制，點擊勾選需要智能調(diào)光的燈布局下拉菜單，可進入相應的房間進行下一步操作。此外，用戶可以選擇切換太陽能供電選項進入太陽能供電模式，也可全選所有房間實施一鍵關閉，快速關閉所有房間的LED燈。點擊“取消”按鈕可取消選擇，繼續(xù)點擊“取消”按鈕，可退出應用程序。

圖6 可調(diào)光LED燈房間主界面

例如用戶勾選餐廳選項欄，進入如圖7所示的可調(diào)光 LED燈設置界面，用戶可結合當天室外光強，根據(jù)需要選擇合適的照明，有特亮、適中、溫和三種模式手動滑動選擇，也可對智能節(jié)能燈設置定時打開、定時關閉等操作；點擊用電詳情按鈕，可進一步查看相應房間的用電詳情；點擊燈管理按鈕，可對節(jié)能燈進行相應智能化管理，實現(xiàn)最大化節(jié)能。

圖7 可調(diào)光LED燈設置界面

相應房間的用電詳情如圖8所示，界面顯示當前房間本月已使用的總電量其中包括電網(wǎng)供電量和太陽能供電量以及智能調(diào)光燈節(jié)約電量的情況。使用戶可以清楚了解該房間的用電情況，及時調(diào)節(jié)光強，節(jié)約用電。

圖8 房間用電詳情

點擊“燈管理”按鈕進入如圖9所示界面，用戶可根據(jù)需要對相應房間的可調(diào)光LED燈進行燈管理操作，界面顯示當前房間燈名稱，可對該房間增加燈設備、刪除燈設備、修改燈密碼等智能化操作，對燈設備的管理進行加密設置，防止操作失誤，方便用戶對該房間可調(diào)光LED燈智能化管理。

圖9 可調(diào)光LED燈燈管理

3.2 基于Socket通信

在網(wǎng)絡程序設計方面，客戶端發(fā)送的指令由按鈕事件發(fā)送，Internet服務器端使用Node.js編程，該部分是整個系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，是連接中央處理器程序Android控制單元的橋梁。Android客戶端使用TcpSocketServer與中央處理器程序進行通信，使用HttpServer與Android控制單元進行網(wǎng)絡服務交互。Android提供Socket類和ServerSocket類解決了TCP傳輸問題，智能可調(diào)光節(jié)能燈系統(tǒng)采用的是客戶端按鈕發(fā)送d.write()指令操作信號，服務器通過recv()收到控制命令。圖10為客戶端與服務器之間的網(wǎng)絡流程圖，為了將指令從客戶端發(fā)送到服務器，服務器創(chuàng)建Socket()，然后等待信號形成發(fā)送到客戶端?？蛻舳藙?chuàng)建Socket()采用dataOutputStream()、d.write()向服務器發(fā)送一個信號，然后服務器采用send()發(fā)送數(shù)據(jù)，客戶端采用bufferedInputStream()接收緩存輸入數(shù)據(jù)。

圖10 客戶端與服務器之間的網(wǎng)絡流程圖

圖11 WiFi模塊的主要代碼

每個房間都是由無線模塊、傳感器模塊、外圍設備構成[17]。其中WiFi模塊的主要程序代碼如圖11所示。

在Android中，按鈕事件主要是通過調(diào)用setContentView()激活和按鈕ItemButton配置的main.xml布局文件，按鈕事件的傳遞函數(shù)表示如圖12所示。

圖12 按鈕事件的傳遞函數(shù)

3.3 SQLite數(shù)據(jù)庫

由于智能電燈存儲信息量較小，故無需較大的數(shù)據(jù)庫，本應用程序使用了Android平臺內(nèi)置的SQLite數(shù)據(jù)庫。SQLite是一個輕量級的、嵌入式的關系型數(shù)據(jù)庫，它遵循ACID的關聯(lián)式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是主要針對嵌入式設備專門設計的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫減少了應用程序管理數(shù)據(jù)的開銷，它移植性好、很容易使用，高效而且可靠性高。

Android提供了SQLiteDatabase和SQLiteOpenHelper兩個類，處理SQLite操作。SQLiteOpenHelper類提供onCreate()和onUpgrade()兩種函數(shù)對SQLite數(shù)據(jù)庫進行創(chuàng)建和更新，提供getWritableDatabase()或getReadableDatabase()方法來獲得數(shù)據(jù)庫對象。SQLiteDatabase類提供一些方法，可以創(chuàng)建、刪除、查詢、事物監(jiān)控等。

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要存儲如下信息：各個房間名稱，各個LED類型，各個LED設備的信息狀態(tài)。

4 實驗測試與分析

4.1 可調(diào)光LED燈與其他照明系統(tǒng)燈比較

將編寫好的APP應用軟件在小米4、小米2s、華為榮耀7等手機上成功安裝后，移動至不同遠近距離連接WiFi，運行軟件。經(jīng)過反復測試，統(tǒng)計本系統(tǒng)設計的可調(diào)光LED燈和白熾燈、普通節(jié)能燈和普通LED燈用電功率效率，繪制了如圖13所示的不同功率的可調(diào)光LED燈與其他照明系統(tǒng)燈效率對比圖。

圖13 不同功率下可調(diào)光LED燈與其他照明系統(tǒng)燈效率對比

實驗結果表明，在通用電壓220V供電時，采用PWM自適應反饋控制調(diào)光方法，與普通LED燈、普通節(jié)能燈和白熾燈相比，可分別獲得超過3%、17%和30%的功效改進。

將同一功率的可調(diào)光LED燈與其他照明系統(tǒng)燈在不同照射角度下，繪制了如圖14所示的可調(diào)光LED燈與其他照明系統(tǒng)燈光強與角度的變化。由圖可知，照明有效角度為60°～90°，在相同角度下可調(diào)光LED燈的光強明顯高于其他照明系統(tǒng)燈光強。

將同一功率的可調(diào)光LED燈與其他照明系統(tǒng)燈在正向導通電流下，可調(diào)光LED燈與其他照明系統(tǒng)燈光通量隨電流的變化如圖15所示。顯然，可調(diào)光LED燈的光通量隨電流的變化明顯高于其他照明系統(tǒng)。

圖14 可調(diào)光LED燈與其他照明系統(tǒng)燈光強與角度的變化

圖15 可調(diào)光LED燈與其他照明系統(tǒng)燈光通量隨電流的變化

綜上實驗結果，在低功率調(diào)光操作下本系統(tǒng)設計的LED燈提高了節(jié)能效率，降低了功耗。

4.2 調(diào)試中的問題及解決方案

(1)提高通信過程的安全性和穩(wěn)定性以及故障反饋和監(jiān)控功能的實現(xiàn)

解決方案：控制過程中通信信道安全性較弱，需要引入一系列加密算法提升通信過程的安全性，同時引入CRC 校驗等手段保證通信數(shù)據(jù)流的準確可靠，防止誤動作的發(fā)生。同時需要實時監(jiān)控和故障反饋功能。

(2)進一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?/p>

解決方案：可以采用多次校驗的方法，除了通常的校驗外，可采取其它的邏輯運算或編碼，如奇偶檢驗或其它邏輯運算校驗等。此外數(shù)據(jù)通信過程中的誤碼不可絕對避免，必要時，對一些重要的數(shù)據(jù)信息需采用數(shù)字濾波方法，可以進一步提高數(shù)據(jù)通信的可靠程度[18]。

(3)通信過程中的錯誤處理

解決方案：編寫有關數(shù)據(jù)通信的程序時，對通信中可能出現(xiàn)的每一種狀態(tài)都應有相應的處理，避免程序出現(xiàn)異?；蚴Э?，如對通信過程中的超時錯誤，需根據(jù)錯誤碼，跳出對通信接口的狀態(tài)查詢，防止陷入死循環(huán)，然后給出錯誤信息和處理提示。

(4)防止接收和發(fā)送錯誤數(shù)據(jù)

解決方案：通信程序往往要對通信緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進行處理，保護好通信緩沖區(qū)，以有效防止接收和發(fā)送錯誤數(shù)據(jù)。如對通信緩沖區(qū)的初始化處理以及接收和發(fā)送完畢后的清零等。

5 結 論

本文針對當前家庭節(jié)能燈耗電問題，提出了一種智能可調(diào)光LED燈系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用一種新穎的控制方式，即Android智能手機軟件控制+網(wǎng)關控制+綠色太陽能電網(wǎng)，實現(xiàn)了通用電壓下低功率調(diào)光節(jié)能照明。該系統(tǒng)采用太陽能綠色可再生能源為智能電網(wǎng)供電，結合室外光強，通過光敏傳感器和脈寬調(diào)制(PWM)技術調(diào)節(jié)LED燈亮度。與當前其他的控制方式相比優(yōu)勢明顯，軟件具有通用性、易于移植、市場應用價值高，硬件簡單易用、穩(wěn)定可靠，成本低，有較好的擴展性。與當前其他的調(diào)光系統(tǒng)相比，光強、光效、光通量有明顯的提升，本文設計的系統(tǒng)提高了可調(diào)光照明應用的節(jié)能效率。

智能可調(diào)光LED燈系統(tǒng)提供了使用可再生能源的有效辦法，在更大范圍上實現(xiàn)了綠色能源概念。本文系統(tǒng)很容易實現(xiàn)，目前處于試用階段，也存在一些不足，如太陽能供電模塊性能還有待優(yōu)化，通信過程中的安全性有待提升。今后考慮與現(xiàn)有的電網(wǎng)技術相結合，可將LED燈節(jié)能技術推向一個新的高度。

[ 1] Martins J F, Oliveira-Lima J A, Delgado-Gomes V, et al. Smart homes and smart buildings. In：Proceedings of the 13th Biennial Baltic Electronics Conference (BEC), Tallinn, Estonia, 2012. 27-38

[ 2] 趙哲, 宋俊德, 鄂海紅. 基于Android平臺的移動應用構建研究與設計. 新型工業(yè)化, 2013, 3(6): 78-89

[ 3] 魏有法. 基于Android的LED燈光控制器的研究與設計：[碩士學位論文]. 福建：華僑大學電子與通信工程學院，2015. 11-12

[ 4] 田正濤. 家庭智能控制終端產(chǎn)品開發(fā)研究：[碩士學位論文]. 青島：山東科技大學計算機學院， 2011. 32-35

[ 5] 林少丹. 實戰(zhàn)移動終端應用開發(fā)技術——Android實戰(zhàn). 北京:機械工業(yè)出版社, 2013. 1-176

[ 6] 胡晶晶. 基于Java socket 的聊天室系統(tǒng)設計與實現(xiàn). 微處理機, 2010,19(5): 66-67

[ 7] Bui N, Castellani A P, Casari P, et al. The internet of energy: a web-enabled smart grid system.NetworkIEEE, 2012, 26(4): 39-45

[ 8] 王文海. 太陽能LED路燈控制器的研究與設計：[碩士學位論文]. 長沙：湖南師范大學電子信息工程學院，2011. 29-30

[ 9] Teng K H, Lam Z Y, Wong S K. Dimmable WiFi-connected LED driver with Android based remote control. In：Proceedings of the 2013 IEEE Symposium on Wireless Technology and Applications (ISWTA), Kuching, Malaysia, 2013. 306-309

[10] 孔文. LED調(diào)光設計思考:可控硅vs PWM. 集成電路應用, 2010, 11(4): 24-27

[11] 路秋生. LED 調(diào)光的實現(xiàn)與有關問題. 電子質(zhì)量, 2011, 7(3): 35-38

[12] 程安寧, 王晉, 尚相榮. 白光LED的PWM驅動方式分析. 電子設計工程, 2010, 9(2): 109-111

[13] 李慧, 吳建德, 鄧焰. 基于LM3409HV的LED無線控制調(diào)光技術. 見: 第七屆中國國際半導體論壇, 浙江大學, 杭州， 中國， 2010. 263-266

[14] Texas Instruments Incorporated, LM3409/LM3409N/LM3409HV/LM3409Q/LM3409QHV PFET Buck Controller for High Power LED DriVers,SNVS6021Datasheet, 2008, 12(7):46-48

[15] 實戰(zhàn)Android應用開發(fā). 北京:清華大學出版社, 2012. 7-9

[16] 徐兵, 廖友成, 劉文杰. 基于Android平臺的車載導航系統(tǒng)研究. 計算機測量與控制, 2014, 22(2): 601-602

[17] 姜永增, 董晶, 宋廣軍等. 物聯(lián)網(wǎng)智能家居無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計. 制造業(yè)自動化, 2011, 12(33):187-189

[18] 黃杰, 晏世雄. 提高數(shù)據(jù)通信質(zhì)量應注意的幾個問題. 2004, 21(6): 40-42

Energy saving control of intelligent adjustable light LED lamps based on Android

Huang Fan, Yang Xianzhao, Chen Yang

(Engineering Research Center for Metallurgical Automation and Detecting Technology of Ministry of Education,Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081

In order to solve the problem of energy consumption of household LED lamps, an energy-saving control method using an intelligent dimmer is proposed. The method takes the Android operating system as a platform, an intelligent mobile phone as a client, and uses the Buck LM3409HV adaptive feedback control mechanism to realize the remote wireless adjustable light energy-saving of LED lights, and low power lighting control through a WiFi network. The system constructed with the method uses the renewable green solar energy to supply smart grids, and adjusts the brightness of LED lights through the photosensitive sensor and pulse width modulation (PWM) technology and the combination of the outdoor light intensity. Running in the universal input voltage, the system can achieve the high efficiency, high power factor dimming. Compared with traditional mechanical switch LED lighting lamps, this intelligent dimming system’s design of hardware and software is more flexible and convenient, with the lower cost, less power consumption, as well as the general, accurate interface and functions. It has the wide application prospect.

Android, WiFi network, pulse width modulation (PWM) dimming, adaptive feedback control, smart grid

①國家自然科學基金(61203331， 61573263)，國家重點實驗室開放基金(SKLSE2014-10-09)和教育部冶金自動化與檢測技術工程研究中心開放課題(MADT201602)資助項目。

②男，1992年生，碩士生；研究方向：嵌入式系統(tǒng)開發(fā)及Android智能家居；E-mail: 1157715811@qq.com

③通訊作者，E-mail: yangxianzhao@wust.edu.cn

2016-04-22)