徐 磊 涂 強(qiáng)

(江西科技師范大學(xué) 江西 南昌 330100)

智能家居照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

徐 磊 涂 強(qiáng)

(江西科技師范大學(xué) 江西 南昌 330100)

智能家居是以居民住宅為平臺(tái)，結(jié)合當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。使人們的家用電器可以通過手機(jī)等移動(dòng)終端進(jìn)行控制，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能家居會(huì)朝著更便捷、更舒適、更綠色、更節(jié)能的方向發(fā)展。智能家庭照明系統(tǒng)，是通過設(shè)計(jì)并制作一整套控制系統(tǒng)，使人們的家具照明朝著更人性化的方向發(fā)展。使用這個(gè)智能家庭照明系統(tǒng)，人們可以用手機(jī)遠(yuǎn)程對(duì)自己家中的照明實(shí)現(xiàn)控制，也可以監(jiān)察照明情況。

智能家居；照明；物聯(lián)網(wǎng)

引言

基于STC15W404AS的智能家居照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究是為了適應(yīng)現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與生活越來越緊密的潮流。通過設(shè)計(jì)這個(gè)智能家居照明系統(tǒng)去學(xué)習(xí)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)，同時(shí)也為了方便人們的生活，如果本次研究結(jié)果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，我們將會(huì)在智能家居上有重大突破，為將來做其他的智能家居方面的研究奠定一個(gè)夯實(shí)的基礎(chǔ)。

另一方面，我們都十分向往想科幻電影之中人們的生活情景，而這個(gè)研究與其有一定的相似之處，我們認(rèn)為這項(xiàng)研究將會(huì)為實(shí)現(xiàn)科幻電影中的生活方式有一定的幫助，希望通過自己的努力來見證這一切的實(shí)現(xiàn)。

一、智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)用Atemga328p單片機(jī)做為控制器，通過外部按鈕來切換使用局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)兩種模式，局域網(wǎng)模式只能在很小的范圍對(duì)LED燈的亮度進(jìn)行調(diào)控，當(dāng)超出范圍后便不能控制；互聯(lián)網(wǎng)模式只有有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的地區(qū)都能對(duì)LED燈進(jìn)行控制。LED燈亮度通過手機(jī)APP向單片機(jī)發(fā)送指令改變PWM波占空比大小來控制。

二、智能照明系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

(一)硬件電路總體框圖

說明：本系統(tǒng)用Atemga328p單片機(jī)做為控制器，通過外部按鈕來切換使用局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)兩種模式，局域網(wǎng)模式只能在很小的范圍對(duì)LED燈的亮度進(jìn)行調(diào)控，當(dāng)超出范圍后便不能控制；互聯(lián)網(wǎng)模式只有有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的地區(qū)都能對(duì)LED燈進(jìn)行控制。

(二)微處理器的選擇。單片機(jī)采用Atemga328p，速度是傳統(tǒng)51的20倍，體積小巧，擁有16k rom 1k Ram。

20多個(gè)IO口。這款單片機(jī)有足夠的內(nèi)存來存儲(chǔ)通信協(xié)議，同時(shí)它的運(yùn)行速度也遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的51單片機(jī)，而價(jià)格也差不多。

(三)WIFI模塊。WIFI模塊我們采用的是ESP8266。它是一款超低功耗的UART-WiFi透?jìng)髂K，擁有很小封裝尺寸和超低能耗技術(shù)，專為移動(dòng)設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，可將用戶的物理設(shè)備連接到WiFi無線網(wǎng)絡(luò)上，進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。支持AT+控制指令集。

(四)路由器。任意一款可以聯(lián)網(wǎng)的無線路由度能滿足需求。

三、智能照明系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

(一)主程序框架

說明：

(二)算法

void keyHandle()

{

unsigned char stat;

unsigned long ntimer,ntimer2;

stat = key_1.keyscan();

if(stat == KEY_DOWING)

{

ntimer = millis();

}

else if(stat == KEY_DOWN)

{

if((millis()-ntimer)<=500)

{

myGizwits.setBindMode(WIFI_SOFTAP_MODE);

}

else if((millis()-ntimer)>= 3000)

{

myGizwits.setBindMode(WIFI_AIRLINK_MODE);

}

}

stat = key_2.keyscan();

if(stat == KEY_DOWING)

{

ntimer2 = millis();

}

else if(stat == KEY_DOWN)

{

if((millis()-ntimer)<=500)

{

myGizwits.setBindMode(WIFI_PRODUCTION_TEST);

}

else if((millis()-ntimer)>= 3000)

{

myGizwits.setBindMode(WIFI_RESET_MODE);

}

}

}

void setup(){

// put your setup code here,to run once:

Serial.begin(9600);

pinMode(LED,OUTPUT);

pinMode(KEY1,INPUT_PULLUP);

pinMode(KEY2,INPUT_PULLUP);

myGizwits.begin();

key_1.setpin(14);

key_2.setpin(15);

}

bool varR_LED = 0;

unsigned long varR_LED_NUM = 0;

void loop(){

keyHandle();

//Configure network

//if(XXX)//Trigger Condition

//myGizwits.setBindMode(0x02);//0x01:Enter AP Mode;0x02:Enter Airlink Mode

if(myGizwits.hasBeenSet(EVENT_LED_NUM))

{

myGizwits.read(EVENT_LED_NUM,&varR_LED_NUM);//Address for storing data

}

if(myGizwits.hasBeenSet(EVENT_LED))

{

myGizwits.read(EVENT_LED,&varR_LED);

}

if(varR_LED == 1)

{

//analogWrite(LED,(unsigned char)varR_LED_NUM);

//myGizwits.write(VALUE_LED_NUM,VALUE_TYPE_MAX);

analogWrite(LED,varR_LED_NUM);

}

else

{

analogWrite(LED,0);

}

myGizwits.process();

}

四、結(jié)束語

本次研究最終得以完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，實(shí)現(xiàn)了在局域和遠(yuǎn)程控制LED燈的亮度，通過本課題的學(xué)習(xí)，我們學(xué)會(huì)了遠(yuǎn)程操控的方法，相信本次的研究成果可以運(yùn)用到許多需要用到遠(yuǎn)程控制的項(xiàng)目之中！

徐磊(1995.07-)，男，漢族，江西南昌人，大學(xué)本科，江西科技師范大學(xué)；涂強(qiáng)(1994.08-)，男，漢族，江西人，大學(xué)本科，江西科技師范大學(xué)。