魯 濤* 薛龍飛

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽712000）

1 方案設(shè)計

本設(shè)計基于云平臺和arduino 微控制器板去控制的一種應(yīng)用在校園的照明智能控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。其適合被應(yīng)用在校園走廊和圖書館等部分校園應(yīng)用的照明系統(tǒng)的控制上，不但能夠使得一定程度上減少電能的損耗同時還可以提升燈光的使用效率。

合理的使用智能控制算法和云平臺等當(dāng)前比較領(lǐng)先的技術(shù)，去針對當(dāng)前的走廊照明進(jìn)行智能管理和控制，因此本控制系統(tǒng)主要設(shè)置了兩個存在差異的控制通道，其中的一個是進(jìn)行自動控制，主要的作用是在云端的服務(wù)器使用自動智能算話，并且運(yùn)用WiFi模塊和控制器，對當(dāng)前所需要進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)完成，傳輸控制器則需要對電路信息進(jìn)行采集之后，使其能夠快速的被發(fā)送到設(shè)置的云端服務(wù)器中，而云端服務(wù)器在完成了處置信息，接收到命令后可以將其傳輸?shù)娇刂破?，再轉(zhuǎn)到控制器之后，控制器可以把這一命令信號傳輸?shù)骄唧w的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)，收到相關(guān)的信號之后，則可以完成進(jìn)一步的執(zhí)行動作，還有一種就是手動的完成操作，手動操作主要是在手機(jī)上可以下載相關(guān)的APP 軟件，然后把這一軟件和云端的服務(wù)器進(jìn)行連接，這樣的一種情況下，假如在遇到了一些惡劣天氣的情況下，則可以通過手機(jī)中設(shè)置的APP 直接對照明情況進(jìn)行設(shè)置和管理，除了這樣的一種情況還可以使用多種不同的軟件而去對這一平臺進(jìn)行調(diào)整，實際能夠?qū)σ黄谠O(shè)定的目標(biāo)給予滿足。

2 硬件設(shè)計

2.1 系統(tǒng)的整體設(shè)計

參照目前已經(jīng)設(shè)計好了設(shè)定方案進(jìn)行分析，當(dāng)前系統(tǒng)使用的是單片機(jī)控制系統(tǒng)，其主要是通過多個模塊組成，當(dāng)前，校園照明控制系統(tǒng)主要的工作方式就是對校園中的室內(nèi)光線的強(qiáng)度和具體的使用情況給予監(jiān)測，通過這樣的方式去完成自動的光線調(diào)整和遠(yuǎn)程的貢獻(xiàn)調(diào)整。

2.2 單片機(jī)的選擇

本文選擇的這一控制器板主要是使用ATM EA2560 單片機(jī)，使其作為控制的面板，對于開源的平臺，我們可以從中得到針對知識共享的一種代碼，通過這一代碼去完成電路設(shè)計，因此其中并不需要設(shè)置過多的，對外接的線路，其中可以直接的完成電壓的輸入和USB 供電等多種需求，除此之外，在這一開源共享平臺中，微控制器對于環(huán)境給出的要求也十分嚴(yán)格，并且其兼具了較高的兼容度，在使用性能上能夠達(dá)到一種非常好的使用效果，在對其進(jìn)行一次開放二次開發(fā)過程中所需要付出的成本則相對較低，因此使用這一位控制器是最為適合當(dāng)前設(shè)計的選擇。

2.3 傳感器的選擇

2.3.1 人體信號傳感器的選擇

熱釋紅外感應(yīng)模塊，其中起到的作用是對于當(dāng)前校園室內(nèi)是不是有人體發(fā)出的紅外線進(jìn)行感知，通過這樣的方式去對校園中，是不是有人經(jīng)過進(jìn)行判斷，這樣的一種判斷方式不但能夠節(jié)約電源，同時還能夠完成對于走廊燈光的自動控制，可以說這是數(shù)據(jù)采集過程中不能夠缺少的一個模塊。

2.3.2 光照強(qiáng)度信號傳感器的選擇

光線強(qiáng)度感應(yīng)器這一模塊主要是運(yùn)用其中具有的光敏電阻和電壓比，需要芯片兩部分組成的，而其中的光敏電阻經(jīng)常被我們叫做是光導(dǎo)管，其中主要是包含了過敏金屬和金屬化合物，通常其在進(jìn)行制作的時候，其中包含了硫化金屬這部分材料，能夠在特定的波長照射下具有電阻值不不斷持續(xù)轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢，也正是因為這樣騎在接收到光線照明的情況下，能夠使得電子電源朝著鄭集的方向發(fā)展，因此電源負(fù)極就會產(chǎn)生這樣的一種情況下，可以讓郭敏電阻器本身的電阻值不斷的降低。

除此之外其中還有l(wèi)m393 芯片的使用，它的工作電壓較為廣泛，在電壓為。2～36 維都可以進(jìn)行工作。而在本系統(tǒng)中所使用的電壓是5 微電壓，因此它的作用主要是和定位器以及光敏電阻，共同作用，使得系統(tǒng)在光線照明比較低的情況下可以獲得有效的信號，從而完成對燈光的控制。

2.4 WiFi 控制模塊

WiFi 控制模塊主要是通過WiFi 通道區(qū)對燈光進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，其中主要是使用到了燈光的開關(guān)控制和亮度調(diào)節(jié)以及燈光顏色的不斷變換，在本系統(tǒng)設(shè)計中主要是在云端燈光控制，因此在娛樂燈光保持在0 的情況下，則其燈光需要關(guān)閉，而燈光控制保持在一的情況下，則需要其伴隨著數(shù)字的提升，不斷的提高燈光的亮度，而使用這樣的一種形式去完成燈光的調(diào)節(jié)，可以說這也是WiFi模塊本身所具備的一種特殊的遠(yuǎn)程控制的功能。

3 軟件設(shè)計

3.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計概述

對于當(dāng)前在我國校園照明系統(tǒng)中的使用主要是針對信號采集模塊去完成的，而在子程序中其自身也具備了初始化程序和中斷子函數(shù)的程序和功能程序等它們之間相互聯(lián)系，并且相互鑲嵌，通過這樣一種相互結(jié)合的方式完成最終的調(diào)用，可以說這也是中斷函數(shù)程序，可以完成功能子程序調(diào)用的一種主要功能參照傳感器信號，使其能夠?qū)ο嚓P(guān)的控制信號進(jìn)行有效的輸出，通過這樣的一種方式，可以按照當(dāng)前設(shè)定好的不同的子程序模塊去對其進(jìn)行細(xì)分。在對其細(xì)分的情況下，一般都是在主程序去進(jìn)入，然后對其自身需要的命令操作給予執(zhí)行，最后再次的返回到主函數(shù)中，這樣的一種情況下，能夠讓主函數(shù)保持一種持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 環(huán)境光采集模塊的設(shè)計

使用傳感器把微控制器本身所具備的電源信號，在環(huán)境中的光照強(qiáng)度去進(jìn)行不同程度的收集和轉(zhuǎn)化，傳感器本身除了能夠使用光敏的二極管把機(jī)所需要的信號在環(huán)境里去進(jìn)行獲得之外，還可以具有對其進(jìn)行電信信號傳輸?shù)墓δ?，在這樣一種情況下可以讓傳輸?shù)男盘柋３址€(wěn)定，同時更加有利于對其進(jìn)行后期的采集。

3.3 云端遠(yuǎn)程控制的設(shè)計

云端遠(yuǎn)程控制當(dāng)前在進(jìn)行的開發(fā)，目標(biāo)主要是將其使用在手機(jī)中，在手機(jī)中通過APP 去通過該模塊完成所需要的燈光控制，當(dāng)前主要是需要將已經(jīng)準(zhǔn)備好的固件中的WiFi 模塊，安裝到本系統(tǒng)配備的APP 到手機(jī)中，同時還需要一根tl 線，因為其本身并不能夠完成it 發(fā)出的指令，從而保持運(yùn)行狀態(tài)，因此，SD-ut xd 和t xt-ursd可以不進(jìn)行，結(jié)果只是簡單的對其進(jìn)行模塊開機(jī)即可，手機(jī)只需要WiFi 熱點(diǎn)相連接則可以完成操作所有模塊中的g100 這一腳可以不去進(jìn)行鏈接，能夠運(yùn)用手機(jī)去進(jìn)行熱點(diǎn)的搜索，搜索帶有一SP字符的名字，這就是本系統(tǒng)發(fā)出的熱點(diǎn)，通過這樣的一種熱點(diǎn)尋找就可以完成熱點(diǎn)的連接。通過對熱點(diǎn)名字的點(diǎn)擊，最終進(jìn)入到控制面板。

4 系統(tǒng)的調(diào)試

控制系統(tǒng)當(dāng)前在硬件與軟件部分進(jìn)行完設(shè)計之后，還要求對其自身的實驗性進(jìn)行檢測和調(diào)整這樣的一種情況下，能夠?qū)⒂布浖诰唧w進(jìn)行過程中存在的缺陷，以及針對硬件電腦故障給予有效的排查，通過這樣的一種方式能夠?qū)τ谙到y(tǒng)本身是不是可以保持安全穩(wěn)定的運(yùn)行進(jìn)行檢驗，除此之外，本次控制系統(tǒng)目前在進(jìn)行調(diào)試的過程中，主要被分成兩個部分，首先的第1 個部分是，對于控制器把目前在系統(tǒng)調(diào)試和整體控制上的運(yùn)行進(jìn)行所需要的調(diào)試。

5 結(jié)論

本課題主要是針對校園智能照明控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計和研究，通過針對電路驅(qū)動去完成研究，使其能夠?qū)τ诋?dāng)前整個校園系統(tǒng)設(shè)備實現(xiàn)有效的控制，并且使用一個單獨(dú)的顯示器去對整體系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行顯示，可以說這是一種非常便捷也是十分有效的控制程序，即不但完成了對于上面照明的開關(guān)控制，同時還能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控到校園照明存在的故障問題。