基于Android的智能臺(tái)燈

鐘輝宏 何虎 羅堯 何松濤 汪瑩瑩 成都理工大學(xué)

引言：如今隨著生活水平的不斷提高，智能手機(jī)被越來(lái)越多的人使用，幾乎成為了生活必需品，大大改變了人們的生活方式，智能家居技術(shù)也由此而生。人們對(duì)生活用品操作的方便性要求越來(lái)越高，普通的照明技術(shù)已經(jīng)不能滿足廣大消費(fèi)者的需求，因此越來(lái)越關(guān)注智能家居的研究。智能臺(tái)燈是以傳統(tǒng)臺(tái)燈技術(shù)為背景，實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)客戶端控制的效果。

1 整體方案

本設(shè)計(jì)以STM32單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心，ESP8266 WIFI模塊作為Android客戶端和單片機(jī)的通信媒介，與STM32進(jìn)行串口通信。Android客戶端用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶需求的界面功能,根據(jù)用戶選擇的功能發(fā)送指令,WIFI用于數(shù)據(jù)傳輸模塊，LED控制端接收指令用于實(shí)現(xiàn)對(duì) LED 燈的基本操作，如開(kāi)燈、關(guān)燈、調(diào)光。圖1.1為基于Android的智能臺(tái)燈系統(tǒng)框圖。

2 實(shí)現(xiàn)部分

2.1 硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用STM32芯片作為主控芯片，3W LED燈驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)LED燈，電源電路主要用來(lái)提供12V電壓，7805穩(wěn)壓塊提供5V電壓為單片機(jī)供電，ESP8266-01模塊作為Android客戶端與單片機(jī)響應(yīng)的橋梁。

2.2 軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

軟件主要部分包括兩個(gè)終端：?jiǎn)纹瑱C(jī)程序和Android程序。單片機(jī)主程序主要有對(duì)串口及WIFI模塊的初始化，等待外部中斷并且判斷接收的數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行相應(yīng)操作。把接收的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到單片機(jī)緩存中，單片機(jī)到緩存中讀取，完成這些操作就可實(shí)現(xiàn)控制LED燈。字符判斷的思路是先讀取緩沖器的第一個(gè)字符“：”，提醒單片機(jī)有命令要發(fā)過(guò)來(lái)。單片機(jī)讀取第二字符命令“C”，提示單片機(jī)要數(shù)據(jù)要發(fā)過(guò)來(lái)，若接收到的數(shù)據(jù)符合設(shè)置判斷的命令，則單片機(jī)控制LED燈進(jìn)行相關(guān)操作?？偝绦蛄鞒虉D如圖1所示。

圖1 總程序流程圖

Android App是在eclipse環(huán)境下開(kāi)發(fā)的，編寫(xiě)Android程序的思路是將每一個(gè)控件都定義不同的字符，當(dāng)控件發(fā)生響應(yīng)時(shí)將其傳送給WIFI模塊,最后由STM32根據(jù)字符來(lái)進(jìn)行判斷作出響應(yīng)。利用串口助手，可看到每個(gè)控件定義的字符成功發(fā)送，說(shuō)明APP正常使用。打開(kāi)控制端APP，利用Socket通信發(fā)送給WIFI模塊，WIFI模塊接收APP傳遞的數(shù)據(jù)，分析并向端口發(fā)送指令來(lái)改變其PWM，對(duì)LED燈實(shí)現(xiàn)調(diào)光效果。

2.3 WIFI通信設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)使用Android APP 與LED驅(qū)動(dòng)電路無(wú)線控制，因此WIFI模塊作為其中間橋梁。首先應(yīng)將CH_PD引腳與VCC引腳相連接，CH_PD是用來(lái)選擇AT指令模式的引腳，只有提前接入高電平，才可以響應(yīng)其AT指令。STM32芯片發(fā)送AT指令對(duì)WIFI模塊進(jìn)行初始化，配置其WIFI賬號(hào)、密碼、波特率等，為APP與單片機(jī)通信做好準(zhǔn)備。

3 結(jié)果與討論

基于Android的智能臺(tái)燈在在未來(lái)生活領(lǐng)域應(yīng)用是很廣泛的。在智能手機(jī)進(jìn)入家家戶戶的今天，正在改變著人們傳統(tǒng)的生活方式，朝向智能化、便利化的方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)的APP適用性強(qiáng)，可以移植到任何帶有安卓系統(tǒng)的設(shè)備上，只要連接上WIFI，就可以對(duì)LED燈進(jìn)行控制。在隨著人們對(duì)于傳統(tǒng)生活方式的要求越來(lái)越高，未來(lái)智能家居技術(shù)也會(huì)越發(fā)成熟，其應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。