基于WIFI節(jié)點(diǎn)和智能手機(jī)的炫彩裝飾智能燈

王磊 韓國(guó)慶 李垚

摘要：燈，是生活中必不可少的物品。燈極大程度地方便了生活，同時(shí)也使人們的日常生活更加豐富多采，不再日落而息。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)產(chǎn)品的體驗(yàn)。那么，以前簡(jiǎn)單的用來(lái)照明的燈也逐漸被賦予了科技的元素，變得絢麗多彩，更加智能化和人性化。同時(shí)，一些娛樂(lè)場(chǎng)所和家居領(lǐng)域?qū)麸椀囊笠才c時(shí)俱進(jìn)，而國(guó)內(nèi)對(duì)智能燈飾品的研究相對(duì)薄弱，上市的也只是通過(guò)紅外遙控進(jìn)行的簡(jiǎn)單控制，滿足不了用戶的需求。本作品可以讓燈更加智能化，更加方便控制。此智能燈主要根據(jù)WIFI協(xié)議利用WIFI模塊與手機(jī)連接，從而得到手機(jī)與燈之間的控制。

關(guān)鍵詞：智能燈；WIFI技術(shù)；手機(jī)APP

研究目的

根據(jù)使用者的心情、環(huán)境可以通過(guò)手機(jī)APP選擇模式，燈的模式有許多種，例如，閱讀模式可以讓你在合適的燈光下學(xué)習(xí)，心情不好的時(shí)候可以調(diào)節(jié)到明亮模式等。

1.設(shè)計(jì)方案

本作品由三大部分組成：智能燈、手機(jī)APP和智能控制組件。

智能燈部分：我們采用了9顆顏色各異的霓虹燈，根據(jù)環(huán)境可自行更改顏色；

手機(jī)APP：通過(guò)可視化界面實(shí)現(xiàn)對(duì)燈四種模式的控制；

智能控制組件：stm32芯片作為中央處理器，可以實(shí)現(xiàn)控制燈的亮滅以及亮度。WIFI模塊通過(guò)WIFI實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與手機(jī)APP的連接。手機(jī)APP通過(guò)IP和端口號(hào)接收數(shù)據(jù)。可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP，例如，qq音樂(lè)、酷狗音樂(lè)等播放軟件進(jìn)行智能互動(dòng)。外接電路實(shí)現(xiàn)對(duì)智能彩燈的傳輸控制，還可以通過(guò)stm32單片機(jī)控制紅外檢測(cè)模塊，對(duì)障礙物的監(jiān)測(cè)，有人的時(shí)候讓燈亮起來(lái)，無(wú)人的時(shí)候熄燈休眠節(jié)能。本作品結(jié)合自身特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了以下指標(biāo)：

額定電壓：直流12v；

功率：≤25W；

使用環(huán)境：室內(nèi)；

外形設(shè)計(jì)：立式箱體式，顏色為褐色；

智能控制裝置：STM32單片機(jī)，WIFI模塊，LCD顯示屏。

2.主要技術(shù)指標(biāo)

（1）APP控制四種模式

工作學(xué)習(xí)模式：以明亮的白色為主，輔以橙黃色和黃色，主要服務(wù)于人們工作回家后，休息做飯為主，可以采取白色為主色調(diào)，橙黃色和黃色以呼吸燈的形式存在，定時(shí)以后可以將主白色的部分燈關(guān)閉，換藍(lán)色燈出現(xiàn)，為工作和學(xué)習(xí)創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境。

娛樂(lè)休閑模式：主要以流水燈、閃爍為主，采取歡快的紅色、多種顏色并存的形式使得人們放松和娛樂(lè)。后期將采用與pc端和智能手機(jī)和平板之間中APP進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，根據(jù)音頻、鼓點(diǎn)和其他環(huán)境因素進(jìn)行閃爍和亮起。在家具中可安裝可接受的端口，相應(yīng)的顏色變換。

睡覺(jué)休眠模式：進(jìn)過(guò)app發(fā)送指令將整體的智能燈調(diào)整成為主色調(diào)全部隨時(shí)間逐漸變暗，進(jìn)而將整個(gè)居室環(huán)境調(diào)整為以安靜的暖色調(diào)，把不需要的燈關(guān)閉調(diào)整為休眠模式。在人體睡眠的過(guò)程中可以將部分燈調(diào)整為呼吸燈模式，也可將其全部關(guān)閉。

省電休眠模式：白天可通過(guò)光照檢測(cè)將電源斷開(kāi)，但紅外檢測(cè)模塊繼續(xù)值班，將整個(gè)系統(tǒng)的功耗降到最低。但隨時(shí)可接受app的指令控制。

（2）WIFI模塊：WIFI模塊是嵌入式UART-WiFi模塊產(chǎn)品。

UART-WiFi是基于UART接口的符合WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口數(shù)據(jù)到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換。由于我們所用到的WIFI模塊為串口轉(zhuǎn)WIFI模塊且為透明傳輸，單片機(jī)與WIFI模塊之間可以直接通過(guò)RX和TX兩個(gè)引腳相連，如下圖。STM32單片機(jī)具有兩個(gè)物理上相互獨(dú)立的接收、發(fā)送緩存器SBUF，但它們占用同一地址，可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。發(fā)送緩存器只能寫(xiě)入，不能讀出；接收緩存器只能讀出，不能寫(xiě)入。串行通信時(shí)，數(shù)據(jù)從TX引腳發(fā)出，在RX引腳接收。在接收時(shí)，8個(gè)數(shù)據(jù)位存入SBUF0，停止位進(jìn)入RB80（SCON0.2）。當(dāng)軟件向SBUF0寄存器寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)時(shí)，開(kāi)始數(shù)據(jù)發(fā)送，在發(fā)送結(jié)束時(shí)停止位開(kāi)始，同時(shí)發(fā)送中斷標(biāo)志TI0（SCON0.1）被置1。在接收允許位REN0（SCON0.4）被置1后，數(shù)據(jù)接收可以在任何時(shí)候開(kāi)始。

3.技術(shù)特點(diǎn)

總的概括起來(lái)，本作品主要特點(diǎn)可以分為三方面：模式多變，根據(jù)人們的心情選擇不同的模式；WIFI傳輸，手機(jī)APP控制，方便快捷；本產(chǎn)品與騰訊qq，家庭影院、手機(jī)游戲等的交互，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的視覺(jué)場(chǎng)景來(lái)進(jìn)行提醒，調(diào)光，節(jié)能娛樂(lè)等。外包裝設(shè)計(jì)標(biāo)新立異，設(shè)計(jì)更加合理方便，提高空間利用率。

本作品未來(lái)前景廣大，可以研發(fā)走向以人為本的科學(xué)化照明智能化燈將從純粹的智能功能的發(fā)展轉(zhuǎn)向更注重人的行為的智能燈控。以智能燈人的行為、視覺(jué)功效、視覺(jué)生理心理研究為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)更具有科學(xué)含量的，以人為本的高效、舒適、健康的智能化照明。

參考文獻(xiàn)：

[1]張思民.Java開(kāi)發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐.清華大學(xué)出版社.

[2]蒙博宇.stm32自學(xué)筆記.北京航空航天大學(xué)出版社.