一种多功能智能台灯的设计.docx

摘  要： 生活节奏的加快导致夜间工作变得频繁，用户对灯光的需求愈加强烈。作为夜间工作、学习伴侣的台灯，成为用户的普遍性选择。相较于日光灯，台灯具有控制方便、护眼、便携等优点。随着使用者数量的增长，台灯的弊端也逐渐显露， 人走灯未灭导致的能源浪费、经济损失成为尖锐矛盾。市面上普遍流通的台灯设备只可以通过用户的手动控制进行灯光的亮度调节、开关操作，随着无线技术的发展，完全可以制作和生产自主控制、实时调节的智能台灯设备。

-为了缓解用户和台灯设备之间的矛盾，本多功能智能台灯选择采用Arduino Uno Rev3开发板作为主控板，语音识别模块、光敏传感器、人体红外感应模块、蓝牙模块作为信息采集模块，1602液晶显示模块、Android移动设备作为信息显示和控制模块。Arduino在综合分析来自上述传感器模块采集到的物理世界数据，对LED做出相应的亮度调整、开关处理，同时将LED的开启状态、工作时长、亮度信息在Android移动设备和1602液晶显示器模块上标识出来，供用户集中分析和控制。在相应的情景下，用户可以远距离的通过Android移动设备将控制指令通过蓝牙模块发送给Arduino，Arduino也会对相应的物理环境做出判断，主动熄灭LED，当灯光亮度超过界定值时，用户将会收到APP的消息推送，提醒用户及时调整亮度，防止伤眼，从根本上杜绝能源浪费，减少用户的经济损失，改善用户的用眼习惯。

关键词： Arduino；Android移动设备；蓝牙模块；语音识别模块；光敏传感器；人体红外感应模块；1602液晶显示模块

目录

摘要

Abstract

1 前言-1

1.1 背景及意义-1

1.2研究现状和发展趋势-1

1.3 课题研究任务和拟解决问题-2

1.3.1 课题研究的任务-2

1.3.2 课题拟解决的关键问题-3

1.4 本章小结-4

2智能台灯控制系统设计-4

2.1 研究的内容-4

2.2 设计理念与工作流程-5

2.2.1 总体方案设计理念-5

2.2.2 系统工作流程-6

2.3 本章小结-6

3 硬件系统的设计-6

3.1 主控制器模块-7

3.2信息采集电路的设计-8

3.2.1 HC-SR501人体红外感应模块的工作原理-8

3.2.2 HC-SR501人体红外感应模块的电路设计-9

3.2.3光敏传感器模块的工作原理-9

3.2.4光敏传感器模块的电路设计-9

3.3信息控制电路的设计-10

3.3.1语音识别模块的选择-10

3.3.2语音识别模块的工作原理-11

3.3.3 语音识别模块的电路设计-12

3.3.4物理开关模块的工作原理-12

3.3.5物理开关模块的电路设计-12

3.4 信息显示电路的设计-13

3.4.1 LCD 1602液晶显示器模块的工作原理-13

3.4.2 LCD 1602 液晶显示器模块的电路设计-14

3.5 无线传输电路的设计-14

3.4.1 论证与比较-14

3.4.2 蓝牙模块的选型-15

3.4.3蓝牙透传模块的工作原理-16

3.4.4蓝牙透传模块电路的设计-16

3.6 系统总电路的设计-17

3.7 本章小结-17

4 系统软件的设计-18

4.1程序设计思路-18

4.2 Arduino部分程序设计-18

4.2.1 主控程序设计-20

4.2.2 透传通信程序设计-23

4.3 手机APP的程序设计-23

4.3.1 界面的设计与规划-24

4.3.2 蓝牙的功能设计-25

4.3.3 显示界面的图表功能设计-27

4.3.4 系统消息推送功能的设计-28

4.3.5 整体功能优化-29

4.4本章小结-30

5 系统测试结果及分析-30

5.1人体红外感应模块的测试-31

5.2光敏感应模块的测试-31

5.3 蓝牙模块的测试-31

5.4 液晶显示器模块的测试-32

5.5 APP的测试-32

5.6 系统整体测试结果-33

5.7 本章小结-33

6 论文总结-33

参 考 文 献-35

致 谢-36