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软件开发与应用Software Developm ent And Application电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering基于Arduino和APP Inventor 2的智能灯的设计与实现张海生(海南政法职业学院海南省海口市571100 )摘要：本文针对传统照明电灯在安全性，便利性，舒适性和环保节能的局限性，设计制作了一款基于Arduino、A PP Inventor2和 蓝牙通信技术的智能电灯，开发了一款手机APP客户端应用程序，最终实现手机客户端远程控制照明电灯开关灯和亮度调节的功能，关键词：Arduino;A PP Inventor2;蓝牙；智能灯；手机1引言随着信息技术的而不断进步发展和人们生活水平质量不断提升，在智能家居不断发展的背景下，传统的照明电灯很难同时满足家居照明对安全性、便利性、舒适性和环保节能的需求。
传统的照明电灯一般只能实现开、关操作，也有能无线开关和调节亮度功能的照明电灯，但需要额外配备无线遥控器，多个电灯就需要多个遥控器，不仅增加成本、耗费资源而且无记忆存储功能，使用起来也 不够便利，另外手动开关也存在一定的安全隐患，影响着人们的高 质量生活。
本文设计的基于Arduino和APP Inventor 2的智能灯，具有通 过手机A P P远程控制照明电灯的功能，具备系统运行流畅稳定、软硬件制作简单、手机A P P用户体验顺畅、物美价廉的优点，适 合于在教学和生产生活中广泛应用。
2系统设计本系统主要由M CU控制模块Arduino开发板、电灯照明模块、蓝牙通信模块和手机A P P等部分构成。
系统启动以后，首先打开 手机A P P终端与系统进行互联配对，然后发送操作指令即可对电 灯进行远程操作。
操作指令数据先从手机APP传送到蓝牙通信模块 然后再传送到M CU控制模块；M CU控制模块接收操作指令后进 行相对应的电灯控制。
基于单片机的智能LED台灯设计智能LED台灯是一种基于单片机技术的智能照明设备，具有色温调节、亮度调整、定时开关和远程控制等功能。
本文将介绍智能LED台灯的设计原理和实现方法。
智能LED台灯的核心部件是单片机，它可以实现对LED灯的控制和调整。
还可以通过传感器收集环境数据，实现自动调节。
下面是智能LED台灯的主要设计思路。
需要选择适合的单片机模块。
考虑到成本和复杂度，可以选择一款性能较好且价格适中的单片机模块。
常用的单片机型号有STM32、Arduino等。
根据实际需求选择合适的型号和功能。
接下来是LED灯的选择和控制。
LED灯可以选择冷光源和暖光源，以实现色温调节。
通常使用PWM技术控制LED灯的亮度。
PWM技术通过改变LED灯的亮度来模拟不同的色温。
可以根据需要调节PWM的占空比，控制LED灯的亮度。
第三步是添加温度传感器。
温度传感器可以实时监测环境温度，并根据温度数据调节LED灯的亮度和色温。
当环境温度较高时，LED灯可以降低亮度和色温，以减少照明对人体的影响。
最后一步是添加远程控制功能。
可以通过无线通信模块（如蓝牙、Wi-Fi）连接智能手机或其他设备，通过手机App或其他方式对LED台灯进行远程控制。
远程控制功能可以实现开关控制、亮度调节、色温调节、定时开关等功能。
通过以上设计思路，可以实现智能LED台灯的设计。
在实施过程中，还可以考虑其他因素，如耗能测量、多种模式切换、安全性等。
为了提高用户体验和降低使用难度，还可以设计友好的操作界面和提示功能。
智能LED台灯的设计基于单片机技术，具有色温调节、亮度调整、定时开关和远程控制等功能。
实现这些功能需要选择合适的单片机模块、LED灯、温度传感器和光线传感器，并添加远程控制功能。
设计过程中还应考虑其他因素，如能耗、模式切换和用户体验等。
------T X阵W S 2812全彩灯带R X 工G N Dr0引言智能家居的概念虽然已经有了几十年，但进入我国并取 得一定发展还是最近几年的事，可以说我国在这方面还处于 一个起步阶段。
与欧美等较发达国家相比，目前我国老百姓 居家的灯光控制系统先进一点的实现了红外遥控控制，大都 还处于手动开关控制单个光源亮灭的这么一个较为落后的 状态。
本设计正是在这种背景下，提出一种切实可行的适用 于普通百姓家庭的智能家居灯控系统设计方案，真正的让智 能控制走进普通百姓居家照明应用中。
实现节能、日常、宴 会party 等多模式切换并可DIY 设置家里主副光源的配置方 案，在卫生间、走廊等夜晚人们经常经过和使用的地点设置 人体感应控制光源，在室外设置声光电逻辑控制单元实现节 能控制并实现手机、pad 等移动设备远程控制功能。
这些 设计大大提高了人们的居家生活体验品质，也必将会成为未 来家庭光源控制发展的一个必然趋势。
1智能家庭灯控系统总体设计方案■ 1.1设计思路智能家庭灯光控制系统主要分为室内灯控系统和室外 节能控制系统两部分。
(1)室内灯光系统在曰常环境下，室内客厅以及各 卧室的灯光都处于光线和红外人体感 应传感器的联合数据采集、控制下的 节能模式。
是否控制灯光开启由这两 种传感器采集到的数据并根据实际逻辑关系加以控制。
当光照强度满足设 定参数值时，不管人体感应传感器给 出何种信号，灯光均不点亮；反之，光强满足条件，又有红外移动感应信 号则灯光开启，并实时监测如果一直 有人存在灯光即一直点亮，直到人员 离开后延时_段时间媳灭即可。
至于客厅灯控本设计采用多光源配置，设置为三种模 式，分别为日常模式、宴请模式和舞会模式，这里均可通过 编程来实现各模式的灯光定义，当然用户也可自己随意DIY 自己喜欢的模式，并利用遥控加以切换。
除此之外，本设计 利用网络平台加入手机远程控制环节，可以方便地控制查 看、控制室内灯光，并可远程一键关闭所有光源。
• 184•本系统总设计是基于Arduino 物联网的家居照明系统，对照明设备进行统一部署和管理，由传感器、家庭网关、手机终端构成。
在Arduino 开源平台上部署传感器节点，对照明设备的状态进行检测；在软件平台上接受并处理反馈信息，根据指定的策略对照明设备进行控制；终端产品对灯具进行远程管理和模式切换。
本系统将家居照明设备从被动静止结构转变为多种场景照明的智能控制系统，同时具有可扩展性，满足用户需求的变化，带来良好的生活体验。
1 智能家居照明系统应用现状1.1 全球智能照明市场前景广阔传统的钨丝灯、气体放电灯照明时代跨越到了现代的LED 半导体器件的照明时代，家居照明领域发生了巨大变化。
与此同时，网络时代也在发生着改变，由原先的移动互联网开始向物联网转变。
正是科技融合发展的高速时期，在LED 照明与物联网创新结合的基础上，碰撞出了影响人类生活的智能照明时代。
科技之间的结合、碰撞，为智能照明时代的市场发展提供了广泛空间和爆发潜力，奠定了智能照明生态体系在时代发展中迭代、优化、发展、向着更优体系不断更新的基础。
据全球市场研究咨询公司Markets and Markets 发布的市场研究报告指出，2015年全球智能照明市场规模为33亿美元，预计2022年将达到197亿美元，这个期间的复合年增长率为27%。
1.2 智能照明控制要选择合适的连接技术在万物互联的时代，连接的技术非常多。
有基于总线的有线技术，有短距离的无线连接技术，也有跨越几公里的广域网无线技术。
在使用智能家居照明时，需要对家居的全套设备进行全连接、简便操作且保障安全。
由于组网节点多及其复杂性，必须支持低功耗、成本低。
蓝牙技术具有低功耗的特性，对基于可控广播的蓝牙Mesh 技术有了新的定义，在未来也十分具有发展潜力，值得界内关注。
如果只是简单地点连接或者是不需要连接很多结点，使用WiFi 或蓝牙连接即可。
1.3 互联网技术与传统照明加速融合新时代下的物联网业态以及技术本身都在发生新的变化，物联网带来的不仅仅是产品层面的冲击，更多的是跨界融合。
电子基础0 引言智能家居的目标是为人类提供一个安全、舒适、高效和方便的生活环境。
随着社会科技水平的不断发展，智能家居产业在互联网影响下呈现物联化的发展趋势，日益受到研发人员的关注。
其中，绿色环保照明研究成为照明设施研发的重要方向。
现有的台灯虽能满足基本的照明要求，但无法根据周围环境科学地调整适合学习和工作的光照强度，随着人们用眼量的不断增加，越来越多的人饱受视力下降的困扰[1]，因此研制一种自动化程度高、能实现自动调光、保护视力的智能台灯显得尤为必要。
发光二极管（leD）是距今为止电光转换效率最高的发光材料，采用leD作为光源的照明设备已广泛应用于各行各业，正逐步替代传统光源照明设备。
它具有高效节能、发热量低、体积微小、经久耐用、响应快速和低压安全等优点[2]。
本文采用柔光leD作为光源器件，设计一款集自动调节光强、声控启动、红外测距、测温和屏显等功能为一体的视力保护智能leD台灯，以满足用户的日常照明需求。
arduino是一款基于avR单片机的硬件电路和软件开发环境共同开源的控制系统，它可提供交互式编程学习媒介，是为嵌入式开发学习而研发的一种控制终端[3]。
arduino平台由硬件（微处理器系统、arduino电路板等）和软件（编程语言arduino iDe）两部分组成，arduino 编程软件与 java、C语言等程序开发环境类似，可使用 arduino 语言与多种软件进行跨平台互动和融合，并可以在windows、linux等操作系统上运行，具有良好的兼容性。
1 台灯系统总体介绍台灯基于arduino开源电子原型平台，利用子系统模块设计开发了自动调光、声控启动、红外测距、测温和屏显等功能模块，框架如图1所示。
其中包括七个模块：（1）柔光leD照明模块；（2）光强采集模块，光敏电阻传感器采集光强信息，转换为模拟电信号输出；（3）台灯光照强度的手动调光则由电位器完成，调节旋钮即可改变光强；（4）声控传感模块，黑暗环境下通过声音强度来开启台灯电源；（5）手动和自动模式切换，由电容型的触摸传感器实现，触摸一次台灯则工作模式自动切换；（6）红外测距模块，能自主发射和接收特征频率的红外线并检测距离，并附带提示音功能；（7）周围环境温度信号采集由lM35温度传感器完成，直接输出对应的电平模拟压值，程序处理后在lCD1602液晶显示屏上显示。
基于单片机的智能LED台灯设计1. 引言1.1 背景介绍LED 台灯现在已经成为时尚家居中不可或缺的一部分，它带来了舒适的照明效果，同时也具备节能、环保等优点。
随着科技的不断发展，人们对于台灯的功能和设计要求也越来越高。
基于单片机的智能LED 台灯设计应运而生，它不仅可以实现智能控制，还能够实现多种照明效果，满足不同场景下的需求。
传统的LED 台灯往往只是简单地提供照明功能，无法灵活地调节亮度和色温。
而基于单片机的智能LED 台灯设计则可以通过编程控制LED 光源的亮度和色温，实现渐变、闪烁等效果。
搭配传感器和无线通信模块，还可以实现自动调节光线、远程控制等功能，为用户带来更便捷、智能的照明体验。
通过对基于单片机的智能LED 台灯设计进行研究，不仅可以提升LED 台灯的功能和性能，还可以推动照明科技的发展，为人们的生活带来更大的便利和舒适。
【字数：225】1.2 研究意义LED灯具有节能、环保、耐用等优点，而智能LED台灯可以根据环境光照和用户需求智能调节光线亮度和颜色温度，提升用户体验。
基于单片机的智能LED台灯设计不仅可以实现智能控制功能，还可以通过合理的电路设计和程序算法提高LED灯的使用寿命和稳定性。
智能LED台灯设计结合了单片机技术和光电技术，具有较高的技术含量，可供学术研究和工程应用。
研究基于单片机的智能LED台灯设计具有重要的意义，有助于推动LED照明技术发展，提升LED产品的性能和智能化水平，满足人们对高品质生活的需求。
【字数：204】1.3 研究目的研究目的是通过设计基于单片机的智能LED台灯，实现灯具的智能化控制和节能优化。
具体目的包括：1. 设计一款高性能的LED灯具，通过单片机控制实现灯光的亮度调节和色温调节，提高灯具的灵活性和便捷性。
2. 开发一套智能照明控制系统，通过单片机实现灯具的远程控制和定时开关功能，提升用户体验和舒适度。
3. 设计具有美观实用性的LED台灯外观，使其外观设计与功能实用性相结合，吸引用户的注意并增加产品的市场竞争力。
