基于stm32的智能台灯系统设计与实现(附件)【字数：8195】
随着人类科学技术的不断精进和高速发展，越来越多的智能化装置进入并改变了人们的生活品质。灯具作为居家学习生活常见的照明工具，为人们提供光亮。在深夜和昏暗场景工作学习当中，就非常需要台灯了。本课题主要是在对台灯的使用中加入更多的感应元素，使其更加节能护眼，并且能够更加直观方便的让使用者提升使用者的体验感受。 本课题这款智能台灯以STM32F103C8T6作为设计主控制单片机，光敏传感器模块作为光照强度监测模块，把人体红外热释电模块用来监测是否有人在附近并发送自动点亮关闭台灯的信号，人走灯灭实现节能的效果。采用了一块OLED显示屏作为光照强度实时监测的指标，并配合传统按键进行光照亮度的调节和监测阈值设定。再结合无线SPP蓝牙模块，可以用手机程序通过蓝牙连接从而达到调控台灯的亮灭和光照亮度的强弱。
目录
一、引言 1
二、系统方案设计 2
（一）设计分析 2
（二）研究方案 2
三、系统硬件设计和器件选择 4
（一）人体感应模块 4
（二）光强监测模块 5
（三）主控单片机选型 6
（四）遥控模块 6
（五）键盘模块 7
（六）显示模块 8
（七）灯泡及驱动电路 9
四、软件设计 10
（一）系统总程序设计思路 10
（二）主程序设计 10
（三）电参数获取子程序设计 11
（四）按键扫描子程序设计 11
（五）液晶显示子程序设计 12
（六）电信号阈值设定子程序设计 12
五、调试与结果 13
（一）硬件调试 13
（二）软硬件综合调试 13
六、总结 16
参考文献 17
致谢 18
附录 19
引言
科学技术的不断创新还有经济、文化各种文明的迅速发展，使得当前时代拥有丰富的物质基。在丰富的物质基础和物联网技术的快速发展中,越来越多的人想要利用技术来提高产品在他们的生活的智能程度,把智能控制集成与移动设备程序,通过图像和等来查看显示结果，并给出指令,控制设备和高效地完成要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
解决的问题,节省出了很多不必要的操作时间。现代的设计中不断加入各种符合人们喜欢的交互操作，节省很多场景中不必要的时间浪费，提高了生活质量也还能让人们有更多的时间休闲和陪伴家人。因此，智能家居已经走入了人们的视野，家居生活中的每一件产品都可以进行智能话提升，变得更加人性化。灯具为人们点亮黑夜，台灯作为工作学习必备品使得其成为人们改进的热门对象。
我国进入智能台灯研究及发展的时间并不久，在经济飞速的发展下使得各种科技产品都进展飞快，涌现出了许多去专业的制造智能灯具的企业，不断地去丰富国内智能灯具产品的种类，也在不断的创新出更加便捷人们生活的产品。国外得到智能灯具产品相比于国内有着品牌优势和技术水平的领先。有着更多的种类更多的功能，使得早期占领了大部分市场，但是品牌使得国外的产品价格偏高。国内品牌推出许多款式的智能台灯，更加趋向于国人的使用习惯，有着许多互动性让人在使用时感到有趣味性。国内外的台灯公司还在持续的研发功能更加丰富的台灯。
本课题所设计的是一款智能台灯的设备，所采取使用的主控制芯片型号是STM32F103C8T6，这款芯片是整个课题的核心。该设计包括两个部分，硬件电路模块的焊接和软件编程设计。通过在学校的学习和实践课中掌握的技能，可以进行焊接操作，再去把将不同模块进行连接组合成一个整体设计。基于STM32的智能台灯有两种控制方式，传统的实体按键和通过手机程序利用蓝牙无线控制。台灯自身也拥有传感器进行自适应，对于所处环境的明暗程度进行亮度调节和开关灯操作。利用人体红外热释电模块的感应效果来实现人离开过后进行自动关灯的效果。通过手机程序连接上蓝牙模块后发送控制指令可以进行手动调节亮度，同时在OLED显示屏上进行显示。
二、系统方案设计
（一）设计分析
本课题要达到的效果是设计并制作出一款台灯，能根据光照强度监测来对亮度进行调节和开关灯的功能；又具有人在附近的时候进行开灯操作，人离开后关闭台灯，还可以通过安卓程序控制端进行远程控制，从而达到高效率和节能的目的。
在以往的居家生活中，台灯一般只具有基本照明功能，还需要去按台灯上的传统开关进行开关的操作，在起夜意识比较模糊的情况下，需要摸黑找台灯的开关按钮。本课题的智能台灯，可以改善这些生活中不便的场景。所以选用了性能较好的单片机作为电路板的开发，电路的设计和控制中运用了合理的方法去调试，保障了整个电路系统的正常运行，灯具选择了当下主流使用的LED节能灯，智能控制的各个模块的选择是根据日常使用场景进行的。白天处于阳光照射的环境下是不需要开着灯的，光强感应作为台灯亮度和开关灯的操作的重要控制因素，利用光强感应来判断所处环境是否需要开灯，再把监测到的数值展示在屏幕上。为了避免夜晚时避免找不到台灯开关，就应用了人体感应模块来进行智能开关灯操作，达到了节能的效果。当人里的较远时不能进行感应和按钮操作时可以采用无线传输模块来进行控制。
（二）研究方案
本课题采用的设计方案是基于模块化的设计，以便于明确分工和后期调试工作，这其中包括了人体感应模块、光强监测模块、显示模块、按键模块和遥控模块，利用这些模块完成实现设计。
本课题用光强监测模块来进行实时获取所处环境中的光强信息，再把传数据输出给单片机，数据通过主控单片机进行处理分析后，根据程序判断是否要去进行开灯或关灯操作，并且会把实时检测到的数值显示在OLED屏幕上，方便使用者观察到数值。光强监测在程序中会设定一个临界值就是阈值，高于临界值就进行关灯操作，低于设定的临界值就会开启台灯，并跟随着检测值进行逐渐变亮或逐渐变暗操作，以满足使用场景中的照明需求。如果对于当前设置的光强感应开关灯操作的阈值感到不合适，可以用实体按钮进行调节操作，设定一个满足所处环境使用的临界值。使用者用无线进行遥控操作时，就可以进行亮度调节，还有开关灯操作，遥控进行关灯操作后光强感应就会关闭，不会随着所处的环境进行开关灯的操作。
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图21??智能台灯的监控端设计总分析图
三、系统硬件设计和器件选择
为了让智能台灯能够智能灵敏的感应光照强度，并让数值随着光照强度变化而变化直到进行开灯或关灯操作，所以选择了光强监测模块。夜晚起床时无法看清台灯的位置可以通过手机端进行开灯操作，用了无线遥控模块。当长时间无人在灯附近被人体感应模块监测到，就会进行关灯的操作。在系统设计方案上进行具体的模块的详细设计，使得让各个模块能够正常运行，本章节就是阐述了本课题的各个模块的详细设计。
目录
一、引言 1
二、系统方案设计 2
（一）设计分析 2
（二）研究方案 2
三、系统硬件设计和器件选择 4
（一）人体感应模块 4
（二）光强监测模块 5
（三）主控单片机选型 6
（四）遥控模块 6
（五）键盘模块 7
（六）显示模块 8
（七）灯泡及驱动电路 9
四、软件设计 10
（一）系统总程序设计思路 10
（二）主程序设计 10
（三）电参数获取子程序设计 11
（四）按键扫描子程序设计 11
（五）液晶显示子程序设计 12
（六）电信号阈值设定子程序设计 12
五、调试与结果 13
（一）硬件调试 13
（二）软硬件综合调试 13
六、总结 16
参考文献 17
致谢 18
附录 19
引言
科学技术的不断创新还有经济、文化各种文明的迅速发展，使得当前时代拥有丰富的物质基。在丰富的物质基础和物联网技术的快速发展中,越来越多的人想要利用技术来提高产品在他们的生活的智能程度,把智能控制集成与移动设备程序,通过图像和等来查看显示结果，并给出指令,控制设备和高效地完成要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
解决的问题,节省出了很多不必要的操作时间。现代的设计中不断加入各种符合人们喜欢的交互操作，节省很多场景中不必要的时间浪费，提高了生活质量也还能让人们有更多的时间休闲和陪伴家人。因此，智能家居已经走入了人们的视野，家居生活中的每一件产品都可以进行智能话提升，变得更加人性化。灯具为人们点亮黑夜，台灯作为工作学习必备品使得其成为人们改进的热门对象。
我国进入智能台灯研究及发展的时间并不久，在经济飞速的发展下使得各种科技产品都进展飞快，涌现出了许多去专业的制造智能灯具的企业，不断地去丰富国内智能灯具产品的种类，也在不断的创新出更加便捷人们生活的产品。国外得到智能灯具产品相比于国内有着品牌优势和技术水平的领先。有着更多的种类更多的功能，使得早期占领了大部分市场，但是品牌使得国外的产品价格偏高。国内品牌推出许多款式的智能台灯，更加趋向于国人的使用习惯，有着许多互动性让人在使用时感到有趣味性。国内外的台灯公司还在持续的研发功能更加丰富的台灯。
本课题所设计的是一款智能台灯的设备，所采取使用的主控制芯片型号是STM32F103C8T6，这款芯片是整个课题的核心。该设计包括两个部分，硬件电路模块的焊接和软件编程设计。通过在学校的学习和实践课中掌握的技能，可以进行焊接操作，再去把将不同模块进行连接组合成一个整体设计。基于STM32的智能台灯有两种控制方式，传统的实体按键和通过手机程序利用蓝牙无线控制。台灯自身也拥有传感器进行自适应，对于所处环境的明暗程度进行亮度调节和开关灯操作。利用人体红外热释电模块的感应效果来实现人离开过后进行自动关灯的效果。通过手机程序连接上蓝牙模块后发送控制指令可以进行手动调节亮度，同时在OLED显示屏上进行显示。
二、系统方案设计
（一）设计分析
本课题要达到的效果是设计并制作出一款台灯，能根据光照强度监测来对亮度进行调节和开关灯的功能；又具有人在附近的时候进行开灯操作，人离开后关闭台灯，还可以通过安卓程序控制端进行远程控制，从而达到高效率和节能的目的。
在以往的居家生活中，台灯一般只具有基本照明功能，还需要去按台灯上的传统开关进行开关的操作，在起夜意识比较模糊的情况下，需要摸黑找台灯的开关按钮。本课题的智能台灯，可以改善这些生活中不便的场景。所以选用了性能较好的单片机作为电路板的开发，电路的设计和控制中运用了合理的方法去调试，保障了整个电路系统的正常运行，灯具选择了当下主流使用的LED节能灯，智能控制的各个模块的选择是根据日常使用场景进行的。白天处于阳光照射的环境下是不需要开着灯的，光强感应作为台灯亮度和开关灯的操作的重要控制因素，利用光强感应来判断所处环境是否需要开灯，再把监测到的数值展示在屏幕上。为了避免夜晚时避免找不到台灯开关，就应用了人体感应模块来进行智能开关灯操作，达到了节能的效果。当人里的较远时不能进行感应和按钮操作时可以采用无线传输模块来进行控制。
（二）研究方案
本课题采用的设计方案是基于模块化的设计，以便于明确分工和后期调试工作，这其中包括了人体感应模块、光强监测模块、显示模块、按键模块和遥控模块，利用这些模块完成实现设计。
本课题用光强监测模块来进行实时获取所处环境中的光强信息，再把传数据输出给单片机，数据通过主控单片机进行处理分析后，根据程序判断是否要去进行开灯或关灯操作，并且会把实时检测到的数值显示在OLED屏幕上，方便使用者观察到数值。光强监测在程序中会设定一个临界值就是阈值，高于临界值就进行关灯操作，低于设定的临界值就会开启台灯，并跟随着检测值进行逐渐变亮或逐渐变暗操作，以满足使用场景中的照明需求。如果对于当前设置的光强感应开关灯操作的阈值感到不合适，可以用实体按钮进行调节操作，设定一个满足所处环境使用的临界值。使用者用无线进行遥控操作时，就可以进行亮度调节，还有开关灯操作，遥控进行关灯操作后光强感应就会关闭，不会随着所处的环境进行开关灯的操作。
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图21??智能台灯的监控端设计总分析图
三、系统硬件设计和器件选择
为了让智能台灯能够智能灵敏的感应光照强度，并让数值随着光照强度变化而变化直到进行开灯或关灯操作，所以选择了光强监测模块。夜晚起床时无法看清台灯的位置可以通过手机端进行开灯操作，用了无线遥控模块。当长时间无人在灯附近被人体感应模块监测到，就会进行关灯的操作。在系统设计方案上进行具体的模块的详细设计，使得让各个模块能够正常运行，本章节就是阐述了本课题的各个模块的详细设计。
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