wifiled灯泡的研究
摘 要基于WiFi无线通信技术的智能灯泡系统是指能够实现通过WiFi信号作为控制手段的智能灯光系统，本课题利用STM32F103型号的智能微处理器、ESP8266型号的Wifi传感器等核心器件，完成了一个高性能的智能灯泡控制系统的设计与制作，实现了对灯光的多种途径控制，不但在根本上解决了灯光节能问题，还使得用户可以通过手机wifiAPP来对灯光进行无线遥控，另外系统还为这款灯光系统配置了一个自动模式，在该模式下系统可以通过光敏传感器对周围自然光线的亮度进行采集，系统能够根据自然光线强度灵活调节灯光的亮度。本课题通过合理的电路结构搭建，使得主控微处理器能够与它片外的LCD1602液晶屏幕、模数转换器、ESP8266型WiFi模块、光敏传感器和AT24C02存储芯片等器件实现高效高正确性的通信。
目录
一、 引言 1
（一） 智能WiFi灯光系统的发展背景 1
（二） 智能WiFi灯光系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 智能WiFi灯光系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 5
（一） 智能WiFi灯光系统主控电路设计 5
（二） 自然光线采集电路设计 6
（三） WiFi无线通信电路设计 7
（四） 液晶显示电路设计 9
（五） 数据存储电路设计设计 10
（六） LED灯泡驱动电路设计 11
四、 系统软件设计 12
（一） 智能WiFi灯光系统的主程序流程设计 12
（二） 自然光线采集子程序流程设计 12
（三） 显示屏驱动子程序设计 13
（四） WiFi驱动子程序设计 13
五、 实物制作与调试 15
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
智能WiFi灯光系统的发展背景
纵观目前智能WiFi灯光控制系统的市场来看，要想实现对当前市面上 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
相关产品平均性能的提升，只有选用性能更加强大的微处理器来作为内部核心控制器，并且开发出效率更加流畅、算法更为智能的程序代码，将两者之间进行结合才能够实现，另外在对目前市面上相关产品进行调研的同时，可以发现大多数产品的性价比参数还没有达到最优情况，要对智能WiFi灯光控制系统产品的性价比进行提升首先需要在硬件电路方面进行着手，在对主控微处理器以及重要传感器的选型上，一定要在保证性能最大化的同时尽量选择价格比较低的产品，同时对于微处理器以及传感器等功能电路的资源浪费现象也要得到重视，尽量避免选择那些性能远远超过本系统需求的器件，经过这些改进能够使得智能WiFi灯光控制系统的产品竞争力进行提升。通过对智能WiFi灯光控制系统的发展历程进行整理和各个阶段的高性能产品来看，采用STM32微处理器来作为这种系统的主控是一种较佳的选择，得出这个观点的主要原因是考虑到智能WiFi灯光控制系统在微处理器控制系统中属于一种中小型的控制系统，它不需要非常复杂的算法流程以及微处理器内部模块资源来作为铺垫，它所实现的功能也较为常见，因此一些市面上常用的微处理器芯片就能够实现对这种系统的灵活控制，再结合一些性能优秀的传感器模块就能够实现较为出色的智能WiFi灯光控制系统。考虑到智能WiFi灯光控制系统的发展现状来看，本课题要实现一款性价比更高的控制系统只有在硬件基础方面选择最大性价比的功能模块来进行电路搭建，才能够使得智能WiFi灯光控制系统的性价比达到最大，为此本课题将采用STM32微处理器来作为主要控制并结合高效率的传感器来实现一款的智能WiFi灯光控制系统。
智能WiFi灯光系统的国内外发展现状
通过对市场上大多数的智能WiFi灯光控制系统产品的发展现状来看，大多数高性能产品的核心技术都来自于国外进口，少部分的国内产品也能够实现较为高端的性能，与此同时国内技术在这段时间处于飞速发展的状态，国内外大多数的研发厂家和爱好者都越来越喜欢采用32位微处理器（STM32、ARM7以及ARM9等）芯片来作为主控部分，并且选用性能更加强大的传感器来采集信号，从而实现性能更为强大的智能WiFi灯光控制系统。根据前不久的一份调查报告显示，市面上的智能WiFi灯光控制系统相关产品的研发成本和市场售价正在呈现出逐渐下降的趋势，而整体的性能正在不断上升，这对于使用者或者购买者来说是受益的。国内的相关研发团队表示，他们正在对智能WiFi灯光控制系统的核心研发技术进行攻坚克难，在掌握越来越多的核心技术后，使得他们的研发成本不再受限于国外的专利权所限制，这就使得国内产品的竞争力越来越强。
本文主要研究内容
完成了一个高效率的智能LED灯泡控制系统的设计与制作，设计了微处理器最小系统电路、参数显示电路、ADC0832模数转换电路、ESP8266型WiFi通信电路、光线采集电路和AT24C02芯片电路设计等，实现了对灯光的多种途径控制，不但在根本上解决了灯光节能问题，还使得用户可以通过手机wifiAPP来对灯光进行无线遥控，通过手机上APP界面上的按钮发出对灯光的控制指令，摒弃了传统灯光开关方式的弊端，使得用户体验到更加方便的使用感，另外系统还为这款灯光系统配置了一个自动模式，在该模式下系统可以通过光敏传感器对周围自然光线的亮度进行采集，系统能够根据自然光线强度灵活调节灯光的亮度，如果周围光线较亮则适当将灯光调暗，实现节能目的。
智能WiFi灯光系统的方案设计
本课题将采用下图中的结构框图来对智能WiFi灯光控制系统进行模块化设计，在硬件系统和软件系统两个层面上将整个系统划分成了STM32微处理器最小系统电路、参数显示电路、、WiFi无线通信电路、ADC0832模数转换电路、数据存储电路设计和光线采集电路等部分，图中的箭头表示了各个功能电路模块与STM32微处理器之间的数据流向关系，这里需要对各个功能电路的实现原理和功能进行设计。
为了使得用户能够通过手机上安装的WiFiApp对灯光系统进行控制，达到无线中远距离控制灯光的目的，本课题将选用ESP8266型号的WiFi传感器模块来构建WiFi接收电路，该电路将通过UART接口与STM32智能微处理器的UART接口进行数据对接，将接收到的手机操控数据送入到智能微处理器中进行使用。
为了实现在自动灯光运行模式下对周围环境中自然光线强度的检测，本课题选用了一个具有高效灵敏度的光敏传感器模块来实现这一功能，它能够通过其内部的光敏器件将自然光线强度转换为模拟电压信号进行输出，系统将通过模数转换器对该模拟电压信号进行采集。
为了能够对光敏传感器输出的模拟电压信号进行收集并转换为高效分辨率的数字信号，本课题将通过ADC0832模数转换器芯片构建采集电路来实现这一功能，它与STM32智能微处理器之间通过三线式的串行总线进行连接，通过该接口将采集到的数据送入到STM32微处理器芯片中。
目录
一、 引言 1
（一） 智能WiFi灯光系统的发展背景 1
（二） 智能WiFi灯光系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 智能WiFi灯光系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 5
（一） 智能WiFi灯光系统主控电路设计 5
（二） 自然光线采集电路设计 6
（三） WiFi无线通信电路设计 7
（四） 液晶显示电路设计 9
（五） 数据存储电路设计设计 10
（六） LED灯泡驱动电路设计 11
四、 系统软件设计 12
（一） 智能WiFi灯光系统的主程序流程设计 12
（二） 自然光线采集子程序流程设计 12
（三） 显示屏驱动子程序设计 13
（四） WiFi驱动子程序设计 13
五、 实物制作与调试 15
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
智能WiFi灯光系统的发展背景
纵观目前智能WiFi灯光控制系统的市场来看，要想实现对当前市面上 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
相关产品平均性能的提升，只有选用性能更加强大的微处理器来作为内部核心控制器，并且开发出效率更加流畅、算法更为智能的程序代码，将两者之间进行结合才能够实现，另外在对目前市面上相关产品进行调研的同时，可以发现大多数产品的性价比参数还没有达到最优情况，要对智能WiFi灯光控制系统产品的性价比进行提升首先需要在硬件电路方面进行着手，在对主控微处理器以及重要传感器的选型上，一定要在保证性能最大化的同时尽量选择价格比较低的产品，同时对于微处理器以及传感器等功能电路的资源浪费现象也要得到重视，尽量避免选择那些性能远远超过本系统需求的器件，经过这些改进能够使得智能WiFi灯光控制系统的产品竞争力进行提升。通过对智能WiFi灯光控制系统的发展历程进行整理和各个阶段的高性能产品来看，采用STM32微处理器来作为这种系统的主控是一种较佳的选择，得出这个观点的主要原因是考虑到智能WiFi灯光控制系统在微处理器控制系统中属于一种中小型的控制系统，它不需要非常复杂的算法流程以及微处理器内部模块资源来作为铺垫，它所实现的功能也较为常见，因此一些市面上常用的微处理器芯片就能够实现对这种系统的灵活控制，再结合一些性能优秀的传感器模块就能够实现较为出色的智能WiFi灯光控制系统。考虑到智能WiFi灯光控制系统的发展现状来看，本课题要实现一款性价比更高的控制系统只有在硬件基础方面选择最大性价比的功能模块来进行电路搭建，才能够使得智能WiFi灯光控制系统的性价比达到最大，为此本课题将采用STM32微处理器来作为主要控制并结合高效率的传感器来实现一款的智能WiFi灯光控制系统。
智能WiFi灯光系统的国内外发展现状
通过对市场上大多数的智能WiFi灯光控制系统产品的发展现状来看，大多数高性能产品的核心技术都来自于国外进口，少部分的国内产品也能够实现较为高端的性能，与此同时国内技术在这段时间处于飞速发展的状态，国内外大多数的研发厂家和爱好者都越来越喜欢采用32位微处理器（STM32、ARM7以及ARM9等）芯片来作为主控部分，并且选用性能更加强大的传感器来采集信号，从而实现性能更为强大的智能WiFi灯光控制系统。根据前不久的一份调查报告显示，市面上的智能WiFi灯光控制系统相关产品的研发成本和市场售价正在呈现出逐渐下降的趋势，而整体的性能正在不断上升，这对于使用者或者购买者来说是受益的。国内的相关研发团队表示，他们正在对智能WiFi灯光控制系统的核心研发技术进行攻坚克难，在掌握越来越多的核心技术后，使得他们的研发成本不再受限于国外的专利权所限制，这就使得国内产品的竞争力越来越强。
本文主要研究内容
完成了一个高效率的智能LED灯泡控制系统的设计与制作，设计了微处理器最小系统电路、参数显示电路、ADC0832模数转换电路、ESP8266型WiFi通信电路、光线采集电路和AT24C02芯片电路设计等，实现了对灯光的多种途径控制，不但在根本上解决了灯光节能问题，还使得用户可以通过手机wifiAPP来对灯光进行无线遥控，通过手机上APP界面上的按钮发出对灯光的控制指令，摒弃了传统灯光开关方式的弊端，使得用户体验到更加方便的使用感，另外系统还为这款灯光系统配置了一个自动模式，在该模式下系统可以通过光敏传感器对周围自然光线的亮度进行采集，系统能够根据自然光线强度灵活调节灯光的亮度，如果周围光线较亮则适当将灯光调暗，实现节能目的。
智能WiFi灯光系统的方案设计
本课题将采用下图中的结构框图来对智能WiFi灯光控制系统进行模块化设计，在硬件系统和软件系统两个层面上将整个系统划分成了STM32微处理器最小系统电路、参数显示电路、、WiFi无线通信电路、ADC0832模数转换电路、数据存储电路设计和光线采集电路等部分，图中的箭头表示了各个功能电路模块与STM32微处理器之间的数据流向关系，这里需要对各个功能电路的实现原理和功能进行设计。
为了使得用户能够通过手机上安装的WiFiApp对灯光系统进行控制，达到无线中远距离控制灯光的目的，本课题将选用ESP8266型号的WiFi传感器模块来构建WiFi接收电路，该电路将通过UART接口与STM32智能微处理器的UART接口进行数据对接，将接收到的手机操控数据送入到智能微处理器中进行使用。
为了实现在自动灯光运行模式下对周围环境中自然光线强度的检测，本课题选用了一个具有高效灵敏度的光敏传感器模块来实现这一功能，它能够通过其内部的光敏器件将自然光线强度转换为模拟电压信号进行输出，系统将通过模数转换器对该模拟电压信号进行采集。
为了能够对光敏传感器输出的模拟电压信号进行收集并转换为高效分辨率的数字信号，本课题将通过ADC0832模数转换器芯片构建采集电路来实现这一功能，它与STM32智能微处理器之间通过三线式的串行总线进行连接，通过该接口将采集到的数据送入到STM32微处理器芯片中。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/592.html
