智能家居灯光调控系统设计(源码)
本文介绍了基于单片机的智能家居灯光调控系统设计，提出来有效的灯光控制方式。该系统采用STC89C52作为主控CPU，使用GY-30数字光检测模块采集光强数据，利用CC101进行对数据进行传输，使用采集的参数进行分析判断，通过继电器控制LED灯，从而实现了对LED灯的智能控制。系统还增加了OLED显示模块，能够显示参数，用作提醒。该系统采用了成熟的传感技术和自动控制技术，能够实现快速的获取环境光的强度，有效的判断，以及实现参数的可视化设计，可以实现对家居灯光的稳定的控制，方便操作和使用。关键词 单片机，智能，GY-30，OLED，CC1101 目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 课题的国内外发展现状 2
1.3 课题的相关关键技术 3
1.4 课题的主要任务 3
第二章 系统总体设计 3
2.1 硬件总体设计 3
2.1.1 系统的工作流程 4
2.1.2 GY-30数据采集模块 4
2.1.3 LED控制模块 5
2.1.4 OLED显示模块 5
2.1.5 无线射频模块 5
2.1.6 串口通信模块 5
2.2 软件总体设计 5
2.3 本章小结 6
第三章 硬件详细设计 6
3.1 系统详细设计 6
3.1.1 STC89C52单片机 7
3.1.2 串口模块 7
3.1.3 GY-30数字光检测模块 10
3.1.4 OLED显示模块 11
3.1.5 LED控制模块 13
3.2 软件详细设计 13
3.2.1 GY-30数据采集 14
3.2.2 OLED显示 15
3.2.3 CC1101无线射频 16
3.2.4 LED控制 18
3.3 本章小结 18
第四章 系统调试 19
4.1 硬件调试 19
4.2 软件调试 20
4.3 本章小结 22
总 结 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.2.1 GY-30数据采集 14
3.2.2 OLED显示 15
3.2.3 CC1101无线射频 16
3.2.4 LED控制 18
3.3 本章小结 18
第四章 系统调试 19
4.1 硬件调试 19
4.2 软件调试 20
4.3 本章小结 22
总 结 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
绪论
课题的研究背景及意义
21世纪是一个能源比较匮乏，同时也是一个追需要巨大能源的社会，在这个社会的人们追求着更加舒适方便的生活。在这样一个社会中，人的节能减排的环保意识和对于追求更加舒适便捷的生活的意识不断的增长。据之前的一个统计[1]显示，中国2009年的发电量为35965亿kWh，其中灯光照明用电比例占了12%～14%，由此可见，照明节能减排是非常重要的而且急需实行的。随着人们对家庭照明的智能化的需求在逐渐增加。用户对家居智能控制的需求的增长必将带动智能照明系统的发展。
在当今社会，计算机技术，自动控制技术信息采集技术得到了迅猛的发展，它们之间相互影响，相互促进，使每一种技术又都有各自新的特点，在这些技术快速发展的同时，也推动着智能照明及其控制技术的发展，智能照明可以应用于很多的方面。在如今这样一个技术逐渐走向成熟的社会，推动着智能照明技术迈出了一大步。现如今，很多新建的大型建筑都应用了智能照明技术到它们的照明系统中。
灯光调控是智能照明的一种应用[2]。灯光调控的“智能化”是指在无需人的干预下，系统可以自动的实现对环境光的强度进行检测，能够控制光的开关以及亮暗程度，让人们能够在一个舒适的光线环境下生活和工作，减少了各照明场所的用电浪费，减轻了疲劳和保护眼睛视力，同时提高工作效率[3],同时提高了人们的生活质量[4]。
智能灯光调控系统将通过光强传感器对一定范围内的光强进行检测[5]～［8］，实现光强度的测量，以及通过这一参数对灯光进行调控。该系统可以获取该环境参数的信息，同时也方便用户的操作。
目前国内市场上所有的智能灯光控制系统大都是针对大型建筑内部以及许多公共场所的照明系统，而不是面向普通大众的，所以在智能化被热烈讨论的今天，依然还有绝大部分人没有使用上智能化的工具。市场上的这些产品价格是比较昂贵的，让普通民众难以接受，所以很难普及。现在国内外许多企业都在加紧开发相对便宜适用的智能灯光控制系统来满足大众的需求，不断的改进技术，降低成本，增加其可用性。
目前家居生活中，还是依靠人为的手段去拨动灯的开关，这样会给人带来许多的麻烦以及许多不必要的浪费，智能家居灯光调控系统可以根据现场环境光的强度大小，来自动的实现控制开关，这样又保留了手动开关灯，由此既能保证环保，还可以观察数据，适时的开关灯，对人的健康也有保护作用。
课题的国内外发展现状
智能照明技术自21世纪进入中国市场以来，由于中国消费市场还没有这样一种意识，民众还对传统照明的一种信任，没有认识到传统照明的不足，使得市场需求很少，企业的推广力度也不大，所以由于上述种种原因，是的中国的智能照明技术的发展速度相比于国外还是比较慢的。近些年来，国民经济发展的特别迅速，特别这几年中国房地产行业被炒得大热，各种用途的建筑被建造起来，在这样一种环境中，智能照明行业开始得到飞速的发展，智能照明技术开始走向了成熟，同时各种各样的智能照明产品纷纷涌向市场，中国智能照明所占的市场规模从2004年的50亿元增加到了2010年的140亿元人民币。由此可见，中国智能照明市场有望在10年内容量增长到4000亿美元[9]。21世纪初，来自国外的很多企业看到了中国这样一个大市场，争相进入中国市场，在中国推广智能照明技术，这样也促使中国加速开发这样一个新型的技术。进入21世纪以来，国内智能照明生产企业在国外刺激以及推动下也得到了迅猛的发展，智能照明技术的一个全新的，创新的发展阶段已经到来。国外的智能照明技术一直走在了中国的前面，而且国外企业也具有较强的科研能力，它们所生产的智能照明产品，在各个方面都优于国内智能照明的产品，所以国内智能照明市场就现在来看中国的智能照明市场在近一段时间依然会是国外品牌的天下。国外智能照明产品占有中国 80%以上的大型建筑和65%以上智能家居照明产品的市场份额，中国的生产智能照明产品企业在这上面还无法与之相比。作为智能家居领域的重要组成部分，智能照明技术随着智能手机和平板的日益普及，无线网络技术的飞速发展，会得到大众的认可，会逐渐取代传统的照明系统
中国的大部分智能照明系统多被用在了商业建筑上，根据早前一份数据统计结果得到，智能照明虽然在中国有10多年的发展历史，但在其发展历程中一直都没有在市场上以及生活中普及开来。就当下而言，智能照明系统多被应用在一些展馆会场、以及公共设施建设工程等场合。国内比较常见智能照明的还是当属公共设施建设工程。在上海的许多道路照明上，智能照明得到了大规模的应用。如今在人们大众的心中，智能照明系统并不是生活的所必需的使用的，而且由于安装的成本比较较高，因此比较难以在民众生活中普及。
就目前而言，中国的智能照明技术虽然得到了一段时间的发展，但是依然处于在发展的初期[10]，消费理念、产品缺少质量保证、没有相关的标准规定以及其生产技术不成熟都是阻碍智能照明行业继续向前发展的拦路虎。国外在此方面已经颁布了相关法律来确保民众可以使用智能照明技术，以适应能源资源匮乏
第一章 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 课题的国内外发展现状 2
1.3 课题的相关关键技术 3
1.4 课题的主要任务 3
第二章 系统总体设计 3
2.1 硬件总体设计 3
2.1.1 系统的工作流程 4
2.1.2 GY-30数据采集模块 4
2.1.3 LED控制模块 5
2.1.4 OLED显示模块 5
2.1.5 无线射频模块 5
2.1.6 串口通信模块 5
2.2 软件总体设计 5
2.3 本章小结 6
第三章 硬件详细设计 6
3.1 系统详细设计 6
3.1.1 STC89C52单片机 7
3.1.2 串口模块 7
3.1.3 GY-30数字光检测模块 10
3.1.4 OLED显示模块 11
3.1.5 LED控制模块 13
3.2 软件详细设计 13
3.2.1 GY-30数据采集 14
3.2.2 OLED显示 15
3.2.3 CC1101无线射频 16
3.2.4 LED控制 18
3.3 本章小结 18
第四章 系统调试 19
4.1 硬件调试 19
4.2 软件调试 20
4.3 本章小结 22
总 结 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.2.1 GY-30数据采集 14
3.2.2 OLED显示 15
3.2.3 CC1101无线射频 16
3.2.4 LED控制 18
3.3 本章小结 18
第四章 系统调试 19
4.1 硬件调试 19
4.2 软件调试 20
4.3 本章小结 22
总 结 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
绪论
课题的研究背景及意义
21世纪是一个能源比较匮乏，同时也是一个追需要巨大能源的社会，在这个社会的人们追求着更加舒适方便的生活。在这样一个社会中，人的节能减排的环保意识和对于追求更加舒适便捷的生活的意识不断的增长。据之前的一个统计[1]显示，中国2009年的发电量为35965亿kWh，其中灯光照明用电比例占了12%～14%，由此可见，照明节能减排是非常重要的而且急需实行的。随着人们对家庭照明的智能化的需求在逐渐增加。用户对家居智能控制的需求的增长必将带动智能照明系统的发展。
在当今社会，计算机技术，自动控制技术信息采集技术得到了迅猛的发展，它们之间相互影响，相互促进，使每一种技术又都有各自新的特点，在这些技术快速发展的同时，也推动着智能照明及其控制技术的发展，智能照明可以应用于很多的方面。在如今这样一个技术逐渐走向成熟的社会，推动着智能照明技术迈出了一大步。现如今，很多新建的大型建筑都应用了智能照明技术到它们的照明系统中。
灯光调控是智能照明的一种应用[2]。灯光调控的“智能化”是指在无需人的干预下，系统可以自动的实现对环境光的强度进行检测，能够控制光的开关以及亮暗程度，让人们能够在一个舒适的光线环境下生活和工作，减少了各照明场所的用电浪费，减轻了疲劳和保护眼睛视力，同时提高工作效率[3],同时提高了人们的生活质量[4]。
智能灯光调控系统将通过光强传感器对一定范围内的光强进行检测[5]～［8］，实现光强度的测量，以及通过这一参数对灯光进行调控。该系统可以获取该环境参数的信息，同时也方便用户的操作。
目前国内市场上所有的智能灯光控制系统大都是针对大型建筑内部以及许多公共场所的照明系统，而不是面向普通大众的，所以在智能化被热烈讨论的今天，依然还有绝大部分人没有使用上智能化的工具。市场上的这些产品价格是比较昂贵的，让普通民众难以接受，所以很难普及。现在国内外许多企业都在加紧开发相对便宜适用的智能灯光控制系统来满足大众的需求，不断的改进技术，降低成本，增加其可用性。
目前家居生活中，还是依靠人为的手段去拨动灯的开关，这样会给人带来许多的麻烦以及许多不必要的浪费，智能家居灯光调控系统可以根据现场环境光的强度大小，来自动的实现控制开关，这样又保留了手动开关灯，由此既能保证环保，还可以观察数据，适时的开关灯，对人的健康也有保护作用。
课题的国内外发展现状
智能照明技术自21世纪进入中国市场以来，由于中国消费市场还没有这样一种意识，民众还对传统照明的一种信任，没有认识到传统照明的不足，使得市场需求很少，企业的推广力度也不大，所以由于上述种种原因，是的中国的智能照明技术的发展速度相比于国外还是比较慢的。近些年来，国民经济发展的特别迅速，特别这几年中国房地产行业被炒得大热，各种用途的建筑被建造起来，在这样一种环境中，智能照明行业开始得到飞速的发展，智能照明技术开始走向了成熟，同时各种各样的智能照明产品纷纷涌向市场，中国智能照明所占的市场规模从2004年的50亿元增加到了2010年的140亿元人民币。由此可见，中国智能照明市场有望在10年内容量增长到4000亿美元[9]。21世纪初，来自国外的很多企业看到了中国这样一个大市场，争相进入中国市场，在中国推广智能照明技术，这样也促使中国加速开发这样一个新型的技术。进入21世纪以来，国内智能照明生产企业在国外刺激以及推动下也得到了迅猛的发展，智能照明技术的一个全新的，创新的发展阶段已经到来。国外的智能照明技术一直走在了中国的前面，而且国外企业也具有较强的科研能力，它们所生产的智能照明产品，在各个方面都优于国内智能照明的产品，所以国内智能照明市场就现在来看中国的智能照明市场在近一段时间依然会是国外品牌的天下。国外智能照明产品占有中国 80%以上的大型建筑和65%以上智能家居照明产品的市场份额，中国的生产智能照明产品企业在这上面还无法与之相比。作为智能家居领域的重要组成部分，智能照明技术随着智能手机和平板的日益普及，无线网络技术的飞速发展，会得到大众的认可，会逐渐取代传统的照明系统
中国的大部分智能照明系统多被用在了商业建筑上，根据早前一份数据统计结果得到，智能照明虽然在中国有10多年的发展历史，但在其发展历程中一直都没有在市场上以及生活中普及开来。就当下而言，智能照明系统多被应用在一些展馆会场、以及公共设施建设工程等场合。国内比较常见智能照明的还是当属公共设施建设工程。在上海的许多道路照明上，智能照明得到了大规模的应用。如今在人们大众的心中，智能照明系统并不是生活的所必需的使用的，而且由于安装的成本比较较高，因此比较难以在民众生活中普及。
就目前而言，中国的智能照明技术虽然得到了一段时间的发展，但是依然处于在发展的初期[10]，消费理念、产品缺少质量保证、没有相关的标准规定以及其生产技术不成熟都是阻碍智能照明行业继续向前发展的拦路虎。国外在此方面已经颁布了相关法律来确保民众可以使用智能照明技术，以适应能源资源匮乏
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