智能互联阅读灯的设计与实现(源码)
智能互联阅读灯在现今家庭生活中的重要性是不言而喻的。随着物联网技术的快速发展，尤其是在智能家居逐渐卷席整个中国市场的同时，阅读灯的智能化也逐渐成为一种趋势。智能互联阅读灯的应用，一方面弥补了传统台灯功能不全、使用不便、无法智能控制等一系列弊端，另一方面加快了物联网技术在家庭生活上的应用。智能互联阅读灯对人们的生活产生了深远的影响，受到了人们的追捧。本文利用了时下较为流行的蓝牙通信技术，并采用51单片机对阅读灯进行管理控制，同时结合Android平台技术，设计出了一款使用方便、界面美观的智能互联阅读灯。用户可以通过手机端，对阅读灯进行开关、亮度调节、定时设定等一系列操作，同时当手机端不可用时，也可以采用手动调节阅读灯，让智能阅读灯真正融入到我们的生活中。该系统实现了智能互联阅读灯基本所需的功能。关键词 Android，单片机，蓝牙，阅读灯
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势 1
1.3 研究目的及意义 3
2 相关理论及技术介绍 3
2.1 Android系统概述 3
2.2 Android系统架构 4
2.3 Android蓝牙技术 5
3 总体方案设计 6
3.1 智能阅读灯的概述 6
3.2 性能指标 7
3.3 系统设计方案 7
4 系统硬件设计与实现 9
4.1 系统主控模块 9
4.2 系统电源电路设计 13
4.3 蓝牙通信接口模块设计 13
5 系统软件设计与实现 15
5.1 上位机的编写 15
5.2 下位机的编写 17
6 系统测试 21
6.1 硬件实物图 21
6.2 用户端软件功能测试 21
6.3 测试总结 25
结论 26
致谢 27
参考文献 28
1 引言
1.1 课题研究背景
随着智能家居理念的普及，我国智能互联阅读 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
灯的市场前景也更加的广阔。同时因为智能阅读灯具有丰富的功能，这也让更多人趋向于选择使用智能阅读灯。尤其是在当今社会人们都很重视健康与环保的大前提下，智能阅读灯在节约资源、方便居家生活方面，就更能体现出它的价值与意义。
因为传统的电源开关只能实现一个开关功能，无法随意调节灯的亮度，导致电能资源的无端浪费[1]。此外，在安装布置线路或是在传输信号介质时也都产生了不少问题，这让智能家居产品很难真正大范围应用到普通家庭中。由此看来，无线通信技术在实现控制智能互联阅读灯的方面显得尤为重要[2]。
目前，在智能家居控制系统中，无线通信技术的使用也愈发成熟，同时，随着智能手机的普及，这些智能化的产品逐渐成为了大众生活中不可或缺的一种生活用品。此外，因为Android系统的完全开放和共享性，意味着选择Android作为开发平台将会成为一种趋势。本文设计出一种基于Android平台的蓝牙无线控制系统，该系统采用无线蓝牙技术，再结合单片机程序命令控制阅读灯来完成相应的功能指令要求，让用户可以通过简洁的界面按钮，极为方便的控制智能阅读灯，提高管理效率，改变生活。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
（1）国内外研究现状
伴随着网络通信技术、自动控制技术的快速发展，智能互联阅读灯在给人们带来方便的同时，其本身的各个方面也发生了质的突破。目前市面上关于照明电灯控制主要有：普通遥控器、仿遥控器、移动蓝牙技术这三种控制方案。家居智能化系统的概念最早是来源于欧美地区，而我国智能家居理念推广较晚，在90年代末智能家居系统才进入国内市场。在智能互联技术出现后，给传统的电器设备、家居装备带来了转型的机会，通过采用无线通信技术的方式将家中的各种电器设备组织起来，形成一个可控的自动系统。在2000年，我们国家将科技住宅的理念贯彻到小康城乡发展的工程项目中。在2010年，我国力争将住宅智能化覆盖60%的大中小城市。自2017年以来，国内厂家也迎来了技术的全面升级，致力为智能产业生态链提供更全更新更有深度的行业突破性服务。
在1984年的美国，打造了世界上第一栋智能大厦后，欧洲的其他国家纷纷效仿，之后与智能家居有关的各种应用产品如雨后春笋般涌现出来。而在上世纪90年代，因为大部分厂家对于智能照明产品的错误定位，同时也因为推广力度不够，导致用户对这种智能产品缺乏一个理性的认识。最终使得该类产品没有得到广泛应用，所以智能照明系统的普及仍需较长时间才能实现。尽管如此，后来因为很多生产厂商开始重视起智能互联产业的发展，并逐渐开始抢占智能照明电力市场，像海尔、美的、小米智能家居等大型公司，它们生产的智能家居产品不仅更新速度快，而且它们公司的产品还具有很多独特的功能。更因为比起国外的同类产品而言，国内产品性价比更高、价格实惠，进一步促进了我国智能照明电灯行业的快速发展。
国内外研究发展趋势
19世纪初期，有线通信经历了电磁电报、电话、载波电话、脉冲编码调制等一系列的变化。由于国内传统有线通信线路过于冗余，存在较多的线路问题，而且综合智能度不高，所以无线通信技术是智能家居研究的关键之处。无线蓝牙技术是一种无线短距离通信技术，它具有成本低，应用广泛，实用性强，操作简单，数据传输率高等特点[3]。此外，采用蓝牙技术无需额外设置，与ZigBee, WiFi, UWB和NFC，这四种无线短距离通信相比有许多优势，所以无线蓝牙技术的诞生无疑是给人们的生活带来了巨大的便利。
智能家居分为三个发展时期，首先是家庭电子化(Home Electronics )阶段，在该阶段网络性能不强，家中的电子设备间相互联系的信号也比较弱；然后是住宅自动化(Home Automation)阶段，在该阶段就可以完成一些简单的功能操作指令；最后是智能家居(Smart Home),在该阶段系统可以控制家中各种家用电器设备、报警装置并对其进行监控与管理。自20世纪70年代以来，美国就先开始了关于智能家居方面的研究，其研究方式主要有电话控制、Web页面控制、Android手机端控制等[4]。而基于电话控制装置的智能家居系统通常只具备单一功能性，该方式无法满足用户的实际需求，没有实时监控功能；而基于Web网页的智能家居控制方式是用户通过使用浏览器，建立智能设备与远程客户端之间的联系，其缺点是Web页面工作效率低，刷新速度慢，无法处理大批量的数据[5]。
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势 1
1.3 研究目的及意义 3
2 相关理论及技术介绍 3
2.1 Android系统概述 3
2.2 Android系统架构 4
2.3 Android蓝牙技术 5
3 总体方案设计 6
3.1 智能阅读灯的概述 6
3.2 性能指标 7
3.3 系统设计方案 7
4 系统硬件设计与实现 9
4.1 系统主控模块 9
4.2 系统电源电路设计 13
4.3 蓝牙通信接口模块设计 13
5 系统软件设计与实现 15
5.1 上位机的编写 15
5.2 下位机的编写 17
6 系统测试 21
6.1 硬件实物图 21
6.2 用户端软件功能测试 21
6.3 测试总结 25
结论 26
致谢 27
参考文献 28
1 引言
1.1 课题研究背景
随着智能家居理念的普及，我国智能互联阅读 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
灯的市场前景也更加的广阔。同时因为智能阅读灯具有丰富的功能，这也让更多人趋向于选择使用智能阅读灯。尤其是在当今社会人们都很重视健康与环保的大前提下，智能阅读灯在节约资源、方便居家生活方面，就更能体现出它的价值与意义。
因为传统的电源开关只能实现一个开关功能，无法随意调节灯的亮度，导致电能资源的无端浪费[1]。此外，在安装布置线路或是在传输信号介质时也都产生了不少问题，这让智能家居产品很难真正大范围应用到普通家庭中。由此看来，无线通信技术在实现控制智能互联阅读灯的方面显得尤为重要[2]。
目前，在智能家居控制系统中，无线通信技术的使用也愈发成熟，同时，随着智能手机的普及，这些智能化的产品逐渐成为了大众生活中不可或缺的一种生活用品。此外，因为Android系统的完全开放和共享性，意味着选择Android作为开发平台将会成为一种趋势。本文设计出一种基于Android平台的蓝牙无线控制系统，该系统采用无线蓝牙技术，再结合单片机程序命令控制阅读灯来完成相应的功能指令要求，让用户可以通过简洁的界面按钮，极为方便的控制智能阅读灯，提高管理效率，改变生活。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
（1）国内外研究现状
伴随着网络通信技术、自动控制技术的快速发展，智能互联阅读灯在给人们带来方便的同时，其本身的各个方面也发生了质的突破。目前市面上关于照明电灯控制主要有：普通遥控器、仿遥控器、移动蓝牙技术这三种控制方案。家居智能化系统的概念最早是来源于欧美地区，而我国智能家居理念推广较晚，在90年代末智能家居系统才进入国内市场。在智能互联技术出现后，给传统的电器设备、家居装备带来了转型的机会，通过采用无线通信技术的方式将家中的各种电器设备组织起来，形成一个可控的自动系统。在2000年，我们国家将科技住宅的理念贯彻到小康城乡发展的工程项目中。在2010年，我国力争将住宅智能化覆盖60%的大中小城市。自2017年以来，国内厂家也迎来了技术的全面升级，致力为智能产业生态链提供更全更新更有深度的行业突破性服务。
在1984年的美国，打造了世界上第一栋智能大厦后，欧洲的其他国家纷纷效仿，之后与智能家居有关的各种应用产品如雨后春笋般涌现出来。而在上世纪90年代，因为大部分厂家对于智能照明产品的错误定位，同时也因为推广力度不够，导致用户对这种智能产品缺乏一个理性的认识。最终使得该类产品没有得到广泛应用，所以智能照明系统的普及仍需较长时间才能实现。尽管如此，后来因为很多生产厂商开始重视起智能互联产业的发展，并逐渐开始抢占智能照明电力市场，像海尔、美的、小米智能家居等大型公司，它们生产的智能家居产品不仅更新速度快，而且它们公司的产品还具有很多独特的功能。更因为比起国外的同类产品而言，国内产品性价比更高、价格实惠，进一步促进了我国智能照明电灯行业的快速发展。
国内外研究发展趋势
19世纪初期，有线通信经历了电磁电报、电话、载波电话、脉冲编码调制等一系列的变化。由于国内传统有线通信线路过于冗余，存在较多的线路问题，而且综合智能度不高，所以无线通信技术是智能家居研究的关键之处。无线蓝牙技术是一种无线短距离通信技术，它具有成本低，应用广泛，实用性强，操作简单，数据传输率高等特点[3]。此外，采用蓝牙技术无需额外设置，与ZigBee, WiFi, UWB和NFC，这四种无线短距离通信相比有许多优势，所以无线蓝牙技术的诞生无疑是给人们的生活带来了巨大的便利。
智能家居分为三个发展时期，首先是家庭电子化(Home Electronics )阶段，在该阶段网络性能不强，家中的电子设备间相互联系的信号也比较弱；然后是住宅自动化(Home Automation)阶段，在该阶段就可以完成一些简单的功能操作指令；最后是智能家居(Smart Home),在该阶段系统可以控制家中各种家用电器设备、报警装置并对其进行监控与管理。自20世纪70年代以来，美国就先开始了关于智能家居方面的研究，其研究方式主要有电话控制、Web页面控制、Android手机端控制等[4]。而基于电话控制装置的智能家居系统通常只具备单一功能性，该方式无法满足用户的实际需求，没有实时监控功能；而基于Web网页的智能家居控制方式是用户通过使用浏览器，建立智能设备与远程客户端之间的联系，其缺点是Web页面工作效率低，刷新速度慢，无法处理大批量的数据[5]。
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