基于STM32的室內(nèi)智能光控系統(tǒng)設(shè)計

室內(nèi)智能光控系統(tǒng)設(shè)計摘要：在21世紀(jì)的今天，在經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民的生活品質(zhì)的不斷提升下，“綠色健康生活”這一概念也逐漸成為了現(xiàn)代人的熱點。與傳統(tǒng)的家用產(chǎn)品相比，現(xiàn)在越來越多的家庭產(chǎn)品被“智能化”，“多功能”和“自動化”所取代，而智能化家庭的燈光就是一種很有代表性的產(chǎn)品。該設(shè)備可以高效、便捷的對室內(nèi)燈光進(jìn)行控制，無需每一次人工切換，并為節(jié)能減排、綠色生活提供了一套科學(xué)的管理體系。因此，我選擇了一套智能化的室內(nèi)照明控制系統(tǒng)作為我的學(xué)位論文。本系統(tǒng)采用STM32F103C8T6作為信號的采集與處理中心，并采用串行信道傳輸信號。有光敏傳感器和聲敏傳感器，可以對現(xiàn)場環(huán)境中的信息進(jìn)行實時的收集，然后再使用藍(lán)牙將這些信息傳送到另一塊輔板上，這樣就可以對這些信息作出準(zhǔn)確的響應(yīng)，還可以加上一個繼電器來對窗簾的控制，從而可以更好地使用這些信息。從而便于使用者更科學(xué)、更有效地進(jìn)行室內(nèi)燈光的管理。關(guān)鍵詞：智能室內(nèi)照明；STM32；藍(lán)牙IntelligentIndoorLightingControlSystemBasedonSTM32Abstract：Inthe21stcentury,withthecontinuousdevelopmentoftheeconomyandtheimprovementofpeople'squalityoflife,theconceptof"greenandhealthylife"hasgraduallybecomeahottopicformodernpeople.Comparedwithtraditionalhouseholdproducts,moreandmorehomeproductsarenowbeingreplacedby"intelligence","multifunctional",and"automation",andthelightingofintelligenthomesisaveryrepresentativeproduct.Thisdevicecanefficientlyandconvenientlycontrolindoorlightingwithouttheneedformanualswitching,andprovidesascientificmanagementsystemforenergyconservation,emissionreduction,andgreenliving.Therefore,Ihavechosenanintelligentindoorlightingcontrolsystemasmythesis.ThissystemusesSTM32F103C8T6asthesignalacquisitionandprocessingcenter,andusesserialchannelstotransmitsignals.Therearephotosensitivesensorsandacousticsensorsthatcancollectreal-timeinformationfromtheon-siteenvironment,andthenuseBluetoothtotransmitthisinformationtoanotherauxiliaryboard.Thisallowsforaccurateresponsetothisinformation,andarelaycanalsobeaddedtocontrolthewindowcurtain,allowingforbetteruseofthisinformation.Thisfacilitatesuserstomanageindoorlightingmorescientificallyandeffectively.Keywords:Intelligentindoorlighting;STM32;Bluetooth目錄TOC\o"1-3"\h\u11057第１章緒論 緒論研究背景和意義背景分析近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測逐漸成為一個熱門話題。室內(nèi)環(huán)境直接關(guān)系到人們的健康和生活質(zhì)量，因此，人們越來越關(guān)注室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量。然而，目前市面上的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀器大多價格昂貴，不夠普及。為了解決這一問題，越來越多的研究人員開始探索室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀器的設(shè)計與制作?；趩纹瑱C的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀器由于其成本低廉、易于制作、靈活性強等優(yōu)點，備受研究者青睞。然而，目前設(shè)計的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀器還存在一些問題，例如數(shù)據(jù)采集和傳輸不夠穩(wěn)定、數(shù)據(jù)處理和分析能力有限等。因此，本研究旨在設(shè)計一種基于單片機的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，解決已有研究存在的問題。本研究將以實現(xiàn)信息采集和系統(tǒng)控制的單片機為核心，依靠GSM網(wǎng)實現(xiàn)與PC之間的通訊。PC利用收到的信息對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行分析和監(jiān)測。本研究將采用先進(jìn)的技術(shù)手段，結(jié)合實際應(yīng)用場景，設(shè)計一種穩(wěn)定、可靠的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[1]。本研究的意義在于，設(shè)計一種低成本、易于制作、靈活性強的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠普及到更多家庭和公共場所，為人們提供更加健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境。同時，本研究的設(shè)計方法和技術(shù)手段也為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了參考和借鑒。飛速發(fā)展的信息技術(shù)促進(jìn)了社會的飛速發(fā)展，隨著它的不斷發(fā)展，智能數(shù)字調(diào)光技術(shù)已經(jīng)逐步走向了成熟期，并憑借它的功能強大、操作方便、節(jié)能和可靠性高的優(yōu)勢，逐步取代了消耗大量能源的傳統(tǒng)模擬調(diào)光技術(shù)，從而有效地吸引了市場消費者的關(guān)注。在我國，城市居民對城市居民的居住、居住和居住環(huán)境的改善都離不開城市居民的居住和居住環(huán)境的改善。當(dāng)前，由于沒有廣泛地樹立起節(jié)能意識，導(dǎo)致現(xiàn)有的用電量常常超過頻率，因此，傳統(tǒng)的手工式開關(guān)控制的照明系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)社會發(fā)展的需要。鑒于此，項目擬以STM32為核心，從穩(wěn)定性、能耗和性價比等方面出發(fā)，研發(fā)一套智能化的室內(nèi)照明控制系統(tǒng)。本課題的研究意義開發(fā)出了一套智能的室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)，讓人們能夠?qū)κ覂?nèi)燈光的環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的管理，從而大大縮短了他們的管理時間，從而提升了他們處理其他事情的效率。尤其是：1)改善了對燈光的有效的監(jiān)控和管理，降低了燈光的維修費用。2)綠色環(huán)境，節(jié)省能源，大大提升了人們的生存水平，也與我國倡導(dǎo)的“低碳”的理念不謀而合。3)能使燈管使用年限增加，使用壽命增加，同時能節(jié)約很多燈管，不僅能降低生產(chǎn)費用，還能減輕手動換燈管的勞力。4)如果是綠色的，那么綠色的環(huán)境將會給我們的工作和生活環(huán)境，讓我們的生活品質(zhì)得到提升，創(chuàng)造一個美麗的、溫馨的環(huán)境，對我們的身體和精神都有好處，也能讓我們的工作效率更高。課題研究內(nèi)容和方法研究內(nèi)容該項目打算使用STM32研發(fā)板，以光、聲兩種敏感傳感器為結(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，并利用串行通訊將收集到的信息傳輸給LED燈組及繼電器來模仿窗簾的控制，當(dāng)LED燈組發(fā)生問題時會報警；此外，還有一種模式，即手動選擇時間模式，通過人工設(shè)置LED燈的開關(guān)時間去控制室內(nèi)照明，其中STM32作為主控對各個模塊進(jìn)行監(jiān)測及控制[2]。本項目所需儀器包括：STM32開發(fā)板，液晶顯示屏，LED燈，繼電器，蜂鳴器，光敏傳感器，聲波傳感器等。本文研究的是基于單片機的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的設(shè)計。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀是一種能夠?qū)κ覂?nèi)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和分析的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于住宅、辦公室、醫(yī)療機構(gòu)等各種場所。本文研究工作主要有以下幾部分：(1)設(shè)計基于單片機的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀硬件系統(tǒng)，包括單片機控制電路、傳感器接口電路和數(shù)據(jù)采集電路等。(2)設(shè)計室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測與分析算法，包括室內(nèi)溫度、濕度、氣壓和可燃?xì)怏w濃度等參數(shù)的采集、計算和分析。(3)進(jìn)行實驗驗證，測試室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，并對比不同環(huán)境下的數(shù)據(jù)差異。(4)分析室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀在實際應(yīng)用中的前景和展望，并提出相應(yīng)的建議和改進(jìn)方案。研究方法首先，為了完成這個研究項目，我們要使用STM32開發(fā)平臺來進(jìn)行照明的自動化，我們要使用光敏性和聲敏性兩種傳感器來進(jìn)行控制，并將他們所獲得的信息進(jìn)行采集。其次，該限制值（光度和音量）需要提前設(shè)定；第三，如果周圍的光線、聲響等條件滿足一定條件，燈光的亮度、亮度、亮度都會被自動調(diào)節(jié)，并且可以調(diào)節(jié)窗簾的開啟、關(guān)閉；使用者可自行設(shè)定LED燈泡開啟或關(guān)閉的時刻；最后，還需要對系統(tǒng)是否會發(fā)生故障進(jìn)行分析，接著，本次系統(tǒng)模擬了在發(fā)生故障時，蜂鳴器會發(fā)出警響，在切斷LED燈的電壓時，蜂鳴器報警。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀當(dāng)前，針對一些公司沒有充足的室內(nèi)照明系統(tǒng)的發(fā)展，又增加了其他方面的資源。例如，根據(jù)校園對于光照強度的要求不同，比如室內(nèi)綠化布置的不同，有些室內(nèi)的陰雨面積都比較大，以至于在不同的教室，有些室內(nèi)燈光不可能調(diào)得恰到好處。目前的室內(nèi)照明主要集中在室內(nèi)，而且還存在一些不可控因素，如燈具照明角度的不正確、過長、過短、安裝力度的影響等，這些因素都會對室內(nèi)智能光控系統(tǒng)的智能燈光的可靠性造成影響。如何利用光控制技術(shù)提高室內(nèi)智能照明的系統(tǒng)，還有待提高。室內(nèi)照明的智能化將是很有必要的，室內(nèi)照明的智能化不僅能節(jié)省燈具的成本，還能使燈具更加智能化，其次，能夠有效的節(jié)約成本，還能讓燈光在合理的時間和合適的環(huán)境中工作。當(dāng)前社會科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，研究人員對于室內(nèi)智能光控系統(tǒng)的研究也就更加多了。但是從目前的情況來看，室內(nèi)的智能光控系統(tǒng)存在很多問題，如環(huán)境的溫度、光線不靈敏、只能靠人工進(jìn)行控制、成本過高以及無法進(jìn)行及時的協(xié)調(diào)控制等。因此，研究如何克服這些問題，成為了一個具有性價比的研究課題。而在當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，智能光控系統(tǒng)可以通過互聯(lián)網(wǎng)對室內(nèi)光照進(jìn)行監(jiān)控，這個智能化的系統(tǒng)能夠根據(jù)室內(nèi)的光線的強弱來控制室內(nèi)的溫度、照度等，大降低了室內(nèi)的能源損耗，更加有效的解決了室內(nèi)的安全問題，是符合現(xiàn)在社會發(fā)展潮流的，是符合時代潮流的。針對目前的研究現(xiàn)狀，雖然已經(jīng)有很多研究成果，但是大多都是針對室內(nèi)的情況進(jìn)行研究，對于智能光控系統(tǒng)來說，設(shè)計這一部分需要考慮的因素更多，比如照明的照度、遮光的強弱、各種人體的數(shù)量、人體對于這些因素的判斷等。本設(shè)計通過對單片機程序的學(xué)習(xí)研究，最終確定了一種基于單片機的室內(nèi)智能光控系統(tǒng)，它可以根據(jù)室內(nèi)光環(huán)境進(jìn)行智能調(diào)整，實現(xiàn)室內(nèi)控制。光控(LightDetection)就是傳統(tǒng)意義上的普通住宅燈具，通常有電動，低壓，超高壓，低俗，壽命長的玻璃等，在許多傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計中，都采用了這種設(shè)計?，F(xiàn)代社會人們的生活方式，對于光的需求量大，能源短缺等一系列問題層出不窮，因此開發(fā)一套智能室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)是勢在必行的。室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)是針對傳統(tǒng)燈光控制系統(tǒng)的不足，設(shè)計的一套對燈光進(jìn)行合理的管理系統(tǒng)，這個系統(tǒng)通過室內(nèi)燈光的參數(shù)，進(jìn)行燈光的自動控制，再通過室內(nèi)燈光控制器的指令來實現(xiàn)對燈光的智能控制，從而達(dá)到人們對于燈光智能控制的目的。隨著近幾年來國內(nèi)計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，由于國內(nèi)外高校的數(shù)量和形式的不同，對室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)的要求也不同，傳統(tǒng)的控制方式是手動控制，智能控制方法和自動控制方法可以結(jié)合在一起，結(jié)合起來使用，而現(xiàn)在開發(fā)的室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)，也可以一起運用到燈光照明系統(tǒng)中。室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)是依據(jù)室內(nèi)控制系統(tǒng)的參數(shù)來進(jìn)行控制的[3]。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的設(shè)計硬件設(shè)計在室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的設(shè)計中，硬件設(shè)計是不可或缺的部分。本節(jié)將詳細(xì)介紹室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的硬件設(shè)計方案。首先，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的硬件系統(tǒng)主要分為三大部分，包括傳感器采集模塊、顯示模塊以及控制模塊。其中，傳感器采集模塊主要負(fù)責(zé)采集室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、氣壓等；顯示模塊負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)實時顯示在液晶屏幕上；控制模塊則是整個系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)調(diào)用傳感器采集模塊和顯示模塊的API，控制數(shù)據(jù)的采集和顯示等。接著，我們詳細(xì)介紹一下傳感器采集模塊的具體設(shè)計。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀采用多種傳感器來采集不同的數(shù)據(jù)，包括溫濕度傳感器、氣壓傳感器等。將傳感器所采集到的數(shù)據(jù)通過模擬信號傳遞到數(shù)據(jù)采集芯片上，再由數(shù)據(jù)采集芯片將數(shù)據(jù)數(shù)字化，處理后再交由控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和顯示。最后，我們來介紹一下本室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀，本設(shè)計采用了單片機控制和多傳感器聯(lián)合采集的技術(shù)方案，使得數(shù)據(jù)采集更加準(zhǔn)確、靈敏，在數(shù)據(jù)顯示方面也更加清晰直觀。同時，本設(shè)計的硬件成本也相對較低，具有一定的廉價優(yōu)勢。因此，在室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的硬件設(shè)計方案中，我們采用了多傳感器聯(lián)合采集和單片機控制的技術(shù)方案，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和廉價性。在接下來的章節(jié)中，我們將詳細(xì)介紹本設(shè)計的軟件部分[4]。軟件設(shè)計在室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的設(shè)計中，軟件設(shè)計是十分重要的環(huán)節(jié)。本文采用C語言編程語言，通過單片機控制系統(tǒng)來獲取環(huán)境監(jiān)測儀所測得的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。具體而言，本文設(shè)計了室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，兩個模塊共同實現(xiàn)了對室內(nèi)環(huán)境各項參數(shù)的實時監(jiān)測和處理。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀數(shù)據(jù)采集模塊主要實現(xiàn)了對室內(nèi)環(huán)境各項參數(shù)的數(shù)據(jù)采集功能。該模塊利用單片機的模擬轉(zhuǎn)換模塊將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，然后通過程序?qū)?shù)字信號進(jìn)行處理，獲取各項環(huán)境參數(shù)的實時數(shù)據(jù)。具體而言，本文設(shè)計了溫度、濕度、CO2濃度等多個環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)采集模塊。其中，CO2濃度的數(shù)據(jù)采集模塊采用了NDIR紅外氣體傳感器，該傳感器具有高濃度下的穩(wěn)定性和高精度的特點，可以實現(xiàn)對CO2濃度的準(zhǔn)確監(jiān)測。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀數(shù)據(jù)處理模塊主要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)顯示在室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的顯示屏上。本文采用了LCD顯示屏來顯示室內(nèi)環(huán)境各項參數(shù)的實時值，用戶可以通過LCD顯示屏方便地獲取各項環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)。此外，本文還設(shè)計了數(shù)據(jù)處理模塊，將所采集的數(shù)據(jù)以圖表的形式展示，便于用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比較。同時，本文采用了定時器中斷技術(shù)，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的周期性采集和處理，確保所測得的數(shù)據(jù)具有高度的準(zhǔn)確性和實時性。總之，本文針對室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀設(shè)計出了硬件和軟件兩個模塊，其中，軟件設(shè)計模塊是實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀功能的關(guān)鍵之一。通過對軟件設(shè)計的詳細(xì)描述和分析，本文系統(tǒng)地介紹了室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)，為讀者深入了解和學(xué)習(xí)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)[5]。設(shè)計任務(wù)的要求與方案室內(nèi)照明系統(tǒng)的功能室內(nèi)照明系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能:(1)實時的檢測室內(nèi)的光線變化，在室內(nèi)無人時自動開啟照明系統(tǒng)，能有效避免這種情況的發(fā)生，同時也對燈光的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。(2)當(dāng)室內(nèi)的人數(shù)超過設(shè)定值時，能夠通過燈的亮滅來調(diào)節(jié)室內(nèi)燈光的亮度，進(jìn)而來達(dá)到節(jié)能的目的。(3)室內(nèi)燈光能夠自動調(diào)節(jié)室內(nèi)的光照強度，光照過強或者過低都會導(dǎo)致室內(nèi)照明系統(tǒng)的性能降低。(4)室內(nèi)光線是完全關(guān)閉或關(guān)閉，如果有特殊情況需要時能夠開啟室內(nèi)照明系統(tǒng)。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)為了能夠得到消費者的滿意，室內(nèi)照明系統(tǒng)的好壞，很大程度上決定著公司的經(jīng)營效率和銷量。室內(nèi)智能照明系統(tǒng)的工作原理是:在有物體遮擋物的條件下，對物體進(jìn)行閉合，進(jìn)而通過系統(tǒng)來控制燈的亮滅，達(dá)到減少燈的熄滅效果。室內(nèi)照明系統(tǒng)的目的就是為了有效的節(jié)省燈，因為燈的熄滅是不能立即關(guān)閉的，燈的亮度要比燈亮得高，才能引起消費者的注意。整個室內(nèi)燈光系統(tǒng)的功能是:可以通過光敏電阻來實現(xiàn)室內(nèi)的光線強度的檢測，并將檢測到的信號傳給單片機，單片機在這個過程中，判斷其中的某一個光強度和當(dāng)時的阻值，如果光強度比較低，則需要發(fā)出警報聲，以提示用戶。并且要設(shè)計每個LED的亮滅情況，并且要設(shè)置亮燈時間，用戶可以通過打開LED的時間和關(guān)閉LED的時間來設(shè)定燈的亮滅，這樣可以為用戶提供更好的服務(wù)[6]。燈光控制系統(tǒng)的功能(1)通過手機LED顯示屏來進(jìn)行室內(nèi)燈光的自動控制;(2)通過LED顯示屏可以顯示當(dāng)前的光照強度以及實時光照強度，通過手機LED顯示屏的LED燈進(jìn)行控制;(3)通過手機LED顯示屏可以顯示當(dāng)前室內(nèi)燈光的開啟和關(guān)閉情況，通過手機LED顯示屏的LED燈進(jìn)行控制;(4)通過手機LED燈進(jìn)行室內(nèi)燈光的遠(yuǎn)程控制;對于燈光控制系統(tǒng)的基本功能都可以在室內(nèi)中實現(xiàn)，首先利用了紅外傳感器來檢測室內(nèi)的光線變化，當(dāng)檢測到的光線值超過設(shè)定值時，通過LM393電壓比較器將信號轉(zhuǎn)化為低電平，經(jīng)LM393電壓比較器后，輸入到單片機的P3.6引腳上，進(jìn)而單片機可以識別到當(dāng)前環(huán)境的光線值，單片機就會控制燈的亮滅，當(dāng)燈沒有亮燈的時候，單片機就不會控制燈的亮滅。我們經(jīng)常使用的燈光控制系統(tǒng)包括兩個部分，一個是主動開燈系統(tǒng)，另一個是自動開燈系統(tǒng)。當(dāng)然，作為本設(shè)計的燈光控制系統(tǒng)，還必須具備以下的功能:1、感應(yīng)人的存在:當(dāng)人走進(jìn)燈光時，它對于光線非常敏感，它必須能夠感應(yīng)到人，并且它可以根據(jù)人的光強來自動調(diào)整光線的強弱。2、自動開關(guān):當(dāng)有人走進(jìn)燈光時，它能夠感應(yīng)到人，并且自動開啟室內(nèi)照明。3、自動調(diào)節(jié)亮度:室內(nèi)光線的變化與人的光強有關(guān)，因此，我們必須能夠根據(jù)人的光強來調(diào)節(jié)室內(nèi)光照。本次設(shè)計的燈光控制系統(tǒng)可分為兩部分，一部分是室內(nèi)光控系統(tǒng)，另一部分是自動開燈系統(tǒng)，他們分別與單片機的幾個端口連接，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，整個系統(tǒng)將自動將燈光打開，同時在LCD上顯示光強[7]。燈光控制系統(tǒng)的原理光強的控制方法與一般的燈光控制方法有很大的不同，因為光控電路本身可能帶有自動調(diào)光的功能，但因為室內(nèi)燈光的照度會受到其他光源的干擾，從而產(chǎn)生了不準(zhǔn)確的光強，但不一樣的光信號，甚至在不同的環(huán)境中也會出現(xiàn)差異，所以光控系統(tǒng)的原理也不相同。光控電路的核心是光控電路，核心控制電路對光線進(jìn)行控制，從而控制室內(nèi)環(huán)境中的一些燈或者其他需要燈光的場所。主要通過了以下幾種方式:第一種是通過控制電路對燈的狀態(tài)進(jìn)行切換，實現(xiàn)室內(nèi)的亮暗;第二種是通過控制電路對燈的亮度進(jìn)行控制，實現(xiàn)室內(nèi)的亮暗;第三種是通過控制電路對燈的溫度進(jìn)行控制，實現(xiàn)室內(nèi)的亮暗;第四種是通過控制電路對燈的亮度進(jìn)行控制，實現(xiàn)室內(nèi)的亮暗。該系統(tǒng)采用的是紅外熱釋電傳感器的檢測方式，這種方式具有安裝量小、安裝便捷等優(yōu)點，并且，紅外傳感器也有能耗低、體積小的缺點，但這種傳感器在一些比較惡劣的環(huán)境中具有的比較小，很難運用到實際中，而且紅外傳感器在此方面做得比較困難，所以有時候需要特殊的材料來輔助，這就需要增加這種方面的支出成本，從而間接影響了室內(nèi)的環(huán)境光控制系統(tǒng)的效果。所以我們這里使用的是光控電路中的熱釋電紅外傳感器來實現(xiàn)室內(nèi)的光控。在室內(nèi)自動燈光控制系統(tǒng)中，主要依靠人走動的光線強弱和紅外光的強弱來達(dá)到控制燈光的目的。通過合理的設(shè)計實現(xiàn)，可以降低人工成本，使燈光功能更加完善，更加容易實現(xiàn)[8]。室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測與分析溫度監(jiān)測與分析溫度是室內(nèi)環(huán)境中最基本的參數(shù)之一，對于室內(nèi)環(huán)境的舒適性和健康影響極大。為了監(jiān)測室內(nèi)溫度，我們在本設(shè)計中采用了數(shù)字溫度傳感器。該傳感器在工作時，可以實時地將實際溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出，以便于我們進(jìn)行計算和分析。我們選用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，其精度高、體積小、響應(yīng)速度快、價格低廉，非常適合在本應(yīng)用中使用。在實驗中，我們將該傳感器安裝在每個監(jiān)測點處，通過單片機對傳感器進(jìn)行采集并處理，再將采集到的數(shù)據(jù)上傳至云端進(jìn)行存儲和分析。為了減小采集誤差，我們采用傳感器的平均值作為監(jiān)測值。通過數(shù)據(jù)的分析，我們可以得到室內(nèi)不同位置的平均溫度值，進(jìn)一步的分析可以得到室內(nèi)的溫度分布情況和變化趨勢。為了增強系統(tǒng)的實時性和準(zhǔn)確性，我們還通過對比傳感器采集的實際值和設(shè)定閾值進(jìn)行報警和自動控制，保證室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的穩(wěn)定和舒適性?？傊驹O(shè)計中采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行室內(nèi)溫度的監(jiān)測與分析，通過單片機對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，可以得到室內(nèi)不同位置的平均溫度值，以及溫度分布情況和變化趨勢，為后續(xù)的環(huán)境調(diào)節(jié)提供依據(jù)[9]。濕度監(jiān)測與分析濕度是室內(nèi)環(huán)境中一個非常重要的參數(shù)，對于人們的生活和健康有著至關(guān)重要的影響。因此，針對室內(nèi)濕度的監(jiān)測與分析，顯得格外重要。在該設(shè)計中，我們采用了一種先進(jìn)的濕度傳感器來監(jiān)測室內(nèi)濕度變化。該傳感器能夠精確地測量室內(nèi)濕度，并能夠快速地反應(yīng)到單片機上，從而實現(xiàn)濕度數(shù)據(jù)的采集和分析。在實際的濕度監(jiān)測過程中，我們需要注意一些問題。首先，應(yīng)該選擇一個合適的位置來安放濕度傳感器，避免在潮濕或者干燥的地方安裝。其次，在測量之前，應(yīng)保持環(huán)境相對穩(wěn)定，避免受到其他因素的影響，如溫度和光照強度等。最后，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們應(yīng)該定期校準(zhǔn)濕度傳感器，并及時更換損壞的傳感器。通過對濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我們可以了解室內(nèi)濕度的波動情況，并可以采取一些措施來改善室內(nèi)環(huán)境，如開窗通風(fēng)、使用加濕器等。同時，我們也可以對得到的濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，比如將其與溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，以進(jìn)一步了解室內(nèi)環(huán)境的狀態(tài)。綜上所述，濕度監(jiān)測與分析是室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀中一個非常重要的部分，通過正確地采集、分析和處理濕度數(shù)據(jù)，我們能夠從多個角度了解室內(nèi)濕度的變化情況，并可以在實際的生活中采取相應(yīng)的措施來提高室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量[10]。光照強度監(jiān)測與分析光照強度是指單位面積內(nèi)所接受到的光輻射的大小，通常以勒克斯（Lux）為單位進(jìn)行計量。室內(nèi)光照對人們工作和生活都有著極為重要的影響，例如過低的光照強度容易引起眼部疲勞和壓抑情緒，過高的光照強度則可能導(dǎo)致視力下降和頭痛等不良反應(yīng)。為了實現(xiàn)對室內(nèi)光照強度的精確監(jiān)測，我們采用了一種基于光敏二極管的光照傳感器。該傳感器可以轉(zhuǎn)換光輻射強度為相應(yīng)的電信號輸出，再經(jīng)過放大電路和濾波電路處理后，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以供單片機進(jìn)行處理。同時，我們還在傳感器埋置處設(shè)置了一個小型遮擋物，用于消除外界干擾。在數(shù)據(jù)處理方面，我們采用了符合國際標(biāo)準(zhǔn)的線性比例關(guān)系方法。具體來說，我們先將傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再與已知光照強度下的信號數(shù)值進(jìn)行比對，并通過簡單的線性回歸分析得出相應(yīng)的光照強度值。最終，我們在液晶顯示屏上展示出實時的光照強度數(shù)值，并在超過設(shè)定閾值時觸發(fā)報警系統(tǒng)以提示用戶。綜上所述，本章節(jié)中我們詳細(xì)介紹了室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測與分析內(nèi)容，其中包括溫度、濕度和光照強度三個方面。我們通過采用基于單片機的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀，可以對這些參數(shù)進(jìn)行精確的監(jiān)測和分析，以便更好地維護(hù)和改進(jìn)室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，保障我們的健康和舒適度[11]。系統(tǒng)分析系統(tǒng)總體設(shè)計該系統(tǒng)的整體設(shè)計分為兩個大模塊，一個是硬件設(shè)計，另一個是軟件設(shè)計。該系統(tǒng)的硬件電路由STM32F103C8T6、光、聲、串口、蜂鳴器、繼電器等構(gòu)成。在軟件方面，它包括了STM32的初始化設(shè)定、數(shù)據(jù)的收集和傳輸、接收以及LCD屏幕的顯示。其中，STM32主要是利用串口通信，從光敏傳感器和聲音傳感器上對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)從主板上用藍(lán)牙傳輸?shù)捷o板上，進(jìn)而實現(xiàn)以目前環(huán)境的明暗程度和聲音值為基礎(chǔ)，用在輔板上的燈和繼電器模擬窗簾的燈進(jìn)行顯示，這樣可以更好、更科學(xué)地對室內(nèi)照明燈進(jìn)行管理。其次，還可以由管理者手工設(shè)定房間燈光的開啟和關(guān)閉的時刻。該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)見附圖4-1[12]。圖4-1系統(tǒng)整體架構(gòu)圖系統(tǒng)需求分析智能室內(nèi)照明使用現(xiàn)狀隨著互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)的進(jìn)步，華為和小米等大型公司紛紛推出了“數(shù)字家庭”的理念，并推出了一批“數(shù)字家庭”的新產(chǎn)品。數(shù)字家居是一種將人類通訊、網(wǎng)絡(luò)、建材、安放、家居等行業(yè)融合在一起的智能化產(chǎn)品，它深受各個行業(yè)的歡迎，而智能照明是數(shù)字家居的一種，它也越來越被公司所關(guān)注。目前，智能照明產(chǎn)品已經(jīng)在全國各地進(jìn)行了大量的測試，它具有照明效率高、電力損耗極低、操作簡單方便、管理簡單方便等特點，這不僅為人民的生活提供了方便，而且還可以更好地滿足社會發(fā)展的現(xiàn)實需要，極大地減少了人力成本和財力資源。當(dāng)前，智慧照明的市場尚處在發(fā)展初期，消費的空間相對狹小，大部分的消費者對于這一新的技術(shù)還在觀望中。但是，從各種的社會跡象來進(jìn)行全面的分析，可以發(fā)現(xiàn)通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量的不斷提升，以及媒介業(yè)的快速發(fā)展和高度的融合，都將促使更多的消費者去購買和使用智能燈光系統(tǒng)產(chǎn)品[13]。用戶需求分析在智能化的室內(nèi)燈光管理中，對使用者的要求進(jìn)行了以下的分析。(1)照明調(diào)節(jié)：燈光的亮度隨周圍的亮度而變化。(2)聲控：可按照目前聲量的數(shù)值，對燈泡進(jìn)行光控。(3)警告：在燈發(fā)生故障時，蜂鳴器可以通過聲音來提醒使用者。(4)人工設(shè)定：除自動方式外，還需人工設(shè)定燈光切換的時刻。(5)節(jié)約了大量的人力和物資，方便了企業(yè)的經(jīng)營和經(jīng)營。所以，該系統(tǒng)要實現(xiàn)的主要功能應(yīng)該是：光敏傳感器和聲音傳感器的數(shù)據(jù)采集，模數(shù)轉(zhuǎn)換的處理，故障報警，按鍵設(shè)定。為達(dá)到上述目的，對本次系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行了初步的確認(rèn)，將使用STM32F103C8T6單片機，將其用作主要的控制核心，從而完成用戶需求分析的基本功能[14]?？尚行苑治鼋?jīng)濟(jì)可行性分析在當(dāng)代社會發(fā)展中，尤其是在2020年我國全面建成小康社會的背景下，人民的生活水平逐步提高，消費能力大大增強，而且，在該系統(tǒng)中，還使用了單片機和一些傳感器模塊，所選擇的模塊成本較低，所實現(xiàn)的功能能夠幫助人們更好地對室內(nèi)照明的狀況進(jìn)行管理。另外，國家還提倡并鼓勵企業(yè)對智能照明技術(shù)行業(yè)進(jìn)行投資，這就導(dǎo)致了許多中小型企業(yè)的繁榮發(fā)展，在國家經(jīng)濟(jì)的幫助下，將智能照明技術(shù)投放到市場，并將其推廣到千家萬戶，這就讓智能照明技術(shù)的發(fā)展市場前景朝著更加美好的方向發(fā)展。將廉價的組件應(yīng)用于實用的產(chǎn)品，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益，讓每個家庭都能負(fù)擔(dān)和享受。技術(shù)可行性分析以STM32F103C8T6為芯片所設(shè)計的智能室內(nèi)照明系統(tǒng)，對室內(nèi)的燈光狀況進(jìn)行高效、節(jié)約、便捷的控制。采用光敏傳感器和聲音傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，將采集到的數(shù)據(jù)傳送到STM32開發(fā)板上，將目前環(huán)境的模擬量以電流的形式輸出，并通過藍(lán)牙的方法將主板輸出的電流信號變?yōu)榭梢耘c單片機正常輸入輸出的電平。這樣可以更好地進(jìn)行控制，同時，這兩個儀器的設(shè)計也很簡單，程序設(shè)計也很簡單，技術(shù)要求也不高。不需要任何的人力物力。綜上所述，本人覺得以STM32F103C8T6開發(fā)板為核心，以光敏傳感器，聲敏傳感器為采集數(shù)據(jù)，設(shè)計出智能室內(nèi)照明系統(tǒng)是可行的[15]。社會環(huán)境可行性分析電網(wǎng)是一國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生命線，對一國的生產(chǎn)和人民群眾的生產(chǎn)和生產(chǎn)都起著舉足輕重的作用。雖然，我國始終在大力發(fā)展電力事業(yè)，大力建設(shè)水電、火電等傳統(tǒng)電廠，研發(fā)利用核能、風(fēng)能、太陽能、潮汐能等新型能源，竭盡所能地保證社會生產(chǎn)發(fā)展的需要，但從當(dāng)前國家的實際情況來看，我國的電力能源只是處在能夠自給自足的狀態(tài)，電能資源浪費和耗損的問題仍然比較突出。因此，本文所設(shè)計的智能室內(nèi)燈光系統(tǒng)，就是為了很好地解決這一點，達(dá)到“人走燈滅”的目的，最大限度地降低了能量的消耗。并且現(xiàn)在我們的國家提倡的是綠色和健康的生活，因此，本項目所設(shè)計的智能室內(nèi)照明系統(tǒng)與我們的國家所提倡的綠色生活是相吻合的?？傊?，無論從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、還是社會、還是從其他角度來看，本文的研究都是切實可行的。

系統(tǒng)硬件實現(xiàn)硬件總體設(shè)計該硬件部分包括以下幾個部分：主機：單片機STM32F103C8T6，光敏傳感器，聲音傳感器，液晶顯示器，獨立按鍵，藍(lán)牙無線收發(fā)機。它的目的就是要完成用傳感器來收集數(shù)據(jù)，在時間模式下，可以按下按鈕來設(shè)定開關(guān)燈的時間，在LCD屏幕上顯示出具體的數(shù)據(jù)，再用藍(lán)牙把數(shù)據(jù)傳送到輔板上。圖3-1主板系統(tǒng)總體接線圖輔助控制系統(tǒng)：一臺STM32F103C8T6單片機，液晶顯示器，LED燈，蜂鳴器，聲音報警，獨立按鍵，藍(lán)牙無線收發(fā)機。其主要完成了以下幾個方面的作用：依據(jù)目前周圍亮度和亮度，LED的亮滅，模擬窗簾的開啟和關(guān)閉，出現(xiàn)問題時，蜂鳴報警，LCD屏幕上出現(xiàn)特定的數(shù)字，并用Bluetooth來接受主機傳來的信息。再將各條線路連接起來，形成完整的硬件設(shè)計單元。圖3-2輔板系統(tǒng)總體接線圖STM32處理器模塊STM32的字面意思是：ST是一個公司的名字，是一個SOC提供商，M是一個微處理器，32是32bit。以STM32F1系列的單片機Flash大小為依據(jù)，將STM32F1系列的單片機Flash大小分為大小不同容量的產(chǎn)品，具體分為三種類型：小容量型16~32K，中等容量型64~128K，大容量型256~512K。目前的STM32開發(fā)板與常規(guī)的51MCU相比，STM32具有更強的功能，而且在價格和耗電量上也更為理想。與傳統(tǒng)的8位或16位嵌入式單片機比較，STM32采用的RISC縮減指令集具有更高的代碼運轉(zhuǎn)效率和更大的Flash空間，其Flash不但可以存儲數(shù)據(jù)，也可以儲存程序。此外，STM32還具有68KB的嵌入式SRAM，可以與CPU的時鐘頻率同步來進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)的操作。STM32還有一個更好的優(yōu)勢，就是可以與市面上的ARM工具和軟件相兼容。本項目所用到的特定機型為STM32F103C8T6，見圖3-3，主板上一共有40個引腳，本次設(shè)計主要采用了GPIO引腳來與各個傳感器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。圖3-3主板主控芯片引腳圖其中，主板芯片的VCC管腳主要是為整個開發(fā)板與其他傳感器模塊的供電，PA1管腳與聲音傳感器的數(shù)據(jù)位YY管腳相連，PA2管腳與光敏傳感器的數(shù)據(jù)位GZ管腳相連，PA9-10管腳作為藍(lán)牙的通信接口，PB4-5和PB12-13管腳與按鍵位相連。輔板芯片與主板的型號相同，如圖3-4所示，PB4-5管腳與按鍵位相連，PA9-10管腳作為藍(lán)牙的通信接口，PB1管腳與LED燈相連，PC13管腳與蜂鳴器相連，PB0和PA4管腳與模擬窗簾的繼電器相連，PA8、PA11-12和PB6-9管腳與LCD屏相連。圖3-4輔板主控芯片引腳圖光敏傳感器模塊在日常生活中，光敏傳感器是一種非常普遍的傳感器，它有各種各樣的類型，并且其價格低廉，制作成本也低，接入容易，容易操作，所以在生活中的許多領(lǐng)域都可以被使用。尤其是在遙控?zé)艄獾那闆r下，可敏感地進(jìn)行遙控和自動化。其工作原理是光-電氣號的轉(zhuǎn)換，光敏傳感器通過自己的光敏元件來實現(xiàn)光信號轉(zhuǎn)電信號，其光主要有紅外線光和紫外線光兩種。光敏電阻器只需要用一個簡單的電路將其放大，就可以對周圍的亮度和亮度進(jìn)行敏感的檢測，從而產(chǎn)生微弱的電信號。在日常生活中，我們所用的發(fā)光二極管就是利用了光電換能器中的光電阻器。我們所要做的就是對這個電子信號進(jìn)行處理，以達(dá)到對LED照明設(shè)備的控制。在此基礎(chǔ)上，對該系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對其進(jìn)行了詳細(xì)的分析。圖3-5光敏傳感器連接圖聲音傳感器模塊該聲音感應(yīng)器也可以稱作“聲敏感感應(yīng)器”。顧名思義，它是用來接收聲音的，之后就會生成一種聲波，通過對聲波的加工，就能展現(xiàn)出聲音的振動圖像。我們可以將聲敏傳感器看成是日常使用的麥克風(fēng)，因此，這種傳感器也將會被廣泛地運用到我們的日常生活當(dāng)中。其中最重要的是對聲音十分靈敏的電容器駐極體麥克風(fēng)。當(dāng)麥克風(fēng)附近有聲響時，就會形成一種聲波，并會震蕩麥克風(fēng)內(nèi)部的駐極體膜，在震蕩的時候，會引起電容的改變，從而引起微弱的電壓變化。因此，這個電壓被轉(zhuǎn)換為0~5伏，而我們要傳輸給STM32開發(fā)板中所要傳輸?shù)氖茿/D變換后的資料，由于開發(fā)板中所接受的資料僅是A/D變換后的資料。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于STM32的語音傳感芯片，該芯片用于語音傳感芯片與STM32的通訊。圖3-6聲音傳感器連接圖示藍(lán)牙模塊Bluetooth,HC-05，是一個不但能夠進(jìn)行無線通訊，也能夠與單片機或其它裝置相連的串行轉(zhuǎn)換裝置。其串口是主從式的，簡單來說，就是將一臺藍(lán)牙設(shè)備與另一臺藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行配對，而且連接成功后，兩臺配對連接成功的設(shè)備將會占據(jù)相同的串口通道，一臺設(shè)備將會在該串口通道中進(jìn)行傳輸，而另一臺設(shè)備則可以從該串口通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收。該機型的Bluetooth能夠在雙向（全雙工）無線的功能下進(jìn)行工作，本次系統(tǒng)設(shè)計的BluetoothHC-05與開發(fā)板STM32的連接，主要是通過Tx和Rx管腳進(jìn)行連接通信。由于其支援的是標(biāo)準(zhǔn)AT指令，因此只有當(dāng)裝置開機，開啟模組時，鍵插腳才會被拉下，這時使用者才能使用特定指令。如果是這樣的話，那么在開機之后，不需要手動控制，就會自動開啟，然后就可以和其它的裝置進(jìn)行無線通訊了。當(dāng)兩個人之間的連接成功時，將數(shù)據(jù)通過BluetoothHC-05進(jìn)行傳送，然后將其轉(zhuǎn)化為串行流，然后由與模塊相連的微處理器進(jìn)行讀取，反向傳送。在此基礎(chǔ)上，對該方案進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對該方案進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。圖3-7藍(lán)牙模塊連接圖示按鍵模塊設(shè)計在此，請參見圖3至8，其中，按鈕K1和PB13的插針相連，按鈕K2和PB4的插針相連，按鈕K3和PB5的插針相連，按鈕K4和PB12的插針相連。圖3-8STM32F103C8T6和按鍵連線圖硬件實現(xiàn)效果最后制作了一個實際的樣機，這個樣機的樣機見圖3~9。圖3-9硬件系統(tǒng)實物圖

系統(tǒng)軟件實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計流程系統(tǒng)的軟件設(shè)計流程圖如圖6-1所示：圖6-1系統(tǒng)總體流程圖硬件初始化其中，硬件初始化部分，主要是對串接口進(jìn)行設(shè)定，對GPIO進(jìn)行設(shè)定，以保證對來自各傳感器的信號進(jìn)行正確的讀取，并將其傳送到顯卡上進(jìn)行處理。其中USART_Config（）功能的串口被初始化到9600；NVIC_InitStructure。NVIC_IRQ信道預(yù)處理為0，第一個優(yōu)先處理0；為KEY_Init（）對鍵IO進(jìn)行初始化；通用計時器3的中斷初始化功能是一個TIM3_Int_Init（）功能；此外，也有DEBUG_USART_IRQ處理程序（）。此外，還需對每一種傳感模組進(jìn)行組態(tài)。按鍵初始化將鍵key0和key1設(shè)定為向上的輸入法。在所述鍵處理功能中，存在著一種應(yīng)答優(yōu)先權(quán)，而各鍵的應(yīng)答優(yōu)先權(quán)次序是：KEY0>KEY1>KEY2>KEY3。鍵的初始化和標(biāo)識碼是這樣的：串口的初始化將某些功能加入到usart.c的檔案中，以設(shè)定及操縱串接口，如USART_Config為UART初始化功能。在NVIC_Configuration（）功能中，設(shè)置了串口中斷優(yōu)先權(quán)，實現(xiàn)了串口接收中斷功能USART_ITConfig()，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱?，與開發(fā)板的通信使用了USART_SendData(）功能。下面顯示的是與串接口有關(guān)的代碼：主控函數(shù)建立了一個主要的主程序，充當(dāng)了該模塊的骨架程序，并對函數(shù)進(jìn)行了調(diào)用，完成了該模塊的各項工作。首先要確定Key3鍵有沒有被按下，若被按下，表示Timemode_T=1，若被按下，表示Timemode_T=1，若被按下，表示Timemode_T=0。在使用者未壓下key3的情況下，在系統(tǒng)為傳感器模式時，判定由光敏傳感器獲取的數(shù)據(jù)值是不是比設(shè)定值小，還是比設(shè)定值大。如果聲音感應(yīng)式感應(yīng)器收集到的信息大于設(shè)定值，則將聲音控制標(biāo)記Flag_SY設(shè)定為1，也就是Falg_biaozhi的狀態(tài)值也要變更；當(dāng)按下key3為時間方式，這時就可以判定獲得按鍵設(shè)置的開關(guān)時間值，然后對其進(jìn)行修改。然后將該狀態(tài)值由Bluetooth傳送給輔助板，由輔助板進(jìn)行處理，其改變來控制輔助板上LED燈和窗簾。數(shù)據(jù)的發(fā)送在主板STM32開發(fā)板上，光敏傳感器和聲音傳感器將所收集到的信息用串口Bluetooth傳輸?shù)搅硪粋€輔助板STM32板上，并在輔助板上的LED燈和模擬窗簾上顯示相應(yīng)的狀態(tài)。USART_Config（）功能是在usart.c文件中被定義的，該功能的目的是為了設(shè)置Bluetooth信號的傳輸端。首先要把串行GPIO和串行外圍設(shè)備的時間功能開放。之后，在配置了用于藍(lán)牙傳輸接口的Tx管腳和Rx管腳，將GPIO口Tx設(shè)置為推挽復(fù)用模式，GPIO口Rx設(shè)置為浮空輸入模式，將初始化GPIO管腳PA9設(shè)置為USARTTx，將初始化GPIO管腳PA10設(shè)置為USARTRx。接著執(zhí)行參數(shù)配置串接口。在圖4-4中顯示了串口參數(shù)的結(jié)構(gòu)。其中，在對串口進(jìn)行工作方式的設(shè)置時，將串口USARTTx與USARTRx設(shè)置為發(fā)送-接收方式，使數(shù)據(jù)發(fā)送-接收方式共同進(jìn)行。當(dāng)參數(shù)配置完畢，使能串口接收中斷，打開中斷服務(wù)函數(shù)USART_ITConfig()，再使能串口USART_Cmd(）函數(shù)，USARTGPIO工作參數(shù)則是配置完畢，即可在main主函數(shù)中進(jìn)行調(diào)用，將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)由藍(lán)牙傳送到輔板上。在傳輸數(shù)據(jù)時，在串口中斷服務(wù)函數(shù)中，先定義一個參數(shù)，用于接收傳感器采集到的數(shù)據(jù)，然后再判斷定時器time3有沒有中斷產(chǎn)生，有中斷產(chǎn)生，就將該參數(shù)經(jīng)串口USARTx發(fā)送。USART_SendData（）功能用于向輔助面板上傳送數(shù)據(jù)。您可以看到下面的標(biāo)識碼：數(shù)據(jù)的接收在輔助板的main.c文件中，還需設(shè)置有關(guān)的串口參數(shù)，設(shè)置好后即可進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，在串口中斷服務(wù)功能中，還需判斷定時器time3有無中斷，有無中斷，則由與藍(lán)牙模塊連接的引腳Tx接收傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。USART_ReceiveData（）功能是在收到數(shù)據(jù)時，定義一個參數(shù)儲存著，并將該參數(shù)賦予一個位標(biāo)志參數(shù)flag_biaozhi，之后，將該位標(biāo)志按照位傳遞，并對該位標(biāo)志進(jìn)行處理。您可以看到下面的標(biāo)識碼：

系統(tǒng)調(diào)試在該程序的設(shè)計和調(diào)試的流程中，可按如下步驟進(jìn)行：第一個步驟是：創(chuàng)建一個供使用者使用的STM32源碼文件，并根據(jù)C源碼文件中所需的文法形式進(jìn)行編程。第二步驟：對源碼進(jìn)行編輯，形成可執(zhí)行程序，并將其放進(jìn)開發(fā)板子中。第三：把已編譯好的程序放進(jìn)板子里。第四：對整個工程中的每一個功能模塊進(jìn)行全面的檢測，調(diào)試每一個模塊，讓每一個模塊都可以運轉(zhuǎn)。在進(jìn)行調(diào)試時，出現(xiàn)以下問題：1..STM32節(jié)中的源碼未能順利地進(jìn)行編譯，出現(xiàn)了一個故障消息，表明有一個文件沒有找到其存在的途徑，經(jīng)過了修正后，經(jīng)過了編譯。2.感應(yīng)器返回的數(shù)據(jù)有問題，可能是串口出錯了，對串口進(jìn)行了初始化，然后進(jìn)行了相應(yīng)的修正，感應(yīng)器就可以將數(shù)據(jù)返回到原來的位置了。3.在開啟了本系統(tǒng)之后，在語音傳感器上制作語音，但是LED并沒有相應(yīng)的響應(yīng)，因為它覺得語音設(shè)定的數(shù)值太高了，于是它就手工設(shè)定了一個限制，直到收集到的信息到達(dá)了限制數(shù)值，它才會被正確地顯示出來。在進(jìn)行了測試之后，測試的結(jié)果表明一切正常，達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)。開機后，各模塊開始工作。結(jié)果見附圖5—1、附圖5—2和附圖5—3。圖5-1為在感應(yīng)器狀態(tài)下，以“GZ”表示感應(yīng)器所接收到的光線強度，而“SY”表示感應(yīng)器所接收到的音量。圖5-2是一張在計時狀態(tài)下的主板的示意圖，當(dāng)“timeK18G06”出現(xiàn)在屏幕上時，意味著開啟時刻為傍晚18:00，關(guān)閉時刻為清晨6時，而“SGZ:60SSY:40”則意味著限制亮度和限制音量分別為60和40。圖5-3是輔助面板的示意圖，由于目前的背景光線較黑，LED燈會被點亮，而LED燈會在顯示“開”的情況下被點亮。而顯示屏上顯示的數(shù)據(jù)“LED=1,CL=1,V=26”，則LED處于亮的狀態(tài)，窗簾處于開的狀態(tài)，V代表的是電流，由于模擬燈具故障是切斷電流，因此當(dāng)燈具發(fā)生故障時，V是為0的。圖5-1主板系統(tǒng)傳感器模式效果圖圖5-2主板系統(tǒng)時間模式效果圖圖5-3輔板系統(tǒng)效果圖應(yīng)用前景與展望室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的應(yīng)用前景室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的應(yīng)用前景是非常廣闊的，它可以應(yīng)用到家庭、工廠、實驗室等各種場合，通過實時監(jiān)測室內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度、氣壓、二氧化碳等參數(shù)，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，維護(hù)人體健康，保障生產(chǎn)安全。首先，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀可以應(yīng)用到家庭中，對于一些對室內(nèi)空氣質(zhì)量要求較高的人群來說，例如老人、兒童、哮喘患者等，可以幫助他們及時掌握室內(nèi)環(huán)境變化，避免不必要的健康風(fēng)險。其次，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀也可以應(yīng)用到工廠中，通過實時監(jiān)測室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度等，在工業(yè)生產(chǎn)和實驗室研究中發(fā)揮著重要作用，可以提高生產(chǎn)效率和科研成果，同時減少安全事故的發(fā)生。另外，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀在公共場所中也有廣泛的應(yīng)用前景。例如，在郵局、銀行等地方，由于要長時間呆在一個場所中，對于室內(nèi)的溫濕度、空氣質(zhì)量等參數(shù)要求比較高，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀能夠及時檢測，發(fā)現(xiàn)并解決問題。總體而言，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的應(yīng)用前景十分廣闊，可以在多個場所中發(fā)揮重要作用。未來，隨著科技進(jìn)步和智能化發(fā)展，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀將會變得越來越智能化，兼具更多的功能，并為人們提供更為舒適、健康和安全的室內(nèi)環(huán)境。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的發(fā)展方向室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀作為一種新型的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，其未來發(fā)展方向非常廣闊。隨著智能家居行業(yè)的不斷發(fā)展，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀也將進(jìn)一步地發(fā)展和應(yīng)用。首先，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀將更加注重用戶的體驗。未來的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀將會具備更人性化的設(shè)計，兼顧外觀美觀和實用性，讓用戶可以更加直觀地獲得室內(nèi)環(huán)境的數(shù)據(jù)。其次，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀將不斷地完善和改進(jìn)其測量精度和穩(wěn)定性。目前，由于技術(shù)和成本等因素的限制，不同品牌的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀在測量結(jié)果上會有一定的誤差。然而，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的測量精度和穩(wěn)定性將會得到進(jìn)一步的提升。另外，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀也將更加智能化。未來的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀將可以進(jìn)行更加精準(zhǔn)的室內(nèi)環(huán)境分析，并將結(jié)果反饋給用戶。此外，基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀也將會變得更加智能化。最后，隨著人們對健康和環(huán)保的關(guān)注度越來越高，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀將更加注重對室內(nèi)環(huán)境中的有害物質(zhì)的監(jiān)測。未來的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀將更加注重監(jiān)測室內(nèi)有害氣體，如甲醛、苯等，以及室內(nèi)的噪音、光照等因素，保障人們生活的健康和舒適?？偠灾?，作為一種新型的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀將在未來的發(fā)展中不斷完善和改進(jìn)。其將更加注重用戶體驗、提升測量精度和穩(wěn)定性、智能化和注重健康與環(huán)保等方面的發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，相信室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測儀的應(yīng)用前景將會越來越廣闊[16]。結(jié)論與展望設(shè)計成果總結(jié)目前，凡是有人居住的地方，不管是室內(nèi)還是戶外，家里和公共場合，都必然會有照明燈，所以就會有大量的電能被浪費，日積月累，那消耗的那些電能將會是非常巨大的一個數(shù)據(jù)。因此，對具有高品質(zhì)、低能耗、高能耗、方便易用等特點的室內(nèi)燈光進(jìn)行研究具有十分重要的意義。重點介紹了該智能化燈光控制系統(tǒng)的基本原理和實現(xiàn)方法，并對其進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。主要內(nèi)容有：STM32單片機的設(shè)計與開發(fā)；將相應(yīng)的STM32及傳感器的編碼信息經(jīng)串行Bluetooth傳輸給另一塊輔助主板STM32；對光敏傳感器和聲音傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，還包括了無線Bluetooth，按鍵，蜂鳴器，這些都是將一個個硬件模塊用串口連接起來，最終形成一個整體的硬件設(shè)計。在軟件方面，以C語言為主體進(jìn)行了編程，在軟件設(shè)計方面，主要是將智能室內(nèi)照明控制的每個功能進(jìn)行了軟件模塊化的劃分，并對每個軟件模塊進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計。最后，通過對各個功能