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基于手机APP控制的智能LED灯设计与实现

何伟  
【摘要】:LED照明灯因其高效、节能、环保等优点正逐步取代传统白炽灯和荧光灯。同时随着生活水平的提高,人们对居家照明的要求也越来越高,在满足传统的固定亮度照明基础上,还追求可以调节亮度、调节色温和具有定时功能的照明方式,因此,可以相信智能LED灯将会快速发展。在我国,智能手机已非常普及,它给人们的日常生活提供了极大便利,而基于iOS和Android系统的智能手机占据了约99%的市场份额,这使得开发基于上述系统的智能LED灯具有重要的意义。本文首先介绍了智能LED灯系统的研究背景,分析了LED灯和照明控制系统现状和LED照明控制系统发展趋势;其次阐述了基于手机APP控制的智能LED灯的系统总体架构,从低成本、小体积和低功耗等角度考虑,确定了以8位MCU为微控制器芯片、以Buck电路为电源拓扑结构、以i OS和Android系统为应用程序平台和以蓝牙4.0为通信协议的总体方案;接着介绍了智能LED灯的具体硬件系统设计,包括电源电路设计、基于WS9442P为控制芯片的LED驱动电路设计、STM8S003K3单片机电路设计、蓝牙模块设计和LED灯板电路设计等;然后介绍了智能LED灯的软件系统,分析了iOS端应用程序的界面设计以及iOS端蓝牙通信设计,又分析了Android应用程序界面设计以及Android端蓝牙通信设计,详细阐述了微控制器端程序的主程序流程、数据处理流程以及亮度和色温调节算法等。最后,对设计的基于手机APP控制的智能LED灯系统进行了实验测试,测试结果表明:本系统已经全部实现预期功能。i OS端和Android端应用程序均可以对智能LED灯进行控制,实现调节亮度、调节色温和多形式定时等功能。智能LED灯的最大功率为23.894w。当输入电压在180V-260V内变化时,系统误差率在3.7%以下。本文设计的智能LED灯系统对室内智能照明具有良好的借鉴作用。


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