緒論1.1研究目的能源和環(huán)保問(wèn)題已經(jīng)成為人類社會(huì)面臨的重大挑戰(zhàn)，特別是自21世紀(jì)初以來(lái)。降低能源消耗和保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為長(zhǎng)期國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的核心內(nèi)容。中國(guó)通過(guò)推廣“節(jié)能減排”來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。在眾多能源挑戰(zhàn)中，電力短缺尤為突出，這一問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)并影響了人們的生活質(zhì)量。報(bào)告顯示，用于照明的能源占辦公大樓總能耗的20%到60%，具體比例取決于照明控制的有效性。在現(xiàn)代建筑自動(dòng)化系統(tǒng)中，控制照明是一個(gè)關(guān)鍵要素。現(xiàn)代建筑標(biāo)準(zhǔn)要求使用復(fù)雜的照明解決方案，這些解決方案不僅要滿足在這些空間中工作、學(xué)習(xí)和生活的人們的視覺(jué)需求，還要通過(guò)多樣化的照明設(shè)備和調(diào)整來(lái)增強(qiáng)舒適度和參與感。此外，通過(guò)照明改進(jìn)實(shí)現(xiàn)能源的有效使用對(duì)于實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約目標(biāo)至關(guān)重要。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀智能照明控制系統(tǒng)是一種技術(shù)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，旨在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化照明調(diào)整。它可以根據(jù)環(huán)境光、一天中的時(shí)間和用戶偏好自動(dòng)調(diào)節(jié)照明設(shè)置，如亮度和色溫，從而提高能源效率、舒適度和便利性。近來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的進(jìn)步顯著擴(kuò)展了智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用和研究領(lǐng)域。Falkenberg等人（2019年）對(duì)室內(nèi)照明對(duì)健康老齡化的影響進(jìn)行了研究[1]。他們發(fā)現(xiàn)，改善室內(nèi)環(huán)境的照明條件可以顯著提高老年人的生活質(zhì)量。這表明，智能照明控制系統(tǒng)可能在改善生活條件和支持健康老齡化方面具有重要價(jià)值。Raab等人（2012年）研究了地下電纜和清晰可見(jiàn)的電力線對(duì)西潘諾尼亞地區(qū)大鴇（Otistarda）的影響[2]。他們發(fā)現(xiàn)，實(shí)施保護(hù)措施可以迅速降低這些鳥(niǎo)類的死亡率。雖然這項(xiàng)研究并不直接與智能照明系統(tǒng)相關(guān)，但它揭示了智能照明技術(shù)在生態(tài)保護(hù)中的潛在應(yīng)用。Berger和Rodriguez（2009年）探索了電力線通信通道的建模技術(shù)，并成功地使用一系列IIR濾波器元件傳輸通信信號(hào)，為智能照明控制系統(tǒng)的通信和數(shù)據(jù)傳輸能力奠定了理論基礎(chǔ)[3]。韓欽和同事們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)由微控制器控制的智能走廊照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠基于人體檢測(cè)自動(dòng)操作[4]。陳新芬和團(tuán)隊(duì)詳細(xì)闡述了一個(gè)由32位微控制器驅(qū)動(dòng)的智能燈的設(shè)計(jì)和模擬，該燈能夠調(diào)整亮度和改變色溫[5]。傅德光分析了一個(gè)可以通過(guò)移動(dòng)應(yīng)用遠(yuǎn)程管理的智能照明系統(tǒng)[6]。劉立的碩士論文探討了類似智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[7]。何良和同事創(chuàng)建了一個(gè)系統(tǒng)，能夠自動(dòng)修改燈光亮度和色溫[8]。張新宇和團(tuán)隊(duì)也提出了一個(gè)基于微控制器的智能照明控制系統(tǒng)[9]。劉穎和同事詳細(xì)描述了一個(gè)由微控制器驅(qū)動(dòng)的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟[10]。王曉蘭在她的討論中涵蓋了微控制器照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[11]。薛青和團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)與物聯(lián)網(wǎng)相連的智能教室控制系統(tǒng)，使得可以遠(yuǎn)程控制燈光和其他設(shè)備[12]。王陽(yáng)陽(yáng)和同事考察了在智能家居中使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行照明控制的情況[13]。歐海燕和團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)智能室內(nèi)照明控制系統(tǒng)[14]。最后，戴美香和合作者研究了一個(gè)智能調(diào)光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[15]?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，智能照明控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用涉及多種技術(shù)要素，如微控制器、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)和智能控制算法。這些研究進(jìn)展為智能照明行業(yè)的發(fā)展提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持和理論基礎(chǔ)。1.3研究意義在2000年10月11日由中共中央發(fā)布的名為《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十個(gè)五年規(guī)劃的建議》的文件中，中央委員會(huì)強(qiáng)調(diào)了“五到十年重點(diǎn)項(xiàng)目”。這些建議中的一個(gè)主要焦點(diǎn)是在未來(lái)五到十年內(nèi)增加基礎(chǔ)設(shè)施投資。建議還強(qiáng)調(diào)了充分利用國(guó)家豐富自然資源的重要性，改善能源結(jié)構(gòu)，提高能源效率，并提高環(huán)保意識(shí)。鑒于當(dāng)前能源挑戰(zhàn)的關(guān)鍵性，建議集中力量實(shí)現(xiàn)能源的“清潔”和“高效”利用。因此，節(jié)電對(duì)于節(jié)能至關(guān)重要。此外，針對(duì)國(guó)內(nèi)在有效能源規(guī)劃上明顯存在的差距，有必要提高電力使用效率。為此，采用智能照明系統(tǒng)是節(jié)能的一個(gè)可行策略。1.4研究?jī)?nèi)容該系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用智能控制方法，以微控制器作為智能照明控制系統(tǒng)的中央控制芯片。系統(tǒng)使用熱釋電紅外傳感器來(lái)檢測(cè)人體存在，以及使用光敏電阻來(lái)衡量室內(nèi)光線強(qiáng)度。基于這些輸入，微控制器評(píng)估室內(nèi)是否有人，并根據(jù)環(huán)境光線強(qiáng)度決定是否啟動(dòng)燈光。這使得室內(nèi)照明和窗簾的智能管理成為可能。在陽(yáng)光充足的時(shí)期，系統(tǒng)會(huì)關(guān)閉燈光并打開(kāi)窗簾。如果房間無(wú)人，它會(huì)自動(dòng)關(guān)閉燈光，有效實(shí)現(xiàn)了一個(gè)智能機(jī)制，即當(dāng)有人在時(shí)開(kāi)燈，人離開(kāi)后關(guān)燈。系統(tǒng)通過(guò)微控制器和熱釋電紅外傳感器自動(dòng)監(jiān)測(cè)人體活動(dòng)，無(wú)需手動(dòng)干預(yù)。這種照明控制的自動(dòng)化不僅適用范圍廣，還有助于降低手工管理相關(guān)的成本?？傊疚暮?jiǎn)要介紹了照明系統(tǒng)的發(fā)展、背景和重要性，并審視了當(dāng)前的技術(shù)。它根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范提出了具體的設(shè)計(jì)方案。后續(xù)文章將詳細(xì)說(shuō)明軟件和硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)為了提高本系統(tǒng)中各種控制效果的管理，本文將設(shè)計(jì)分為兩個(gè)主要部分：軟件和硬件，這兩部分最初是獨(dú)立開(kāi)發(fā)的，之后再合并。為了使系統(tǒng)功能能夠成功執(zhí)行，硬件設(shè)計(jì)必須為軟件運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。硬件設(shè)計(jì)的質(zhì)量對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體成功至關(guān)重要。組件的選擇、電路設(shè)計(jì)和模塊的焊接極大地影響了項(xiàng)目的結(jié)果。系統(tǒng)使用STM32芯片作為中央控制器，其硬件配置包括手動(dòng)控制模塊、人體紅外傳感器、光信號(hào)傳感器、手動(dòng)啟動(dòng)模塊、音視報(bào)警器、復(fù)位電路、電源和燈泡等組件。硬件設(shè)計(jì)需要深入了解STM32芯片，仔細(xì)選擇組件，并且需要精細(xì)的電路布線，同時(shí)還要?jiǎng)?chuàng)建詳細(xì)的原理圖。該設(shè)計(jì)采用模塊化方法，這對(duì)于確保系統(tǒng)正確功能和有效管理控制過(guò)程至關(guān)重要。這一設(shè)計(jì)階段必須以極高的精確度和注意細(xì)節(jié)來(lái)執(zhí)行，以避免錯(cuò)誤。在軟件方面，對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要的是能夠準(zhǔn)確捕獲并分析來(lái)自硬件的信號(hào)，處理這些數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)仨憫?yīng)各種輸入。在硬件和軟件之間進(jìn)行信息交換后，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各種控制功能。這個(gè)智能照明控制系統(tǒng)可以自動(dòng)或手動(dòng)操作燈光，能夠自由切換這些模式以增加靈活性。默認(rèn)情況下，系統(tǒng)設(shè)置為自動(dòng)模式，它使用從紅外和光感應(yīng)器收集的輸入，由主控芯片處理。紅外輸入通過(guò)熱釋電傳感器收集，而光敏電阻收集光數(shù)據(jù)。紅外和光敏模塊之間的合作能夠在自動(dòng)模式下有效地收集數(shù)據(jù)。在此模式下，如果自然光足夠，即使紅外傳感器檢測(cè)到人，燈光也會(huì)保持關(guān)閉；如果自然光不足且檢測(cè)到人，則燈光會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，然后在一定時(shí)間無(wú)人后自動(dòng)關(guān)閉。在手動(dòng)模式下，用戶可以用按鈕控制燈光，這在如觀看電影等需要手動(dòng)控制的黑暗環(huán)境中非常有用。此外，該系統(tǒng)還包括一個(gè)離家警報(bào)功能。激活時(shí)，LED會(huì)閃爍作為警告。如果有人在設(shè)置警報(bào)后進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域，蜂鳴器會(huì)持續(xù)響起，并且警報(bào)指示燈會(huì)亮起。憑借其適應(yīng)性強(qiáng)的照明選項(xiàng)、快速響應(yīng)性、低成本、簡(jiǎn)單易用性及增強(qiáng)的安全性，該系統(tǒng)適用于多種應(yīng)用。2.2控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能本智能響應(yīng)燈光系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）使用stm32f103c8t6作為主控單片機(jī)（2）光照傳感器采集光照強(qiáng)度（3）按鍵可以切換自動(dòng)控制和手動(dòng)控制。（4）初始狀態(tài)下為自動(dòng)模式，自動(dòng)模式下，（5）紅外傳感器感應(yīng)到有人，自動(dòng)開(kāi)啟燈光。（6）手動(dòng)模式下，可以手動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉燈光。（7）開(kāi)啟布防模式后，采集到人體紅外信號(hào)時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。（8）您可以使用ESP8266WiFi模塊連接到GIZWITS應(yīng)用，從該應(yīng)用中可以啟用安全模式并直接控制燈光開(kāi)關(guān)。（9）光照強(qiáng)關(guān)閉窗簾，光照低關(guān)閉窗戶用繼電器打開(kāi)關(guān)閉模擬2.3總體設(shè)計(jì)框圖需求分析中概述的設(shè)計(jì)包括以下組件：一個(gè)STM32主控芯片、一個(gè)手動(dòng)布防模塊、一個(gè)聲光報(bào)警電路、一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器電路、一個(gè)光控電路、一個(gè)手動(dòng)控制模塊、一個(gè)電源、一個(gè)指示燈、一個(gè)繼電器和一個(gè)燈泡。綜合設(shè)計(jì)圖可以在圖1中看到。圖1總設(shè)計(jì)框圖2.4系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)本系統(tǒng)存在自動(dòng)控制燈光模式、手動(dòng)控制燈光模式和布防報(bào)警模式，各模式功能設(shè)計(jì)如下：（1）自動(dòng)照明控制模式：初始化后，系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置為自動(dòng)模式。在此模式下，如果自然光線已滿足照明需求，即便有人在場(chǎng)，燈光也不會(huì)開(kāi)啟。然而，如果光線不足而且有人在場(chǎng)，信號(hào)獲取傳感器將檢測(cè)到這一情況并向處理器發(fā)送信息。然后，處理器指令燈光開(kāi)啟。燈光開(kāi)啟后，系統(tǒng)將定期檢查是否仍需繼續(xù)照明。如果需要，燈光將保持開(kāi)啟；如果不需要，則將其關(guān)閉。這一周期將不斷重復(fù)。（2）手動(dòng)照明模式控制：按下燈光模式切換按鈕，控制方式從自動(dòng)變?yōu)槭謩?dòng)，此時(shí)手動(dòng)模式信號(hào)燈將亮起。在此模式下，無(wú)論是人體檢測(cè)還是光線信號(hào)都不會(huì)影響燈光的狀態(tài)。用戶可以使用燈光控制按鈕手動(dòng)連續(xù)地開(kāi)啟或關(guān)閉燈光。這種手動(dòng)模式設(shè)定旨在某些情景下避免錯(cuò)誤。（3）警報(bào)模式設(shè)置：聲光報(bào)警：激活此處描述的警報(bào)按鈕將導(dǎo)致LED燈閃爍，以設(shè)定邊界。LED燈會(huì)在警報(bào)完全設(shè)置好時(shí)亮起指示。如果有人進(jìn)入傳感器的檢測(cè)區(qū)域，蜂鳴器將發(fā)出嗶聲，紅色警示燈將亮起。2.5自動(dòng)控制系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)在自動(dòng)控制模式下，系統(tǒng)通過(guò)不斷跟蹤光線水平并檢測(cè)是否有人存在來(lái)管理照明。這使得在光線太暗的情況下，如陰天或夜間，燈光能自動(dòng)開(kāi)啟，并在晴朗天氣陽(yáng)光充足或房間無(wú)人時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。這一系統(tǒng)有效地防止了能源浪費(fèi)，同時(shí)確保在需要時(shí)有足夠的照明。當(dāng)有足夠的光線時(shí)，燈會(huì)自動(dòng)關(guān)閉；當(dāng)沒(méi)有人時(shí)，燈會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，從而節(jié)約能源。根據(jù)這些需求的分析，我們創(chuàng)建了一個(gè)自動(dòng)模式的邏輯功能表，如表1所示。如果假設(shè)：人體信號(hào)為Q：無(wú)人時(shí)Q=0，有人時(shí)Q=1；環(huán)境光信號(hào)為W：光線強(qiáng)時(shí)W=0，光線弱時(shí)W=1；燈光的開(kāi)啟關(guān)閉為D：關(guān)閉時(shí)D=0，打開(kāi)時(shí)D=1。表1自動(dòng)模式邏輯功能表信號(hào)人體信號(hào)環(huán)境光信號(hào)燈光的開(kāi)啟關(guān)閉參數(shù)人體自然光照度邏輯狀態(tài)無(wú)強(qiáng)斷有強(qiáng)斷無(wú)弱斷有弱合將表1轉(zhuǎn)化為表2如下。表2自動(dòng)模式邏輯真值表信號(hào)人體信號(hào)環(huán)境光信號(hào)燈光的開(kāi)啟關(guān)閉參數(shù)人體自然光照度符號(hào)QWD邏輯狀態(tài)000100010111由上方的真值表可列出系統(tǒng)自動(dòng)控制狀態(tài)下邏輯函數(shù)為：D=W·Q

3硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1單片機(jī)與最小系統(tǒng)3.1.1STM32單片機(jī)介紹意法半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)的STM32芯片是一款32位微控制器，以其低功耗、高性能和廣泛的集成性而聞名。它采用了ARMCortex-M核心，提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力和全面的外設(shè)接口范圍，適用于多種應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中使用的具體型號(hào)為STM32F103C8T6，其物理布局如下圖2所示。圖2stm32f103c8t6實(shí)體圖在這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置中，由于STM32控制芯片的低能耗和高性能特性，被選為核心系統(tǒng)的主要“大腦”。它完全滿足了設(shè)計(jì)的需求，是我們系統(tǒng)的最佳選擇。當(dāng)前，由于技術(shù)進(jìn)步，所有類型的組件都明顯趨向于低能耗。本文特別討論了HMOS技術(shù)，這對(duì)微控制器制造商至關(guān)重要。HMOS，即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體，使用了密集的金屬氧化物。此外，還有一種叫做互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體（CHMOS）的技術(shù)。在這個(gè)項(xiàng)目中，STM32芯片結(jié)合了HMOS和CHMOS技術(shù)，提升了其能效。STM32微控制器位于32位系列光譜的較簡(jiǎn)單端，主要是因?yàn)樗话窘M件，如CPU、ROM、RAM、IO端口和一些其他外圍設(shè)備。相比之下，更高性能的32位微芯片不僅具有這些基本功能，還集成了高級(jí)功能，如ADC（模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器）、多端口接口和各種定時(shí)器。自然地，隨著微控制器功能的擴(kuò)展，其操作復(fù)雜性也隨之增加。在系統(tǒng)要求相對(duì)簡(jiǎn)單且易于管理的情況下，單個(gè)STM32微控制器就足夠了。這避免了使用更強(qiáng)大但也更耗能且更昂貴的芯片的需求。在32系列中，STM32型號(hào)因其低功耗、多功能性、對(duì)外部干擾的強(qiáng)大抗性和長(zhǎng)壽命而廣受歡迎。其主要優(yōu)勢(shì)包括價(jià)格實(shí)惠、性價(jià)比高和編程便利性。因此，它是進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生們的首選。STM32微控制器配備了8K字節(jié)的ROM，為用戶提供了額外的程序執(zhí)行空間。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，STM32微控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在當(dāng)前市場(chǎng)上，許多智能產(chǎn)品的功能往往通過(guò)將微控制器與外部擴(kuò)展電路連接來(lái)實(shí)現(xiàn)，這導(dǎo)致了產(chǎn)品范圍的擴(kuò)大。"32"的指定代表了一個(gè)包含多種類型的微控制器家族。這個(gè)家族，即32系列，尤其值得注意，它是其他微控制器系列設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的32系列微控制器在多年的開(kāi)發(fā)和使用中，已經(jīng)簡(jiǎn)化了其內(nèi)部處理技術(shù)和編程方法，因此在微控制器社區(qū)的初學(xué)者中很受歡迎。然而，隨著對(duì)微控制器技術(shù)更深入的了解和對(duì)更高級(jí)功能的需求增長(zhǎng)，32系列微控制器的能力無(wú)法滿足這些實(shí)際需求。此外，轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)16位或32位微控制器可能是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。STC制造商推出了新一代STM32芯片時(shí)，解決了這個(gè)問(wèn)題，這不僅滿足了這些需求，還顯著簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)過(guò)程。3.1.2單片機(jī)最小系統(tǒng)該系統(tǒng)的基本電路設(shè)計(jì)基于最小微控制器設(shè)置，如圖3所示。這一系統(tǒng)本身就能實(shí)現(xiàn)控制和操作。時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和STM32主控芯片組合成最小系統(tǒng)。微控制器中的時(shí)鐘電路的功能類似于心臟，因?yàn)樗{(diào)節(jié)微控制器的操作節(jié)奏。本質(zhì)上，這個(gè)時(shí)鐘電路是一個(gè)振蕩電路，向微控制器提供正弦波信號(hào)，作為參考并因此設(shè)定微控制器的處理速度。XTAL1和XTAL2分別作為反相放大器的輸入和輸出，可以設(shè)置為內(nèi)部振蕩器。如果使用外部時(shí)鐘來(lái)源，XTAL2應(yīng)保持未連接。圖3單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖復(fù)位電路確保微控制器在正確的初始狀態(tài)下開(kāi)始運(yùn)行，并成功完成其初始化。這個(gè)電路通常包括兩種復(fù)位方法：自動(dòng)上電復(fù)位和通過(guò)按下外部按鈕激活的手動(dòng)復(fù)位。一旦時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，微控制器可以通過(guò)在兩個(gè)機(jī)器周期內(nèi)保持RESET引腳處于高輸出水平來(lái)完成復(fù)位過(guò)程。這里討論的具體設(shè)計(jì)涉及通過(guò)外部按鈕激活的手動(dòng)復(fù)位機(jī)制。這種設(shè)置使用上拉電阻增加高電平輸出電壓。如果微控制器系統(tǒng)在操作過(guò)程中因外部環(huán)境干擾而表現(xiàn)出不穩(wěn)定行為，按下復(fù)位按鈕將觸發(fā)系統(tǒng)的內(nèi)部程序自動(dòng)重新啟動(dòng)。STM32主控芯片的20號(hào)引腳連接到地線，而40號(hào)引腳連接到正極。該芯片的工作電壓范圍為4V至5.5V。因此，本文檔將使用三節(jié)外接的1.5V干電池，總電壓為4.5V，以供電系統(tǒng)并滿足電壓要求。在圖中，按鈕S2連接到STM32芯片的INT0端口，用于切換到手動(dòng)模式。按鈕S4連接到STM32芯片的INT1端口，在手動(dòng)控制模式下用來(lái)操作燈光開(kāi)關(guān)。3.2燈光驅(qū)動(dòng)電路這個(gè)設(shè)計(jì)通過(guò)控制繼電器的開(kāi)和關(guān)來(lái)操作燈泡。為了演示目的，使用LED來(lái)代表燈泡的運(yùn)作。當(dāng)環(huán)境昏暗并檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)時(shí)，中央控制芯片STM32激活PNP型的S8550晶體管，標(biāo)記為Q1。如果發(fā)送低電平輸出，Q1允許電流流通，使繼電器K1關(guān)閉，LED（標(biāo)記為D2）點(diǎn)亮。相反，當(dāng)發(fā)送低信號(hào)時(shí)，Q1停止導(dǎo)通，K1打開(kāi)，LEDD2熄滅。更多信息見(jiàn)圖4。圖4燈光驅(qū)動(dòng)電路3.3人體感應(yīng)模塊電路設(shè)計(jì)該設(shè)備用于捕獲人體信號(hào)，采用紅外線熱釋電傳感器作為輸入機(jī)制。在電路圖中，該傳感器標(biāo)記為J1，配備了三個(gè)連接點(diǎn)：針腳1（地線），針腳2（信號(hào)針，起始為低信號(hào)，當(dāng)觸發(fā)器激活時(shí)轉(zhuǎn)換為高信號(hào)，隨后將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)處理），以及針腳3（電源）。電路圖中的二極管D3作為人體檢測(cè)的信號(hào)指示器；當(dāng)計(jì)算機(jī)接收到信號(hào)時(shí)它會(huì)亮起，否則熄滅。此外，電阻R4有助于調(diào)節(jié)電流，保護(hù)指示燈D3不受損壞。要全面了解該電路，請(qǐng)參考圖5。圖5人體感應(yīng)電路原理圖3.4傳感檢測(cè)模塊圖5展示了智能響應(yīng)式照明系統(tǒng)內(nèi)部的防盜檢測(cè)模塊的電路圖。在該圖中，符號(hào)J2代表紅外熱釋電傳感器，這與自動(dòng)照明控制模式中使用的傳感器不同。此傳感器主要用于監(jiān)控行為。當(dāng)預(yù)設(shè)的監(jiān)控功能被激活時(shí)，標(biāo)記為D5的綠色LED將持續(xù)閃爍，表示監(jiān)控模式已設(shè)置。如果J2在此模式下檢測(cè)到觸發(fā)信號(hào)，它將激活相應(yīng)的LED指示燈D7并觸發(fā)蜂鳴器，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。電路中包含了二極管電阻R11和R12，用以限制電流。圖6傳感檢測(cè)電路圖3.6智能燈光防盜報(bào)警模塊智能響應(yīng)照明系統(tǒng)中的防盜報(bào)警電路包括一個(gè)蜂鳴器和一個(gè)紅色LED燈。在這個(gè)電路中，晶體管Q2是一種S8550PNP型。標(biāo)記為B1的蜂鳴器由Q2激活。標(biāo)記為D6的紅色LED燈作為報(bào)警指示器，由主控芯片STM32的低電平信號(hào)觸發(fā)。當(dāng)STM32發(fā)送低電平信號(hào)時(shí)，Q2允許電流流通過(guò)，激活B1，使其發(fā)出蜂鳴聲。相反，當(dāng)STM32發(fā)送高電平信號(hào)時(shí)，Q2停止導(dǎo)電，這將停用B1并停止報(bào)警。更多詳情，請(qǐng)參見(jiàn)原理圖中的圖7。圖7防盜報(bào)警模塊電路3.7光檢測(cè)電路設(shè)計(jì)為了自動(dòng)化燈光控制，必須同時(shí)使用人體感應(yīng)器模塊和光線檢測(cè)機(jī)制，這兩者一起收集所需數(shù)據(jù)。這種設(shè)置允許在強(qiáng)光存在或沒(méi)有人在附近時(shí)自動(dòng)關(guān)閉燈光，并在天黑且有人存在時(shí)打開(kāi)燈光，從而實(shí)現(xiàn)能效和自動(dòng)化操作。檢測(cè)光線的詳細(xì)電路設(shè)計(jì)如圖8所示。在此圖中，光敏電阻標(biāo)記為GR1，并負(fù)責(zé)檢測(cè)光線水平。當(dāng)光線不足或太陽(yáng)不照射時(shí)，GR1的電阻顯著增加，類似于電路短路，這會(huì)導(dǎo)致從電位器R10上方輸出低電壓。相反，當(dāng)GR1暴露于光線時(shí)，其電阻大幅減小，導(dǎo)致從R10上方輸出高電壓。圖8光信號(hào)檢測(cè)電路圖R10和LM393協(xié)同工作以進(jìn)行電壓檢測(cè)。當(dāng)一個(gè)方向的電壓超過(guò)另一個(gè)方向的電壓時(shí)，LM393產(chǎn)生高電平輸出；另一方面，當(dāng)一個(gè)方向的電壓較低時(shí)，它輸出低電平信號(hào)。這個(gè)輸出然后被發(fā)送到一個(gè)控制芯片，該芯片處理它以確定光信號(hào)的存在。如果沒(méi)有檢測(cè)到光，二極管D4就會(huì)被點(diǎn)亮。3.8熱釋電傳感器該項(xiàng)目中實(shí)施的熱釋放傳感器設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)感應(yīng)電子設(shè)備中，特別是在干電池供電的智能設(shè)備中。其廣泛使用是因?yàn)樵摦a(chǎn)品結(jié)合了紅外技術(shù)，并且能夠在低電壓下運(yùn)行，具有高可靠性和高靈敏度。圖9信號(hào)處理模塊該模塊將人體發(fā)出的紅外輻射轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。模塊配備了一個(gè)熱釋電傳感器，需要將兩腿檢測(cè)到的信號(hào)放大兩倍。放大后，一個(gè)電壓比較器判斷信號(hào)的有效性。如果信號(hào)被認(rèn)為有效，將激活一個(gè)定時(shí)器，通過(guò)R3將信號(hào)發(fā)送到控制芯片。定時(shí)器的延遲可以通過(guò)調(diào)整R12來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果在此延遲期間Vs發(fā)生任何變化，VO將延長(zhǎng)其持續(xù)時(shí)間，從變化點(diǎn)開(kāi)始額外的一個(gè)周期。增加一個(gè)電容器可以增強(qiáng)定時(shí)器的控制效果。如果Vs保持較高，信號(hào)通過(guò)P10轉(zhuǎn)發(fā)到主控制芯片進(jìn)行進(jìn)一步處理。通過(guò)調(diào)整R13可以調(diào)節(jié)感應(yīng)距離。在BISS0001系統(tǒng)中，一旦引腳1檢測(cè)到高電平并確認(rèn)在指定時(shí)間內(nèi)有人存在，它將持續(xù)輸出高電平，直到人體信號(hào)消失，然后恢復(fù)為低電平。

4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)程序流程圖系統(tǒng)程序的流程圖是根據(jù)上述模塊的結(jié)構(gòu)和功能分析并創(chuàng)建的，如圖10、11和12所示。當(dāng)電源打開(kāi)時(shí)，程序開(kāi)始運(yùn)行，系統(tǒng)初始化，自動(dòng)設(shè)置其操作模式。在默認(rèn)的自動(dòng)燈光控制模式下，如果同時(shí)檢測(cè)到昏暗的光線和人，則燈光將自動(dòng)打開(kāi)；如果沒(méi)有檢測(cè)到，則程序?qū)㈥P(guān)閉。通過(guò)連接外部手動(dòng)模式按鈕，您可以切換到手動(dòng)燈光控制模式。在此模式中，您可以通過(guò)按下按鈕手動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉燈光。一旦按下部署按鈕，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)換到部署模式，并且如果檢測(cè)到人，則會(huì)觸發(fā)音頻和視覺(jué)報(bào)警。圖10燈光系統(tǒng)程序流程圖圖11窗簾控制系統(tǒng)程序流程圖圖12布防系統(tǒng)程序流程圖4.2模塊通信設(shè)計(jì)4.2.1WiFi模塊通信設(shè)計(jì)在此設(shè)置中，研究使用ESP-01S模塊作為WIFI通信的主要組件。該系統(tǒng)由STM32F103C8T6微控制器控制。ESP-01S是一個(gè)有效的WIFI模塊，以其低能耗、高穩(wěn)定性和強(qiáng)兼容性而聞名，非常適合嵌入式系統(tǒng)中的WIFI通信。STM32F103C8T6是一款基于ARMCortex-M3核心的高性能微控制器。它提供了全面的外設(shè)接口范圍和強(qiáng)大的處理能力，適用于需要實(shí)時(shí)照明控制和報(bào)警響應(yīng)的系統(tǒng)。在通信設(shè)計(jì)中，本文描述了如何使用串行端口將ESP-01S模塊連接到STM32F103C8T6微控制器，以實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸。一旦系統(tǒng)初始化，ESP-01S模塊將自動(dòng)連接到預(yù)定義的WIFI網(wǎng)絡(luò)，并開(kāi)始使用TCP/IP協(xié)議與服務(wù)器通信。在自動(dòng)模式下，如果光敏傳感器檢測(cè)到周圍環(huán)境較暗，且人體紅外傳感器感應(yīng)到有人存在，STM32F103C8T6微控制器會(huì)向ESP-01S模塊發(fā)出指令，開(kāi)啟燈光。ESP-01S模塊接收到這個(gè)指令后，通過(guò)WIFI網(wǎng)絡(luò)將其發(fā)送到服務(wù)器。服務(wù)器隨后將此指令轉(zhuǎn)發(fā)給燈光控制設(shè)備，自動(dòng)激活燈光。在手動(dòng)模式下，用戶可以使用外部按鈕開(kāi)啟和關(guān)閉燈光。STM32F103C8T6微控制器將用戶的指令發(fā)送至ESP-01S模塊，隨后通過(guò)WIFI網(wǎng)絡(luò)將指令傳輸給服務(wù)器。這種設(shè)置允許遠(yuǎn)程控制燈光。此外，如果有入侵者在系統(tǒng)處于防御模式時(shí)進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域，人體紅外傳感器將檢測(cè)到其存在，并將此信息傳遞給STM32F103C8T6微控制器。然后，該微控制器將通過(guò)ESP-01S模塊將警報(bào)詳情發(fā)送到服務(wù)器。服務(wù)器接收到這些警報(bào)數(shù)據(jù)后，將觸發(fā)音頻和視覺(jué)警報(bào)，有效地警告入侵者。4.2.2OLED屏顯示模塊通信在這個(gè)系統(tǒng)中，文章選擇了OLED屏幕作為顯示信息的主要手段。OLED屏幕具有高亮度和高對(duì)比度、低功耗以及快速響應(yīng)時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，這使它們非常適合用于嵌入式系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)與STM32F103C8T6微控制器的交互，文章采用了I2C通信協(xié)議來(lái)傳輸OLED屏幕和微控制器之間的數(shù)據(jù)。I2C（Inter-IntegratedCircuit，集成電路總線）是一種同步的、雙向的、兩線制串行總線，以其簡(jiǎn)單的連接和快速的數(shù)據(jù)傳輸速度而聞名。在這種設(shè)置中，系統(tǒng)使用兩個(gè)I2C接口；一個(gè)連接到OLED屏幕，另一個(gè)與其他I2C設(shè)備接口，如光傳感器和人體紅外傳感器。STM32F103C8T6微控制器內(nèi)置了I2C控制器，簡(jiǎn)化了與OLED屏幕連接的過(guò)程。它將環(huán)境光強(qiáng)度、照明狀態(tài)和安全狀態(tài)等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為OLED屏幕可以識(shí)別的格式。數(shù)據(jù)通過(guò)I2C接口傳輸給OLED屏幕。一旦OLED屏幕接收到這些數(shù)據(jù)，它就會(huì)顯示這些信息，為用戶提供即時(shí)和清晰的反饋。OLED屏幕不僅可以顯示信息，還可以顯示簡(jiǎn)單的圖形和圖標(biāo)，例如用于燈開(kāi)關(guān)和防盜系統(tǒng)的那些。這些視覺(jué)效果提高了系統(tǒng)的交互性和用戶體驗(yàn)，使用戶更容易理解和操作系統(tǒng)。關(guān)于通信設(shè)計(jì)，本文采用HAL庫(kù)中的I2C功能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。首先，需要初始化并設(shè)置I2C接口，包括配置I2C時(shí)鐘和分配從設(shè)備地址。之后，使用HAL庫(kù)的I2C_Mem_Write()函數(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絆LED屏幕上的指定地址，從而控制其輸出。圖13OLED屏顯示模塊通信4.2.3燈光控制模塊設(shè)計(jì)這套系統(tǒng)使用基于STM32的照明控制模塊，根據(jù)紅外傳感器檢測(cè)到的人體存在來(lái)控制燈光。用戶還可以通過(guò)按按鈕在自動(dòng)模式和手動(dòng)模式之間切換。在手動(dòng)模式下，可以使用同一個(gè)按鈕手動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉燈光。這個(gè)照明控制模塊的關(guān)鍵代碼段在代碼1中提供。代碼1燈光控制代碼if(delayDatum%500==0) { OLED_Refresh(); lightdata=bh_data_read();//光照 if(lightdata>6000) { lightdata=6000; } sprintf((char*)strTest,"%4d",lightdata); OLED_ShowString(16*3,0,(u8*)strTest,16,1);/*xxxx*/ if(ModeState==0) //自動(dòng) { if(REN==0) //有人開(kāi)LED { LED2=1; appled=1; OLED_ShowChinese(16*0,48,4,16,1); OLED_ShowChinese(16*1,48,5,16,1); } else //無(wú)人關(guān)LED { LED2=0; appled=0; OLED_ShowChinese(16*0,48,6,16,1); OLED_ShowChinese(16*1,48,7,16,1); } OLED_ShowChinese(16*6,48,10,16,1); OLED_ShowChinese(16*7,48,11,16,1); }4.2.4布防及窗簾控制模塊設(shè)計(jì)通過(guò)使用按鍵開(kāi)關(guān)來(lái)模擬人體紅外檢測(cè)，您可以使用按鍵來(lái)啟動(dòng)和關(guān)閉系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)并檢測(cè)到入侵時(shí)，蜂鳴器和LED燈都將啟動(dòng)，提供聲音和視覺(jué)報(bào)警。智能窗簾控制系統(tǒng)通過(guò)馬達(dá)和光敏傳感器自動(dòng)開(kāi)關(guān)窗簾。它使用光敏電阻根據(jù)周圍的光照條件來(lái)測(cè)量光線水平。如果光線水平低于某一最低限度或高于某一最高限度，窗簾將自動(dòng)關(guān)閉；否則，它們將保持開(kāi)啟。此外，校準(zhǔn)這些閾值以匹配實(shí)際的環(huán)境光條件也很重要，以確保系統(tǒng)準(zhǔn)確地對(duì)光照變化做出反應(yīng)。代碼2布防及窗簾控制代碼if(appalarm==1)//布防打開(kāi) { if(REN==0) //有人開(kāi)LED { R_BeepFre=1; OLED_ShowChinese(16*0,48,4,16,1); OLED_ShowChinese(16*1,48,5,16,1); LED1=1; } else { LED1=0; OLED_ShowChinese(16*0,48,6,16,1); OLED_ShowChinese(16*1,48,7,16,1); } } else { LED1=0; } if(lightdata<3000) //光照值小于閾值自動(dòng)開(kāi)窗簾 { motor=0; } else { motor=1; } }4.3物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)平臺(tái)時(shí)，我們選擇了基于TCP的MQTT協(xié)議與機(jī)智云平臺(tái)連接。MQTT是一種簡(jiǎn)化的消息傳遞協(xié)議，它運(yùn)作在發(fā)布/訂閱模式上。它專門(mén)為網(wǎng)絡(luò)帶寬低、延遲高或連接不穩(wěn)定的環(huán)境量身定制，因此在IoT領(lǐng)域非常受歡迎。機(jī)智云是一個(gè)強(qiáng)大的IoT云服務(wù)平臺(tái)，提供了全面的設(shè)備連接、數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力，顯著簡(jiǎn)化了IoT應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。STM32F103C8T6微控制器通過(guò)ESP-01S模塊與GIZWITS平臺(tái)接口。最初，ESP-01S通過(guò)WiFi建立與GIZWITS平臺(tái)的連接。然后，微控制器將收集的數(shù)據(jù)，如環(huán)境光水平和人體紅外傳感器讀數(shù)，編譯成MQTT消息。這些消息隨后通過(guò)ESP-01S傳輸?shù)紾IZWITS平臺(tái)。GIZWITS平臺(tái)接收到數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并根據(jù)預(yù)定義的規(guī)則，發(fā)送控制命令回到相應(yīng)的設(shè)備。此設(shè)置實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能管理。在自動(dòng)模式下，JiZhiCloud平臺(tái)根據(jù)環(huán)境光線水平和人體紅外傳感器的信號(hào)評(píng)估是否需要激活照明。如果需要開(kāi)燈，平臺(tái)將使用MQTT協(xié)議向ESP-01S模塊發(fā)出控制命令。ESP-01S模塊接收到這個(gè)命令后，會(huì)通過(guò)串口將其轉(zhuǎn)發(fā)給STM32F103C8T6微控制器。然后，微控制器控制照明設(shè)備，根據(jù)需要開(kāi)啟照明。在手動(dòng)模式下，用戶可以通過(guò)移動(dòng)應(yīng)用程序或網(wǎng)頁(yè)界面向機(jī)智云平臺(tái)發(fā)出控制命令。平臺(tái)接收到這些命令后，將它們通過(guò)MQTT協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給ESP-01S模塊。隨后，該模塊通過(guò)串行端口將這些命令發(fā)送到微控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。此外，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置為布防模式時(shí)，如果監(jiān)控區(qū)域內(nèi)發(fā)生入侵，人體紅外傳感器將檢測(cè)到移動(dòng)并將信號(hào)傳遞給微控制器。微控制器隨后將報(bào)警數(shù)據(jù)打包成MQTT消息，并發(fā)送至機(jī)智云平臺(tái)。平臺(tái)一旦接收到這些報(bào)警數(shù)據(jù)，就會(huì)觸發(fā)音頻和視覺(jué)報(bào)警，并通過(guò)應(yīng)用程序或短信向用戶發(fā)送通知。這有效地警示了入侵者，并允許快速響應(yīng)該情況。圖14項(xiàng)目連接測(cè)試代碼3云平臺(tái)串口接收代碼for(i=0;i<len;i++){ USART_SendData(USART2,buf[i]);while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)==RESET);if(i>=2&&buf[i]==0xFF){ USART_SendData(USART2,0x55); while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)==RESET);}}4.4Keil編程為確保微控制器正確運(yùn)行，必須對(duì)其Flash程序存儲(chǔ)器進(jìn)行編程。首先使用Keil軟件用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫(xiě)代碼。Keil是編程32位處理器最流行的開(kāi)發(fā)環(huán)境，得到了許多仿真器公司的廣泛支持。這表明它與眾多工具和技術(shù)的未來(lái)兼容性。由美國(guó)Keil軟件公司開(kāi)發(fā)的Keil軟件，便于開(kāi)發(fā)MCS-32系列微控制器的應(yīng)用軟件，支持C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言。其Windows風(fēng)格的界面簡(jiǎn)化了用戶的學(xué)習(xí)過(guò)程。此外，即使使用高級(jí)編程語(yǔ)言，Keil也以生成緊湊且高效的代碼而聞名。記住，編程不僅僅是編碼；它還需要整合電路圖和各種端口。編程完成后，使用STC-ISP上傳并閃存程序到微控制器上。具體步驟：（1）聯(lián)系整體的電路原理圖，進(jìn)行編程。每條指令要對(duì)應(yīng)到具體接口。（2）正確編寫(xiě)程序后利用Keil生成.hex文件。（3）單片機(jī)插入燒程序的板子上，板子與計(jì)算機(jī)的串行接口連接。（4）打開(kāi)STC-ISP單片機(jī)程序下載軟件，按照步驟燒入代碼。請(qǐng)注意，不同的芯片需要不同的軟件來(lái)下載程序。首先，選擇正確的軟件是非常重要的。對(duì)于這個(gè)特定的設(shè)計(jì)，請(qǐng)打開(kāi)STC-ISP軟件，選擇適當(dāng)?shù)男酒吞?hào)，然后打開(kāi)相關(guān)的hex文件。確保選擇正確的COM端口（例如這里使用的是COM4），然后點(diǎn)擊“下載”開(kāi)始下載過(guò)程。此設(shè)計(jì)采用了冷啟動(dòng)方法的微控制器，這意味著應(yīng)該在為編程供電前下載程序。如果設(shè)備已經(jīng)開(kāi)機(jī)，您需要將其關(guān)閉然后再重新開(kāi)機(jī)。4.5MQTT協(xié)議介紹在這個(gè)項(xiàng)目中，我們使用MQTT協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)ESP-01S模塊與機(jī)智云平臺(tái)之間的通信。作為MQTT客戶端，ESP-01S模塊將環(huán)境光水平和紅外傳感器的信號(hào)封裝成MQTT消息，然后發(fā)送到機(jī)智云平臺(tái)。機(jī)智云平臺(tái)充當(dāng)MQTT服務(wù)器，接收這些消息并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。根據(jù)預(yù)定義的規(guī)則，它還向連接的設(shè)備發(fā)出控制命令。這種設(shè)置允許遠(yuǎn)程控制和智能管理。此外，MQTT協(xié)議對(duì)帶寬的低需求和對(duì)延遲的高容忍度確保了即使在網(wǎng)絡(luò)條件不穩(wěn)定的情況下系統(tǒng)也能保持運(yùn)行。MQTT是一個(gè)名為消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸?shù)膮f(xié)議，它依賴于TCP/IP協(xié)議并且在處理方面具有很高的能力。它能夠在網(wǎng)絡(luò)上傳輸消息和遠(yuǎn)程控制設(shè)備，即使在帶寬有限和代碼要求最小的情況下也是如此。因此，它提供了以下優(yōu)點(diǎn)和特性：1)它具有發(fā)布/訂閱消息的能力；2)支持使用者創(chuàng)建動(dòng)態(tài)主題內(nèi)容，方便區(qū)分；3)簡(jiǎn)單但功能強(qiáng)大；4)MQTT協(xié)議提供了獨(dú)特的服務(wù)質(zhì)量管理，具有以下三種等級(jí)模式；(1)服務(wù)質(zhì)量等級(jí)0（Qos0）配置為QoS0時(shí)，消息只發(fā)送一次，接收者不會(huì)向發(fā)送者發(fā)送收據(jù)確認(rèn)。(2)服務(wù)質(zhì)量等級(jí)1（Qos1）當(dāng)配置為QoS1時(shí)，發(fā)送者至少向接收者發(fā)送一次消息。在確認(rèn)消息已被接收后，接收者向發(fā)送者發(fā)送PUBACK。(3)服務(wù)質(zhì)量等級(jí)2（Qos2）當(dāng)配置為服務(wù)質(zhì)量等級(jí)2（QoS2）時(shí)，與服務(wù)質(zhì)量等級(jí)1（QoS1）相比，它管理重復(fù)消息，并要求在確認(rèn)發(fā)送者確實(shí)收到了這一確認(rèn)之前，等待發(fā)送者對(duì)接收者的確認(rèn)回復(fù)。

5系統(tǒng)調(diào)試與功能實(shí)現(xiàn)5.1系統(tǒng)調(diào)試待將各元器件依照繪制好的電路原理圖焊接好在萬(wàn)用板上后，便可進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試了。第1該程序通過(guò)仔細(xì)觀察設(shè)置來(lái)進(jìn)行。驗(yàn)證芯片和所有電路模塊是否已正確焊接在面包板上。徹底檢查每根導(dǎo)線和焊點(diǎn)，以發(fā)現(xiàn)和糾正任何問(wèn)題，如毛刺或冷焊點(diǎn)，確保電路的完整性和連通性。第2該過(guò)程涉及使用萬(wàn)用表。將萬(wàn)用表的兩個(gè)探針連接到所討論的線或焊點(diǎn)的兩端，并驗(yàn)證其連通性是否符合設(shè)計(jì)規(guī)格。確保對(duì)角線鍵被對(duì)角連接，并檢查晶體管引腳是否正確連接。第3第一步是進(jìn)行電源檢查。系統(tǒng)通電后，驗(yàn)證每個(gè)模塊和組件（包括引腳電壓和電路電流）的電壓是否符合設(shè)計(jì)規(guī)格。此外，請(qǐng)確保接地端子的電壓為零。第4步是聯(lián)機(jī)檢查。在系統(tǒng)中對(duì)硬件電路進(jìn)行故障排查后，出現(xiàn)了多個(gè)問(wèn)題。最初，所有組件和模塊都被焊接到一個(gè)通用板上，并且在調(diào)試過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)正負(fù)端之間的距離過(guò)窄，這使得連接到電源變得復(fù)雜。這個(gè)疏忽是由于缺乏足夠的注意力造成的，導(dǎo)致了更正和增加了不必要的額外工作。因此，為了避免浪費(fèi)時(shí)間和抵消之前的努力，細(xì)致入微的關(guān)注細(xì)節(jié)是必不可少的。為了驗(yàn)證芯片是否能正確感應(yīng)光照條件，需要對(duì)其進(jìn)行編程，安裝適當(dāng)?shù)墓庹諜z測(cè)軟件進(jìn)行測(cè)試。在運(yùn)行該軟件時(shí)，發(fā)現(xiàn)某些命令語(yǔ)句使用不當(dāng)，阻礙了某些功能的正常運(yùn)作。此外，一些延遲設(shè)置時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)，未能達(dá)到預(yù)期效果。還有幾個(gè)類似的問(wèn)題，但這里不會(huì)逐一詳述。5.2系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)將手機(jī)A設(shè)置為路由器，配置其移動(dòng)熱點(diǎn)。將熱點(diǎn)命名為“TestWiFi2”，并使用2.4G頻段。確保此熱點(diǎn)可以連接互聯(lián)網(wǎng)。圖15熱點(diǎn)設(shè)置使用另一部手機(jī)，稱為手機(jī)B，連接到手機(jī)A創(chuàng)建的熱點(diǎn)。在繼續(xù)之前，請(qǐng)確保手機(jī)B已預(yù)裝GIZWITSAPP。然后，在手機(jī)B上啟動(dòng)GIZWITSAPP并進(jìn)入等待連接狀態(tài)。圖16機(jī)智云連接狀態(tài)成功連接設(shè)備后進(jìn)入界面，即可進(jìn)行調(diào)控，具體遠(yuǎn)程功能如下圖顯示。圖17遠(yuǎn)程控制功能圖完成后系統(tǒng)正常工作，整體硬件設(shè)備實(shí)物介紹如圖所示。圖18系統(tǒng)整體實(shí)物圖在系統(tǒng)啟動(dòng)后，默認(rèn)進(jìn)入自動(dòng)光控模式。要激活此模式，請(qǐng)將手靠近紅外熱傳感器以偵測(cè)人體存在，同時(shí)遮住光敏電阻以模擬暗環(huán)境。此舉會(huì)使模擬的燈泡二極管亮起。如果這些條件中的任何一個(gè)未滿足，紅色二極管將關(guān)閉，有效地啟用自動(dòng)控制照明，如圖19所示。圖19自動(dòng)模式亮燈圖點(diǎn)擊燈光控制模式切換按鈕后，系統(tǒng)將從默認(rèn)的自動(dòng)模式切換到手動(dòng)模式，藍(lán)色指示燈將會(huì)亮起?，F(xiàn)在，當(dāng)你按下燈光開(kāi)關(guān)按鈕時(shí)，燈泡將會(huì)點(diǎn)亮，再次按下將會(huì)關(guān)閉，從而允許手動(dòng)控制照明。使用適當(dāng)?shù)蔫€匙激活防盜功能后，綠色指示燈將閃爍，表示現(xiàn)已進(jìn)入布防模式，如圖13所示。一旦系統(tǒng)布防，任何與熱釋電傳感器的接觸都會(huì)觸發(fā)人體存在的檢測(cè)，導(dǎo)致蜂鳴器發(fā)出警報(bào)并點(diǎn)亮紅色警示指示燈，從而執(zhí)行布防模式，如圖20所示。圖20系統(tǒng)布防圖圖21系統(tǒng)報(bào)警圖窗簾控制模塊使用LED燈進(jìn)行模擬。用戶可以使用按鈕設(shè)置光線閾值。當(dāng)周圍光線達(dá)到此閾值時(shí)，綠色LED將會(huì)亮起。為了模擬照明，我們使用手電筒，當(dāng)前環(huán)境光線級(jí)別會(huì)實(shí)時(shí)顯示在移動(dòng)設(shè)備上。下圖展示了這一設(shè)置的效果。圖22窗簾模塊展示圖

6結(jié)論與展望為了解決浪費(fèi)照明的問(wèn)題，本文介紹了一種基于微控制器的智能照明系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以自動(dòng)和手動(dòng)控制照明，比傳統(tǒng)照明系統(tǒng)提供更大的便利性和自動(dòng)化。此外，為了擴(kuò)展其可用性，該系統(tǒng)還包括了一個(gè)防盜報(bào)警功能，該功能通過(guò)紅外傳感器檢測(cè)人體存在。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為兩個(gè)關(guān)鍵組件：硬件和軟件。在硬件設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)所需功能涉及選擇合適的組件、創(chuàng)建詳細(xì)的電路圖、將組件焊接到電路板上，以及根據(jù)需要檢查和調(diào)整每個(gè)模塊的連接。為了確保電路設(shè)計(jì)的清晰性和邏輯性，采用了結(jié)構(gòu)化的模塊化方法。為了