论文总字数：17022字

摘 要

智能家居就目前市场来看欣欣向荣，作为其中的一方面，智能照明自然也是十分抢手。本课题利用Android系统平台和WiFi无线技术，设计并实现了一个智能照明控制系统，是为了真正地实现照明控制自动化，并且还可以节能环保。本文先是大概阐述了设计该系统的缘由；接着从总体上对实现本系统的软硬件方案选择进行了详细论证，其中硬件部分有处理器模块、通信模块、显示模块和信息采集模块，软件部分则是简要介绍了作为上位机的Android开发平台和对主控器进行编程的Keil平台；然后详细说明了软硬件部分完成系统功能的具体实现；最后展示了本系统整体功能调试的结果，成功实现了智能照明控制。

关键词：智能照明；Android平台；WiFi技术；单片机

Design and Implementation of Intelligent Lighting Control System Based on WiFi

Abstract

Smart homes are thriving on the current market. As one of them, smart lighting is also very popular. This project uses the Android system platform and WiFi wireless technology to design and implement an intelligent lighting control system, in order to truly achieve lighting control automation, and can also save energy and environmental protection. This paper first expounds the reason of designing the system; then it makes a detailed demonstration of the choice of hardware and software solutions for the implementation of the system. The hardware part includes a processor module, a communication module, a display module, and an information acquisition module. The software part is a brief introduction of the Android development platform as a host computer and the Keil platform for programming the host controller. Then it explains in detail the specific implementation of the system functions achieved by the hardware and software. Finally, it shows the results of the overall system debugging and successfully implemented Intelligent lighting control.

Key Words: Smart Lighting; Android Platform; WiFi Technology; MCU

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景和意义 1

1.2 智能照明发展现状和趋势 1

1.2.1 国内外研究现状 1

1.2.2 发展趋势 2

1.2.3 现存问题 2

1.3 课题任务 3

1.4 论文结构安排 3

第二章 系统方案设计 4

2.1 通信方案选择 4

2.2 系统功能 6

第三章 系统硬件设计 8

3.1 处理器模块 8

3.1.1 处理器方案选择 8

3.1.2 STM32单片机简介 9

3.1.3 电路实现 9

3.2 WiFi模块 11

3.2.1 ESP8266芯片简介 11

3.2.2 WiFi模块实现 12

3.3 显示模块 13

3.4 信息采集模块 14

第四章 Android平台 16

4.1 Android平台简介 16

4.1.1 Android平台基础知识 16

4.1.2 Android平台开发环境 16

4.2 Android平台实现 17

4.2.1 登录界面 17

4.2.2 主界面 18

第五章 系统软件设计 19

5.1 总体流程 19

5.2 WIFI通信流程 20

5.3 主控工作流程 21

5.4 烟雾检测流程 22

第六章 结果与调试 23

6.1 ESP8266模块测试 23

6.2 通信测试 24

6.3 烟雾检测 25

第七章 总结与展望 26

参考文献 27

附录一 总电路连接图 29

附录二 实物连接图 30

致谢 31

第一章 绪论

选题背景和意义

随着互联网技术的迅速发展，物联网的概念在提出后迅速传播，作为互联网更深层次的物联网技术，它为人们的生活带来了质的飞跃。如今的世界，利用网络技术进行信息交换和通信已经成为了主旋律。作为物联网技术的一份子，智能家居技术目前在市场上十分的受欢迎。智能家居技术包含很多种，智能照明控制系统也是其中之一。

现如今，比起从前只需要足够的亮度来照明的情景，人们对于照明的需求已经大大提高了，由于社会的发展，人们的生活态度发生了很大改变，大家逐渐变得会享受生活，又加之经济条件的允许，人们更加乐于拥有一个随心所欲的生活环境。更多的人希望照明能够智能化，可以远程控制，可以感应开关，可以智能调节亮度，也能够更加地节能省钱。

智能照明控制系统是个非常智能化的系统，它将依附于人们最常用的通讯工具手机。可以把控制系统制作成手机软件，只需在手机正常通信状态下就可使用，如此一来，实现智能照明控制变得简单且便捷。

智能照明的出现改变了人们的生活方式，也从根本上刷新了人们对于照明控制的认知。这种控制方式带给人们的不仅是方便、还是一种以人为本的体验。而且它还能节约地球赖以生存的资源，保护各种设施的寿命，可以给人们带来了最大的程度上的经济效益。因此,设计出一个符合大众需求的智能照明控制系统就变得十分有意义了。

智能照明发展现状和趋势

智能照明控制这一方面的技术在国外已经得到了很好的发展，而中国也在这方面也是不甘落后，一直在深入研究。以下为具体分析。

国内外研究现状

目前，国外在智能照明控制领域已经取得了长足的进步，自九十年代以来，国外一直在开发和使用智能照明产品，并引进了一批智能照明设备。国外的C-BUS总线控制是一种分布式控制系统，由两根信号线构成网络，线上还附带控制信号，可以在同一端很方便的控制灯具或者其余家电。它的整体设计简单灵活，还可以与其他系统连接使用，操作起来非常简单，能明显改善照明环境，满足得了各种照明应用的需求。21世纪以来，国内市场涌现出大量独特的智能照明产品，如POE照明系统和半导体照明技术。其中，POE照明系统采用先进的LED灯实现节能，利用智能技术感应光线和人体，从而达到很好的节能效果，实现绿色照明。

发展趋势

智能照明控制技术发展的主要趋势是“物美价廉”，产品性价比高，功能和价格都符合大众要求。详细点就是：品牌整合，主要在于可以将所有不同品牌产品的优势一起带入市场，使其更加优势化。人性化，体现在用户的智能控制终端上。当终端在接收到用户的需要时，会立刻根据需求改变之前的照明环境，自动寻找最适合的照明亮度。系统也可以提供很多灯光模式的选择，可以营造各种各样的照明氛围。可关联，系统不局限于照明控制，还可以和其他智能设备控制一起组成智能家居控制大系统。可扩展，系统需要可以很容易地访问新设备到网络，因为需求已经改变，系统逐渐改进，灯的数量和类型正在改变，相应的软件也需要相应地改变有必要满足可扩展性。降低成本，随着智能照明研究的不断进展，制造商需要降低硬件成本并降低控制终端的成本。换句话说，在更多人选择它之前，你需要找到一个更便宜的方法来实现。

现存问题

如今大部分家庭照明还是采用传统的照明控制方式，这方式比较单一，实现全开关的控制方式较为复杂。控制灯开关只能手动通过，不能通过手机或智能终端进行控制。启动灯泡时，亮度变化较大，对眼睛伤害较大。照明亮度不符合人的要求时，灯的亮度不能调节。灯光环境的开关控制不易实现，场景的复杂多变导致所需灯具的数量会成倍上升，那么规划设计和布局布线就会变得十分麻烦。灯具之间的控制关系不能随意改变，如果你必须改变，整个布线结构都可能被损坏。

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