摘 要

随着工业化的进展和LED灯的不断发展，人们发现传统照明系统不仅有着功能单一、使用不便的缺点，还对我国的能源造成了极大的浪费，于是人们对新型照明系统的呼唤声越来越大，智能灯光控制系统开始进入人们的视线中。

论文主要研究了基于Arduino开源平台的智能照明系统，并介绍了该系统的功能及硬件的设计方法。系统中采用Arduino单片机作为主控制器，以HC-RS501模块作为红外模块，以TEMT6000模块作为照度模块，以MAX9812模块作为声控模块，通过nrf24l01模块无线控制24位ws2812b灯的灯光显示。

研究结果表明：基于Arduino开源平台的智能灯光控制系统的设计在未来拥有很大前景，该系统原理简单，易实现，同时有着较大的感应范围。随着人们生活质量的提高，智能灯光控制系统也会越来越普遍，该系统在未来市场上有很大优势。

关键词：Arduino；红外传感；照度传感；无线控制

Abstract

With the development of industrialization and the continuous development of LED lights, it was found that the traditional lighting system not only has a single function, the use of inconvenience to the shortcomings of China's energy has also caused a great waste, so people on the new lighting system calls more and more The greater the intelligent lighting control system began to enter people's attention.

This paper mainly studies the intelligent lighting system based on Arduino open source platform, and introduces the function of the system and the design method of hardware. Arduino single-chip system as the main controller, the HC-RS501 module as an infrared module, TEMT6000 module as the illumination module, MAX9812 module as a voice module, through the nrf24l01 module wireless control 24-bit ws2812b light display.

The results show that the intelligent lighting control system based on Arduino open source platform has great prospects in the future. The system is simple and easy to implement, and has a large sensing range. With the improvement of people's quality of life, intelligent lighting control system will become increasingly common, the system in the future market has a great advantage.

Key Words：Arduino；Infrared sensor；Illuminance sensor；Wireless control

目 录

第1章 绪论 1

1.1 背景与意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 论文的主要研究内容 2

第2章 开发环境、设备 3

2.1 Arduino平台 3

2.1.1 Arduino简介 3

2.1.2 功能特点 4

2.1.3 Arduino UNO R3开发板 4

2.2 红外模块 6

2.2.1 工作原理 7

2.2.2 HR-SR501模块 7

2.3 照度模块 8

2.3.1 结构原理 8

2.3.2 TEMT6000 8

2.4 声控模块 9

2.5 无线模块 9

2.5.1 无线数传模块的特点 10

2.5.2 nRF24L01无线模块 10

2.6 灯光模块 11

2.6.1 WS2812B灯 11

2.6.2 WS2812B灯引脚 11

2.6.3 WS2812B灯特点与优点 12

2.7 软件模块 12

2.7.1 Arduino IDE 工具栏 13

2.7.2 Arduino IDE 菜单栏 13

第3章 模块测试 15

3.1 灯光模块测试 15

3.1.1 连接电路 15

3.1.2 系统流程图 15

3.1.3 输出结果 16

3.2 红外模块测试 17

3.2.1 连接电路 17

3.2.2 系统流程图 18

3.2.3 输出结果 18

3.3 照度模块测试 19

3.3.1 连接电路 19

3.3.2 系统流程图 19

3.3.3 输出结果 20

3.4 声控模块测试 22

3.4.1 连接电路 22

3.4.2 系统流程图 22

3.4.3 输出结果 23

3.5 无线模块测试 24

3.5.1 连接电路 24

3.5.2 系统流程图 24

3.5.3 输出结果 25

第4章 灯光控制系统 27

4.1 实物连接 27

4.2 系统流程图 28

4.3 输出结果 31

第5章 总结 33

5.1 全文总结 33

5.2 未来的展望 33

参考文献 34

致 谢 35

第1章 绪论

1.1 背景与意义

随着现代化工业的迅速发展，灯光，作为夜晚照明一部分，也是最重要的一部分，已经融入了人们的生活。一个家庭里面，会存在各式各样的用来照明的灯。在使用的人眼中，开灯只是简单的按一下开关，而在设计人的眼中，开关与灯之间有着线路的连接，支路的分配。近年来，我国经济飞速发展，人们生活水平不断提高，与之伴随的是能源消耗变快，可能导致能源短缺这一问题。而传统的照明系统具有功能单一，耗电量大，不便管理的缺点，如果早上出门的时候人忘记关灯，那么灯就会亮一天，直到房主回到家中，这样的浪费本应该避免的，可是又常常会发生，这种情况为人们所不满。为了达到生活水平质量的提高而又满足节能、环保的目的，人们越来越希望工程师们能设计一个高效率的、智能的、简单的控制系统，来对现有的灯光控制系统进行改善和提升以提供一个智能化，舒适程度高的居住环境。

随着LED灯的普及，随着通信技术、无线技术和网络技术的不断发展，智能灯光控制系统成为人们研究的热点。相比于传统的灯光控制系统，智能灯光系统更加灵活，可以根据不同的场景产生不同的效果，此外智能灯光系统还能预设多个场景，仅通过传感器就能调节灯光状态以满足人们对光照的需求。