一种书房灯光的智能控制系统设计

一种书房灯光的智能控制系统设计

樊晓勇,唐尧,孙建梅,张海波,钱玢冰

大连科技学院信息科学与技术学院 大连 116052

项目信息：本文得到大连科技学院2021年度大学生创新创业训练计划项目资助，项目号是：X202113207034。

作者简介：樊晓勇（1974.03-），男，汉族，河南安阳人，工学硕士，大连科技学院副教授，研究方向：计算机应用、物联网应用。

摘要：随着智能家居的发展家居设备越来越具有智能化，书房灯光能进行智能化控制将给使用者带来很大便利。文中介绍基于单片机的书房灯光控制系统，通过光照和红外传感器使得书房灯可以感应环境变化，通过语音模块可以用语音控制书房灯光，通过手机APP可以与单片机进行通信从而控制书房灯。智能书房灯光控制是实现智慧书房的重要组成部分。

关键词：灯光控制；语音模块；APP

1引言

近年来随着物联网的发展、智能家居的兴起，越来越多的物联网产品进入了大众的生活中。在家居照明方面，相关的物联网设备也是层出不穷。设计一个基于物联网的书房灯光控制系统，可以为现代人们的生活提供更多的便利。该系统基于单片机以及语音模块对书房灯光进行控制，如图1所示为系统的主要功能模块图。

图1 功能模块图

通过红外感应传感器，当人进入书房后灯就开启，离开房间后灯光关闭，做到人进灯开，人走灯灭。通过光照传感器采集书房光线强度，使得书房灯可以依据环境光照而调节亮度，满足人们不同环境下，对灯光的不同需求。

通过语音识别模块用户可以语音控制书房灯光，手机通过WIFI模块与系统连接后用户就可以使用手机APP控制书房灯光。另外增加温度传感器监测书房温度，当温度超过阈值让蜂鸣器发出报警声，以提醒人环境温度的变化。

2系统设计

1）主控电路

采用Arduino开发板作为系统的主控电路，Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，能通过各种各样的传感器来感知环境[1]。本系统采用的开发板集成了WiFi模块可以方便与手机连接进行数据传送[2]。

2）传感器

系统用到的传感器有：红外传感器、光敏传感器和温度传感器。红外传感器检测书房是否有人，当用户进入书房自动亮灯，当用户走出书房自动灭灯。光敏传感器检测室外光强，从而自动调节灯光达到适宜亮度。温度传感器检测书房温度，当温度过高时发出安全提示。 

3）语音识别模块

系统采用LD3320语音识别模块，该模块集成了语音识别CPU和外围电路，其中包括DA和AD转换器、MIC输入端、音频输出端以及Flash等，直接配置就可以实现声音控制、人机交流、言语识别的功能[3]。本系统使用者可以通过语音方式打开电灯、关闭电灯以及调节灯光亮度，方便了用户只需通过说话就能实现控制灯光。

4）软件APP设计

系统设计了Android手机APP，用户通过使用手机就可以对书房灯光进行控制[4-5]。在APP控制端，用户进入APP之后，首先需要登录，登录通过之后，用户可以对灯光实现开闭或者调节亮度的操作，以及可以做到对灯光的定时，也能够设定书房内的最高温度值，一旦温度超过预设值，系统将自动发出警报。

3语音模块实现

语音控制模块的核心代码如下。

void loop() {

  WiFiClient clients;

   while (mySerial.available() > 0){

     switch(mySerial.read()){

      case 'a':

        open = true;

        PotBuffer = 80;

      break;

      case 'b':

        open =false;

        PotBuffer = 0;

      break;

      case 'c':

       if(status==0)

       PotBuffer = 400;

      break;

      case 'd':

      if(status==0)

       PotBuffer = 700;

      break;

      case 'e':

      if(status==0)

       PotBuffer = 1023;

      break;

      case 'f':

       status=1;

      break;

      case 'g':

       status=0;

      break;

      default:

      break;

    }

  }

4结束语

随着电子技术和计算机技术的发展，传感器得到广泛使用，语音识别模块越来越多地嵌入到各种物联网应用系统中，使得系统呈现“智能化”特点。用说话来控制书房灯光让我们体验到智能化书房，智能化是智慧书房的发展趋势和主要特点。相信随着语音识别技术的进一步发展，随着人工智能技术的不断突破和应用，人们将看到智能化带来的更多便利。

参 考 文 献

[1]周宝昌,谢智阳,梁景亮.基于Arduino的智能家居语音识别系统.数字技术与应用, 2019,(9):37-38,40.

[2] 刘瑞妮.基于WiFi和单片机的教学楼智能照明系统的设计.电子设计工程, 2018,(5):133-136.

[3] 郑斯琦.基于Arduino的语音识别系统设计.科技风, 2018, (11):3-4.

[4] 刘静.基于Android的智能家居App的设计探讨.电脑编程技巧与维护,2020,(1):58-59,89.

[5] 郭霖.第一行代码Android.第2版.北京:人民邮电出版社,2016.