日期 2022年3月30日 摘 要本课题是针对台灯的照明亮度的方法以及感应人体信号来设计的，以STM32为核心的智能台灯系统的设计，并且在此基础上实现了系统的相关硬件及软件设计。设计使用人体红外传感器感应人体信号，光敏电阻接收光照强度，手机通过蓝牙模块控制灯的亮暗以及定时提醒。此系统可以根据区域内是否有人和环境光强度两种信号判断是否开灯或熄灯，使区域内完成灯光智能化，手机控制台灯。软件部分采用模块化设计，为今后更多功能的扩展留有足够空间。
目录
引 言 1
一、 总体设计方案 2
（一） 功能分析 2
（二） 光敏传感器的选择 2
二、 系统硬件电路设计 3
（一） STM32单片机最小系统设计 3
1. 主控芯片的型号及内部构架 3
2. 主控芯片的引脚及启动配置 3
3. STM32的最小系统 4
（1）晶振电路 5
（2）复位电路 5
（二） 人体红外模块电路 5
（三） 光敏电阻 6
（四） 显示屏 7
（五） 报警模块 7
（六） 蓝牙模块 8
（七） 时钟模块 9
三、系统软件设计 11
（一）主程序流程图 11
（二）红外传感器流程图 11
（三）光敏传感器流程图 12
四、 系统调试 13
总结 18
致谢 19
参考文献 20
附录 21
（一）系统总原理图 21
（二）PCB图 22
（三）程序 23
引 言
随着社会的进步和科技的飞跃发展，人们对自身的生活质量有了更高的要求。拥有智能化的物品便映入眼帘。智能台灯也是其中一个，它比普通台灯增加了其他功能，能够通过红外传感检测是否有人对台灯进行控制让其开 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072# 
关，通过蓝牙模块与手机连接，使用手机APP对灯的亮度和学习定时提醒等功能。这不仅符合国家倡导的节能环保的口号，还能方便人们通过手机就能够进行控制。这种智能化的物品越来越能够让我们的生活更加便利。
人体红外模块感应人体将信息给单片机并决定台灯的开关。普通台灯的控制都是需要通过手动控制。在黑暗环境中，手动开关就不方便人们去打开或者关闭台灯。有时人们会开着灯去忙其他事情而忘了关灯，这样就会造成电的浪费。人体红外传感就可以巧妙的解决这些问题。光敏传感通过自然环境光的亮度来调节台灯的亮度，在强自然环境光照射到光敏电阻时，电阻下降，单片机接收到信息自动调节灯的亮度，这样可以节省电能。定时时钟是用来提醒学生，长时间在台灯下工作或者学习会对我们的眼睛造成伤害，定时提醒就可以提醒我们去适当的去休息，缓解眼睛不适，保护眼睛。蓝牙模块经过手机APP控制台灯的亮度和定时时间的增减。家长不在家时，可以通过手机控制孩子学习的智能台灯，设置时间提醒孩子进行适当的放松和娱乐。
智能台灯是物联网的产物，随着物联网的深入研究，能够越来越开发出更好的产品解决现在目前解决不了的问题，物联网通过物品与互联网相交互，互相联系。物联网能够更好的发展，我们的生活就会发生对我们很好的产品，就能够实现物品越来越智能人性化。智能台灯是智能家居的占比较大的一个方面，以后的发展中，智能台灯能够越来越好，越智能化，更加多功能化。
一、 总体设计方案
（一） 功能分析
本系统的整体框架是由能检测人体的红外传感器和检测环境光强弱的光敏电阻以及能够手机控制的蓝牙模块。设计方案的核心是单片机，因为 32 单片机学习起来比较容易，容易上手操作，价格实惠，所以选择STM32单片机作为主控芯片。设计中的红外传感器用来检测是否有人，光敏则检测光的亮度，把检测到的信息传送给单片机对台灯自动调节。蓝牙模块通过手机软件来控制定时时间以及灯的亮度。本系统比较稳定，但是为了防止事故的发生，还需要添加一个复位按钮能够在发生故障时可以重启电路。系统结构框图如图1所示。
图1系统结构框图
从图1中可以发现，智能台灯的设计需要STM32单片机、LED照明灯、手机控制软件以及相应的传感器模块。
通过对传感器和电路简单的查阅和翻找资料过后，可以挑选出一些经济实惠、功能较完善的传感器，组成简单易连接的电路。
（二） 光敏传感器的选择
光敏传感器目前最常用的有光敏电阻和光敏二极管两种，下文分析了两种传感器的优缺点。
方案一：光敏电阻使用半导体的光电效应，根据接收到环境光的亮度，将其能够及时反馈，灵敏性高，价格实惠。本方案成本低，效果好，通用性强。
方案二：光敏二极管通过光照强弱改变电路中的电流。光敏二极管需要与电压比较器相连。本方案增加了元器件的数量，增加了安装难度。
综合考虑，本设计采用方案一作为检测光的光敏传感器。
二、 系统硬件电路设计
（一） STM32单片机最小系统设计
1.主控芯片的型号及内部构架
STM32有许多型号，每一个不同的字母都代表着不同的型号，每个型号之间都有着一些不同的功能，所以选用主控芯片需要考虑设计的功能实现。简单列举了一些不同字母代表的含义。如表1所示。
表1 STM32芯片名称含义
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2. 主控芯片的引脚及启动配置
在本次设计中，单片机模块采用了主控芯片为STM32F103C8T6，是一个容易购买且价格实惠的一款32为微控制器。它能够完成我所需要的功能，在一系列的主控芯片里有价格优势。STM32的选择是整块电路硬件里最重要的。引脚如图2所示。
图2 STM32F103C8T6引脚图
该芯片的引脚说明如表2所示。
表2 STM32部分引脚说明
关于BOOT1、BOOT2的配置问题，如表3所示。
表3 STM32启动设置
3. STM32的最小系统

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