【摘 要】智能燈光控制系統是智能家居的主要應用之一。本文介紹了一種基于單片機的智能燈光控制系統，該系統主要涉及的模塊主要有stm32單片機為核心、射頻卡、超聲波模塊、液晶屏等等，本文首先闡述智能燈光控制系統的發展概況和智能燈光控制系統的體系結構，然后詳細介紹一些重要的硬件設計和關鍵軟件設計。結果表明，該系統可以實現良好的性能。
【關鍵詞】智能；燈光；控制；
一、引言
隨著電子信息和計算機科學技術的發展，智能家居系統如今變得越來越重要。智能燈光控制系統是智能家居最基礎但最重要的部分，我們期望我們的研究能夠向人們展示智能家居將來的發展方向，傳統的照明控制方式主要有兩種：一種是有線方式，這種方式只能由專業人員進行安裝，當您的房屋進行裝修時，很難移動到另一個位置。另一個是私有標準的無線方式，雖然無線方式意味著我們不需要任何電線，因為它是專有協議，因此產品昂貴并不能大面積的使用。在當今，世界主要問題仍然是浪費能源或如何開發新能源的問題，尤其是在20世紀后期，許多科學家提出了這樣的觀點，我國的政策是節能減排，能源問題是解決其他問題的關鍵。在上述背景下，可以深刻地感受到學校以及大型企業的用電浪費尤其嚴重，特別是許多教室沒有同學上課但是卻有燈光，酒店的大廳雖然沒有人，但它一直有燈光，所以對于酒店、學校、實驗室等等大型企業來說，這種現象非常嚴重。根據調查，在人們生活中需要一種便捷的開關燈的方式，如今已有聲控的開關，但是它需要聲信號才可使燈變亮，但是在一些場合、場所往往不適合發聲，另外聲控裝置在一段時間沒有接受聲信號時會熄滅，而無線智能距控燈光恰恰能解決這方面的問題。超聲波無線智能燈光操作簡便，根據檢測距離的改變從而改變燈光的亮暗，無需人為的手動控制。從而減少了手動觸發的不便性和安全隱患。在技術人員和團隊的共同努力下，產品從剛開始的設計階段變成現實產品，不斷優化改進，所以面對這種情況，我們應該研究如何解決這個問題，本文主要是以32單片機為主控制電路，并穿插了一些輔助電路模塊，以實現測試系統的開發和調試。包括數據采集模塊，超聲波模塊，串行通信模塊以及電路設計和軟件開發的實施。
二、設計思路及硬件選擇
對于智能照明系統，通常分為硬件和軟件部分。硬件部分主要采用32單片機作為核心部件，主要原因是32單片機的性價比也很高且穩定。另外還有一些輔助模塊，如時鐘模塊，紅外管模塊、超聲波模塊等。軟件是仿真電路圖的主要部分，主要用C語言編程，調試，然后使用相關軟件進行仿真。系統設計的主要核心是控制器的選擇。
方案一：使用32單片機控制器作為系統控制器，由于其功耗低，體積小，技術成熟，成本低等優點，廣泛應用于各個領域，而且他的引腳少，在硬件上很容易實現，也具有較好的抗干擾性能。
方案二：MSP43OF149系列單片機為系統控制器。MSP430F149系列單片機可以實現各種復雜的邏輯功能，大模塊，高密度是他的特點，它將所有器件集成在一個芯片上，縮小尺寸，提高穩定性。
由于MSP430F149系列的價格比32單片機貴得多，而且該設計一般沒有處理速度要求，即不需要太高的處理速度，綜合考慮設計單片機的性能和優點，本設計選擇方案一。
三、系統硬件設計
Stm32單片機，stm32單片機是一款低電壓，高性能微控制器，工作電壓范圍為2.0V至3.6V，工作溫度范圍：-40°至+85°或105°，帶校準用于RTC的32kHz的晶振，2通道12位D/A轉換器。另外在stm32單片機下載過程中，如果出現電源故障，下載失敗提示，stm32單片機內部原有的下載原始數據保留在里面，仍然可以在卡插槽上運行，如果有其他程序數據，必須重新下載。
復位電路。復位電路主要是一個恢復電路的裝置，它的主要功能與計算器相相似，不同之處在于起始時刻，原理也稍有不同。計算器主要是按下“OFF”按鈕來實現清除，但是復位電路不是同一個，恢復電路前的狀態是要自己操作的，如果要自動執行的話必須寫入程序才能實現自動實現復位功能。
顯示模塊電路。在這個系統設計中，LED數碼管的設計也非常的重要，四位數碼管顯示模塊是一些二極管和其他電子元件是通過內部線相連接的，當給上述某些段添加電壓使其發光，而同時根據需要不給其他段電壓，即可以實現數碼管顯示出不同的圖案，這些段分別是由字母a、b、c、d、e、f、g、dp表示，可以用來表示數字或者字符。
超聲波模塊。由于超聲波的特性和優越性，超聲波用于檢測被廣泛應用于社會的各個領域。超聲波不僅僅可以檢測到物體的存在，通過發射超聲波和接收超聲波皆可證明證明前方有障礙物，一些特殊材料幾乎可以百分之百反射超聲波，也有一些特殊物質幾乎不反射超聲波而是吸收了超聲波，如棉花、毛發等，超聲波也是一種振動，由于本設計需要檢測的距離也很短，所以超聲波傳感器模塊選用普通的HC-SR04即可。
時鐘電路。單片機的時鐘電路與振蕩器是密不可分的，時鐘按照我的理解也就是一定頻率脈沖，或者是電信號，振蕩器可以產生脈沖也就是說振蕩器可以產生時鐘，單片機內部也帶有振蕩器，就是所謂的晶振，也可以在單片機外部連接振蕩器，不管怎樣這兩種方法都可以產生時鐘[1]。
四、結語
調試和實現操作由兩部分組成，第一部分是設置時間，第二部分是設置開始時間和結束時間的時間，第三部分是模式切換和手動切換。正常情況下，可以實時顯示。綜上所述，本文采用一個簡單的stm32單片機作為主控制電路，并穿插一些輔助電路模塊，以實現測試系統的開發和調試包括數據采集模塊，串行通信模塊以及電路設計，可以進行定位，如晚上到教室的橫向超聲波模塊檢測與縱向超聲波模塊檢測，等人達到一定數量后教室的燈都亮，等人離開后燈過一段時間自己熄滅，另外也可手動進行開關。此外裝置可以檢測同學信息，用于上課簽到，有上位機進行信息反饋。可用于教學樓樓道、家門口、高級酒店、小區住房等等，比聲控更加便捷。
【參考文獻】
[1]呂圳. LED智能照明控制系統的開發與應用[J]. 建材發展導向（上），2015，（6）.