基于Android室内智能照明系统设计.doc

基于Android室内智能照明系统设计 　　摘 要 该文涉及到Android技术，利用Java语言设计了一种室内智能照明系统的总体结构和软、硬件实现方案。Android应用界面可以控制室内LED的开关以及调光，用户可以根据自己的需求控制LED的亮度，同时用户还可以设置每个灯的密码以及对LED进行不同房间的分组，时时查询LED灯的状态。软件可以安装到手持Android设备里，更加方便用户使用和操作。实验验证，该系统使用简单灵活，具有成本低、方便、便携、灵活及可扩展性好等优点，实现了LED的远程控制和自动控制，为人们的日常生活提供了方便，具有一定的应用前景。 　　关键词 智能照明；WIFI；Android；远程控制；LED 　　中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）18-0021-03 　　科技的进步促进了社会的发展，使人们生活水平得到了提高，因此，人们对生活各方面都提出了更高的要求。科学、有效的空间照明设计受到了许多专业人士的关注，使照明控制在楼宇中占据了越来越重要的地位。照明设计目的是既让人们能明确地认清周围的事物的具体形象，又要能够把使人心情舒畅愉悦的事物显示出来。智能照明就是根据室内设计的造型来控制灯光的效果，实现室内灯光效果随空间场景视觉功能的需求而变化的系统。室内智能照明是近年来一个新兴的领域，它融合了无线传感网络技术和计算机技术。智能照明处在本身行业发展的初期阶段，有着广阔的发展空间。本文设计了基于Android平台的远程控制LED灯系统，该系统的可视化客户端运行在Android操作系统上，相对于应用Visual Basic等语言开发的可视化客户端来说，该客户端程序可以应用在越来越多的便携终端和智能手机上。此套系统可以利用手机遥控LED灯的开关调光、分组控制、状态查询、设置灯密码、动态添加新灯、删除灯操作等功能。这套系统操作简单，只要通过Android手机就可以对自家的LED灯进行远程控制，为人们提供了舒适方便的生活环境。 　　1 系统总体设计 　　基于Android的室内照明系统主要由控制中心模块、灯光控制模块组成。其系统总体结构图如下图所示1。 　　控制中心是整个照明系统的总控制器，对整个家庭中的照明设备进行控制，这里存放着对照明设备的增加、删除、修改信息、更改设备所在的灯组、开关调光等控制命令。WIFI模块AP自组的WIFI网络，主要是将智能手机和智能灯光控制终端连接在同一个局域网内。当用户在智能手机或平板上加入WIFI网络并进行操作后，操作指令通过AP广播给各个灯光控制模块，该灯光控制模块集成了节点WIFI模块CLIENT和单片机控制模块，最终指令传送到单片机，单片机执行相关操作，并将状态信息返回到手机，从而实现智能手机或平板对LED照明设备的便捷智能控制。系统中实时收集设备运行状态信息，进行分析，如果有异常，将状态信息和异常分析结果发送到控制中心，并“蜂鸣”报警提醒用户。这样用户可以及时知晓发生的状况，并在第一时间做出反应。 　　2 系统实现 　　2.1 系统硬件设计 　　系统硬件工作流程如图2所示。WIFI发送模块自组成WIFI无线通信网络，手机客户端和LED控制模块都分别加入WIFI网络，手机的控制信号通过WIFI网络，广播给网络中的每个节点，即每个灯光控制模块。灯光控制模块执行相关操作，并及时反馈给手机客户端，为用户提供即时信息。 　　本系统终端主控制器选用AVR的ATmega8，主要对LED灯进行调光、开关、修改灯信息、动态添加删除灯操作、分组控制LED灯以及向手机及时反馈信息。LED灯调光有很多种方法，如调解正向电流调光、PWM调光、可控硅调光。各种调光方法都有各自的优缺点其中PWM调光效果最好。本文设计的终端使用PWM调光，输出占空比可调的PWM控制LED进行调光。WIFI接收模块与单片机通过串口连接，实时转发手机信号到单片机、反馈单片机信号到手机，实现数据稳定传输。本系统WIFI（AP）模块可接入最多32个节点WIFI模块CLIENT，每个单片机可驱动15W的LED灯。 　　2.2 系统软件设计 　　2.2.1 Android手机客户端界面设计 　　Android系统分为四层，分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux内核层。本系统的Android系统手机端控制软件采用Eclipse开发，利用JAVA语言编写。在Eclipse及其扩展插件的帮助下，能更快的建立Android开发环境。通过手机连接电脑，进入调试模式。在PC端的Android程序有任何的修改，一经编译以后，调试模式下的Android手机能立刻自行更新程序内容，我们就能直观的看到修改的结果是否达到预期效果。 　　本客户端界面，是在一个窗口中显示