基于STM32F103C8T6的智能台灯系统设计
基于STM32F103C8T6的智能台灯系统设计
随着物联网技术的快速发展和智能家居概念的普及，智能台灯作为智能家居的一部分，逐渐受到人们的关注。本文设计了一款基于STM32F103C8T6单片机的智能台灯系统，通过集成多种传感器和模块，实现了智能化、人性化的控制功能。系统能够自动感应人体、调节亮度、检测距离、计时提醒，并支持手机APP远程控制。本文将从系统组成、设计原理、实现功能等方面进行详细阐述。
智能台灯作为一种智能家居设备，通过集成传感器和无线通信模块，能够提供更加便捷、智能的使用体验。本系统采用STM32F103C8T6单片机作为核心控制器，结合多种传感器和模块，实现了智能感应、智能调光、距离检测、手动控制、计时提醒和手机APP远程控制等功能。
系统组成
核心控制器
- STM32F103C8T6单片机：作为系统的核心控制器，负责处理传感器数据、控制LED灯条、与蓝牙模块通信等。
传感器与模块
- S8050三极管：用于驱动LED灯条。
- 有源高电平触发蜂鸣器：用于久坐提醒。
- 0.96英寸OLED显示屏：显示当前模式、环境光线、亮度、人体感应情况、久坐时间和人体距离等信息。
- 蓝牙模块：实现手机APP与台灯之间的无线通信。
- LED灯条：作为台灯的光源。
- 独立按键：用于手动控制台灯的开/关、亮度调节和时间设置。
- 超声波模块：用于检测人体与台灯之间的距离。
- 光敏传感器：用于检测环境光照强度，实现智能调光。
- 红外感应模块：用于人体感应，实现自动开/关灯。
辅助材料
- 排针、杜邦线：用于连接各模块和传感器。
- USB转TTL串口烧录工具：用于将程序烧录到STM32单片机中。
系统设计
硬件设计
硬件设计主要包括STM32F103C8T6最小系统的设计、传感器和模块的连接、电源电路的设计等。各模块通过杜邦线和排针连接到STM32单片机的相应引脚，实现数据的传输和控制。
软件设计
开发环境
Keil5（STM32版本）：用于编写和调试STM32单片机的程序。
串口调试助手：用于查看和调试串口通信数据。
Flymcu程序烧录软件：用于将程序烧录到STM32单片机中。
小程序开发软件：用于开发手机APP。
字模取模软件：用于生成OLED显示屏上显示的字符或图形。
程序结构
程序主要包括初始化部分、主循环部分和中断服务程序。初始化部分负责配置STM32单片机的时钟、GPIO、串口、中断等；主循环部分负责读取传感器数据、处理控制逻辑、更新OLED显示屏等；中断服务程序用于处理按键中断、定时器中断等。
实现功能
智能模式
智能感应
通过红外感应模块，系统能够感应是否有人体在台灯附近，从而自动控制LED灯条的亮灭。当人体靠近时，LED灯条自动亮起；当人体离开时，LED灯条自动熄灭。智能调光
系统通过光敏传感器检测环境光照强度，并根据外界光线变化自动调节LED灯条的亮度。当环境光线较暗时，LED灯条亮度增加；当环境光线较亮时，LED灯条亮度降低。距离检测
通过超声波模块，系统能够检测当前人体与台灯之间的距离，并在OLED显示屏上显示。当距离过近或过远时，系统可以发出提示。
手动模式
可启动控制
通过独立按键，用户可以手动控制LED灯条的开/关。亮度控制
按键还可以用于控制LED灯条的亮度，提供三挡亮度调节。时间控制
系统具有计时功能，用户可以通过按键设置久坐时间，当时间到达时，蜂鸣器发出提醒。
OLED显示屏
OLED显示屏用于显示当前模式、环境光线、当前亮度、人体感应情况、久坐时间和人体距离等信息，提供直观的用户界面。
手机APP远程端控制
通过蓝牙模块，系统可以与手机APP进行通信。用户可以在手机APP上控制LED灯条的启动、亮度调节、定时设置和模式选取等功能，实现远程智能控制。
结论
本文设计了一款基于STM32F103C8T6单片机的智能台灯系统，通过集成多种传感器和模块，实现了智能化、人性化的控制功能。系统能够自动感应人体、调节亮度、检测距离、计时提醒，并支持手机APP远程控制。该系统设计合理、功能完善，具有较高的实用性和市场推广价值。