物联网的智能led照明集中控制系统
【摘 要】 因为传统照明系统不可以及时的采集并传输光照信息，并且按照需求控制照明的状态,所以本文设计了一款基于物联网的智能LED照明集中控制系统。系统采用了STM32F103C8T6单片机为核心板电路，光电传感器来检测环境的光照度，红外传感器来感应是否有人。由光线的亮暗程度或指令使LED路灯实现自动调节的照明方式。实验结果显示,系统数据及指令的传输错码率低于1%,并且可以在电流持续不变的状态下驱动LED路灯,远程控制和智能控制的延时分别在0.5和2 s以内。本照明系统可以有效的对LED路灯照明进行集中化控制，对道路工程的应用具有一定价值。
目 录
一、引言 1
（一）研究背景 1
（二） 研究意义 1
（三） 研究内容 1
（四）研究目标 1
二、总体方案设计与元器件选择 3
（一）智能照明系统的控制方案设计 3
三、 系统硬件电路设计 4
（一）系统的功能分析及体系结构设计 4
1. 系统功能分析 4
2. 系统总体结构 4
（二）模块电路的设计 4
1.STM32单片机核心电路设计 4
2. 高亮LED灯照明电路设计 6
3. 红外避障传感器模块电路设计 7
4. 光照检测电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 编程语言选择 12
（二）单片机程序开发环境 12
（三）ARM软件开发流程 13
（四） FlyMcu程序烧录软件介绍 14
（五）PL2303串口程序烧写模块介绍 15
（六）程序流程图 16
总结 18
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件清单 23
附录四 程序 24
一、引言
（一）研究背景
因为社会发展的日益进步，智能电子科技产品技术的应用在人们的日常的生活领域中越来越普及，家用电器也趋向智能化，目前已经进入 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
市场化的有智能马桶，智能热水器，智能电饭煲等，而用到的智能家用电器都由一个相同的特点，那就是采用单片机作为核心控制芯片。应用单片机的电器和普通电器比较来看，它在使用过程中功能上更多，性能更好，使用起来也更加方便，除此之外它安全性也更高，最重要的是在节能方面更加显著。
由于国家的日益强盛，人们对于道路交通的快捷需求与日俱增，因此随着道路的修建，照明也成为重要的一部分，相应的需求也不断增多，但是目前那种彻夜照明的路灯已经不能满足于当代人的节能要求，所以为了节能，对智能路灯的研究是必须进行的，本次设计就围绕智能化的路灯怎样实现节能和使用来研究。
由于道路以及流通人数增加，再加上路灯的用电不当，使得用电负荷不断加大，大量的电力能源被浪费。所以根据用电需求来研究智能路灯的照明具有非常好实用价值。
研究意义
因为我国人口众多，所以为了实现长期可持续发展，节约能源就是一个必须重视的问题。地球上的能源在与日减少，自然中国这一大国也处于这一问题的困扰中，随着时间流逝，能源总有一天会被使用殆尽，因此节能从现在开始就已经变得尤为重要，使能源使用时间变久，智能化路灯的节能系统设计很有必要实行。
各大小区的路灯控制主要由：光控制和声光控制构成，而光控制是最浪费电的，声光控制较光控制来说虽然可以在一定程度上节约能源，但是却影响到了人们的生活。综上所述，此次智能路灯控制系统的设计中不仅要考虑节能和实用，还要结合人们所处的环境。
研究内容
本论文设计的智能路灯是由单片机作为核心控制芯片。硬件设计部分由单片机、红外传感器、LED灯、光敏组成。软件设计则使用模块化结构，在程序及各个模块设计完成后直接进行总调。
设计时要明白和处理好红外传感器及光敏器采集到的数据，并设计好灯在何光线强度下可以达到LED亮灯条件，协调好红外传感器所采集的数据，使光敏采集的数据可以共同工作，以此来实现自动化开灯、关灯和延时情况。
（四）研究目标
本设计是对路灯的智能化自动控制来专门制定的，方案是基于STM32单片机来设计的，通过STM32的性能来设计系统的硬件和软件，确保可以实现自动化。
设计的智能路灯集中控制系统可以应用在道路、安全通道、自习室及居民小区等各种场合，使得这些场合的照明系统可以实现智能化，从根本上实现对电力能源的节约；采用自动、手动两种控制模式，使得该系统更加方便管理；通过不断地实验和完善，最终可以在道路、安全通道、自习室及居民小区等各种场合使用。所以完成对LED集中智能控制系统的设计成为这次的目标。
此系统的设计核心为自动化控制，目标是完成电力资源的节约，并且可以应用于实际生活中。
二、总体方案设计与元器件选择
（一）智能照明系统的控制方案设计
LED智能照明控制系统由STM32F103C8T6单片机核心板电路以及红外传感器电路、光敏电阻电路、高亮LED灯电路和电源电路组成。
系统方案框图如图1所示：
图1 系统方案框图
（二）关键器件选择
1．单片机的选择
LED智能照明系统的单片机控制芯片选择为STM32单片机，STM32系列处理器是意法半导体ST公司生产的一种基于ARM 7架构的32位微控制器。STM32系列处理器应用ARM最先进架构的CortexM3处理内核，实时性能和功耗控制都十分优秀，外设也十分新颖，它完成了集成整合的最大程度，并且容易上手开发，因此产品可以迅速在市场上市。
避障检测模块的选择
采用红外线光电开关。因为红外线指向性强，在介质中传播远，所以红外线经常应用于障碍物的探测中。红外线可以探测到障碍物是因为当红外线发射器向某一方向发射红外线时，红外线在空气中传播，传播过程中碰到障碍物便立刻返回，接收器收到反射回来的光后，与之对应的电路便开始进行处理，得到障碍物的方向及距离。
三、 系统硬件电路设计
目 录
一、引言 1
（一）研究背景 1
（二） 研究意义 1
（三） 研究内容 1
（四）研究目标 1
二、总体方案设计与元器件选择 3
（一）智能照明系统的控制方案设计 3
三、 系统硬件电路设计 4
（一）系统的功能分析及体系结构设计 4
1. 系统功能分析 4
2. 系统总体结构 4
（二）模块电路的设计 4
1.STM32单片机核心电路设计 4
2. 高亮LED灯照明电路设计 6
3. 红外避障传感器模块电路设计 7
4. 光照检测电路设计 10
四、 系统软件设计 12
（一） 编程语言选择 12
（二）单片机程序开发环境 12
（三）ARM软件开发流程 13
（四） FlyMcu程序烧录软件介绍 14
（五）PL2303串口程序烧写模块介绍 15
（六）程序流程图 16
总结 18
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件清单 23
附录四 程序 24
一、引言
（一）研究背景
因为社会发展的日益进步，智能电子科技产品技术的应用在人们的日常的生活领域中越来越普及，家用电器也趋向智能化，目前已经进入 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
市场化的有智能马桶，智能热水器，智能电饭煲等，而用到的智能家用电器都由一个相同的特点，那就是采用单片机作为核心控制芯片。应用单片机的电器和普通电器比较来看，它在使用过程中功能上更多，性能更好，使用起来也更加方便，除此之外它安全性也更高，最重要的是在节能方面更加显著。
由于国家的日益强盛，人们对于道路交通的快捷需求与日俱增，因此随着道路的修建，照明也成为重要的一部分，相应的需求也不断增多，但是目前那种彻夜照明的路灯已经不能满足于当代人的节能要求，所以为了节能，对智能路灯的研究是必须进行的，本次设计就围绕智能化的路灯怎样实现节能和使用来研究。
由于道路以及流通人数增加，再加上路灯的用电不当，使得用电负荷不断加大，大量的电力能源被浪费。所以根据用电需求来研究智能路灯的照明具有非常好实用价值。
研究意义
因为我国人口众多，所以为了实现长期可持续发展，节约能源就是一个必须重视的问题。地球上的能源在与日减少，自然中国这一大国也处于这一问题的困扰中，随着时间流逝，能源总有一天会被使用殆尽，因此节能从现在开始就已经变得尤为重要，使能源使用时间变久，智能化路灯的节能系统设计很有必要实行。
各大小区的路灯控制主要由：光控制和声光控制构成，而光控制是最浪费电的，声光控制较光控制来说虽然可以在一定程度上节约能源，但是却影响到了人们的生活。综上所述，此次智能路灯控制系统的设计中不仅要考虑节能和实用，还要结合人们所处的环境。
研究内容
本论文设计的智能路灯是由单片机作为核心控制芯片。硬件设计部分由单片机、红外传感器、LED灯、光敏组成。软件设计则使用模块化结构，在程序及各个模块设计完成后直接进行总调。
设计时要明白和处理好红外传感器及光敏器采集到的数据，并设计好灯在何光线强度下可以达到LED亮灯条件，协调好红外传感器所采集的数据，使光敏采集的数据可以共同工作，以此来实现自动化开灯、关灯和延时情况。
（四）研究目标
本设计是对路灯的智能化自动控制来专门制定的，方案是基于STM32单片机来设计的，通过STM32的性能来设计系统的硬件和软件，确保可以实现自动化。
设计的智能路灯集中控制系统可以应用在道路、安全通道、自习室及居民小区等各种场合，使得这些场合的照明系统可以实现智能化，从根本上实现对电力能源的节约；采用自动、手动两种控制模式，使得该系统更加方便管理；通过不断地实验和完善，最终可以在道路、安全通道、自习室及居民小区等各种场合使用。所以完成对LED集中智能控制系统的设计成为这次的目标。
此系统的设计核心为自动化控制，目标是完成电力资源的节约，并且可以应用于实际生活中。
二、总体方案设计与元器件选择
（一）智能照明系统的控制方案设计
LED智能照明控制系统由STM32F103C8T6单片机核心板电路以及红外传感器电路、光敏电阻电路、高亮LED灯电路和电源电路组成。
系统方案框图如图1所示：
图1 系统方案框图
（二）关键器件选择
1．单片机的选择
LED智能照明系统的单片机控制芯片选择为STM32单片机，STM32系列处理器是意法半导体ST公司生产的一种基于ARM 7架构的32位微控制器。STM32系列处理器应用ARM最先进架构的CortexM3处理内核，实时性能和功耗控制都十分优秀，外设也十分新颖，它完成了集成整合的最大程度，并且容易上手开发，因此产品可以迅速在市场上市。
避障检测模块的选择
采用红外线光电开关。因为红外线指向性强，在介质中传播远，所以红外线经常应用于障碍物的探测中。红外线可以探测到障碍物是因为当红外线发射器向某一方向发射红外线时，红外线在空气中传播，传播过程中碰到障碍物便立刻返回，接收器收到反射回来的光后，与之对应的电路便开始进行处理，得到障碍物的方向及距离。
三、 系统硬件电路设计
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