基于安卓手機(jī)的學(xué)習(xí)智能調(diào)光系統(tǒng)研究

侯士磊，韓 金，蔡志強(qiáng)，史聰聰，蘇磊雷，謝麟嘯

（河南師范大學(xué)，河南 新鄉(xiāng) 453007）

基于安卓手機(jī)的學(xué)習(xí)智能調(diào)光系統(tǒng)研究

侯士磊，韓 金，蔡志強(qiáng)，史聰聰，蘇磊雷，謝麟嘯

（河南師范大學(xué)，河南 新鄉(xiāng) 453007）

隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的快速發(fā)展，智能調(diào)光技術(shù)不斷得到提升，通過結(jié)合安卓手機(jī)和智能調(diào)光技術(shù)，為莘莘學(xué)子提供一個(gè)舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境。因此，基于安卓手機(jī)的學(xué)習(xí)智能調(diào)光系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。通過設(shè)置不同的節(jié)能控制策略，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)和手動(dòng)等多種模式，便于讓使用者根據(jù)自己所需進(jìn)行調(diào)光，從而提高該系統(tǒng)的實(shí)用性。

安卓手機(jī)；智能；家居照明；調(diào)光系統(tǒng)

1　智能調(diào)光系統(tǒng)的定義

為了響應(yīng)國家大力倡導(dǎo)的節(jié)能減排政策，尋求新的學(xué)習(xí)智能調(diào)光系統(tǒng)的需求越來越高。LED燈以其顯著的優(yōu)勢，逐漸替代了高壓鈉燈，成為學(xué)習(xí)照明光源的主流。但簡單的替換并沒有完全發(fā)揮LED燈快速啟動(dòng)、亮度可無級調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，反而因?yàn)長ED燈造價(jià)高的因素制約了LED的發(fā)展，因此文章提出了基于安卓手機(jī)的學(xué)習(xí)智能調(diào)光系統(tǒng)。智能調(diào)光系統(tǒng)，就是依據(jù)某區(qū)域功能、時(shí)間不同、室內(nèi)外亮度或者某區(qū)域功能用途不同來控制照明。更為重要的是其可以進(jìn)行光的預(yù)設(shè)，也就是說能將照明亮度轉(zhuǎn)為一系列的設(shè)置功能，可以由中央控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用。該系統(tǒng)使強(qiáng)、弱電一體化，巧妙地將其融進(jìn)控制技術(shù)，使用戶能對燈光進(jìn)行智能化控制，使得燈光和其他各種設(shè)備聯(lián)動(dòng)成為可能。它是在智能照明系統(tǒng)上發(fā)展起來的，智能照明系統(tǒng)就是利用由智能化的信息處理、無線通訊的數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算機(jī)等組成的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對照明設(shè)備智能化的控制，其具有場景設(shè)置、調(diào)節(jié)燈光亮度強(qiáng)弱和進(jìn)行定時(shí)控制等功能。

2　智能照明系統(tǒng)的發(fā)展

（1）智能照明系統(tǒng)起源于20世紀(jì)20年代，由于當(dāng)時(shí)照明光源以鹵素光源為主，恰好該系統(tǒng)的技術(shù)適用于鹵素光源控制和調(diào)光，所以本系統(tǒng)迅速發(fā)展起來。

（2）20世紀(jì)70年代，第一次世界能源危機(jī)讓人們開始考慮如何節(jié)約資源和怎樣管理能源。隨著自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)入各行業(yè)，人們在各種建筑中開始利用低電壓的弱電信號去調(diào)節(jié)和控制其照明，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)它的智能化。

（3）1980年，西門子公司推出“EIB總線”，進(jìn)而其被使用在建筑的照明控制方面，它主要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)節(jié)能控制和照明的集中管理。隨著后來各個(gè)公司對其的不斷優(yōu)化，使得該系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。

（4）近些年來，由于大力倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保，智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。

目前，在中國該系統(tǒng)的市場還沒有成熟，它主要被應(yīng)用于一些公共領(lǐng)域和比較高端的商務(wù)領(lǐng)域。但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，智能調(diào)光系統(tǒng)將得到更廣闊的應(yīng)用。

3　安卓手機(jī)在中國的市場

近些年來，國內(nèi)各種市場競爭的形勢趨于明朗，Android在手機(jī)的操作系統(tǒng)競爭中占上風(fēng)。據(jù)發(fā)布的《2011年中國Android智能手機(jī)用戶調(diào)查研究報(bào)告》顯示，在2011年中國Android智能手機(jī)的用戶使用品牌調(diào)查中，其中華為、中興、酷派等國內(nèi)品牌百分比分別為11.4%，9.8%和9.2%。

4　基于安卓手機(jī)的學(xué)習(xí)智能調(diào)光系統(tǒng)簡介

如圖1所示，借助安卓智能手機(jī)的感光傳感器，制作一個(gè)安卓手機(jī)軟件，讀取手機(jī)光感模塊的數(shù)據(jù)，再通過手機(jī)藍(lán)牙向藍(lán)牙4.0模塊發(fā)送指令，模塊將所收到的指令輸入到單片機(jī)的輸入端口，單片機(jī)根據(jù)所編寫好的程序?qū)λ邮盏街噶顚魧?shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)。本系統(tǒng)的產(chǎn)品可以控制中小學(xué)生學(xué)習(xí)用的臺燈，只需選擇手機(jī)APP軟件上的“讀書模式”，手機(jī)感光系統(tǒng)會測量室內(nèi)光照度，通過手機(jī)藍(lán)牙發(fā)出指令，將臺燈的光照度調(diào)節(jié)到適合學(xué)習(xí)的70到100Lx范圍內(nèi)，不僅節(jié)約了國家電量，還能適當(dāng)保護(hù)學(xué)生的眼睛。

圖1　基于安卓手機(jī)的學(xué)習(xí)智能調(diào)光系統(tǒng)原理

5　基于安卓手機(jī)的學(xué)習(xí)智能調(diào)光系統(tǒng)的功能特點(diǎn)

第一，具有自適應(yīng)性。基于安卓手機(jī)的學(xué)習(xí)智能調(diào)光系統(tǒng)，能夠保持室內(nèi)外亮度的聯(lián)動(dòng)，依據(jù)室內(nèi)亮度和某區(qū)域的功能，有效實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外的亮度自適應(yīng)。

第二，低功耗、超省電。燈泡核心部分內(nèi)置藍(lán)牙40模塊，遵循最新的藍(lán)牙4.0低功耗標(biāo)準(zhǔn)；效益是傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)的10倍以上，待機(jī)損耗極低。

第三，一對多的控制，一部智能手機(jī)可同時(shí)與多組燈泡配對，控制多組燈光；一部智能機(jī)可以進(jìn)行多項(xiàng)控制，如燈泡的開關(guān)、明暗度等。

第四，讓燈具壽命變更長。系統(tǒng)調(diào)光時(shí)，使用亮度漸變的控制方式，從而逐漸達(dá)到目標(biāo)的亮度，進(jìn)而防止因?yàn)樗矔r(shí)開燈而引起的沖擊電流對燈具和其它的電子設(shè)備造成損壞。

6　基于安卓手機(jī)的學(xué)習(xí)智能調(diào)光系統(tǒng)的應(yīng)用前景

隨著數(shù)字時(shí)代的發(fā)展，智能手機(jī)的使用越來越普及，可以利用智能手機(jī)作為一個(gè)控制平臺，從而方便快捷地實(shí)現(xiàn)對燈光的調(diào)控。現(xiàn)如今國內(nèi)外生產(chǎn)的智能手機(jī)幾乎都具有自帶的感光系統(tǒng)，利用安卓智能手機(jī)上的感光傳感器，獲得光照度數(shù)據(jù)，根據(jù)環(huán)境燈光需求模式，再通過智能手機(jī)藍(lán)牙4.0模塊，對環(huán)境燈光的光照度進(jìn)行無線控制。在開發(fā)APP軟件時(shí)，開發(fā)人員會編輯出生活中需要的一些模式，如：“讀書模式”“休息模式”等。當(dāng)需要讀書學(xué)習(xí)時(shí)，只需選擇“讀書模式”，然后智能手機(jī)的感光傳感器便會測量出室內(nèi)光照度的數(shù)據(jù)，通過藍(lán)牙調(diào)節(jié)書桌臺燈的燈光強(qiáng)度，達(dá)到適合讀書的亮度，不僅節(jié)約了電量，還避免了太強(qiáng)或過弱的燈光在讀書時(shí)對中小學(xué)生眼睛的刺激，有益于健康用眼。并且藍(lán)牙4.0顯著的特點(diǎn)在于低耗能，從而不會對手機(jī)的待機(jī)時(shí)間產(chǎn)生太大的影響，能夠廣泛地應(yīng)用于生活中。相信本系統(tǒng)將會受到廣大消費(fèi)者的歡迎，并使消費(fèi)者享受到該系統(tǒng)所帶來的方便和益處。

7　結(jié)語

隨著智能安卓手機(jī)的普及，智能控制廣受大家的歡迎，人們對智能的渴望，使智能家居越來越成為一種不可避免的趨勢，人們也更加向往一種簡單、便捷的生活方式。基于智能手機(jī)感光調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)燈光照度，簡單易行，利用安卓智能手機(jī)上感光傳感器，獲得光照度數(shù)據(jù)，根據(jù)環(huán)境燈光需求模式，通過智能手機(jī)藍(lán)牙4.0模塊，對環(huán)境燈光光照度進(jìn)行無線控制，從而準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)各類家用電燈的光照度。在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)對家具燈光的控制，可免去購買其他終端設(shè)備，使智能化控制其更觸手可及。

［1］林明標(biāo).基于安卓手機(jī)的無線重力感應(yīng)控制智能小車［J］.計(jì)算機(jī)測量與控制，2015（4）：1175-1178.

［2］劉念杰.基于電力線載波通信的智能調(diào)光系統(tǒng)［D］.杭州：杭州電子科技大學(xué)，2013.

［3］佘咸寧.支持智能手機(jī)控制的DALI智能照明系統(tǒng)的研究［D］.廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，2013.

［4］戴美想.智能調(diào)光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.建筑節(jié)能，2015（4）：29-32.

［5］董珀.智能照明控制系統(tǒng)及其新技術(shù)研究［D］.上海.東華大學(xué)，2010.

［6］張洪昌，田會方，趙恒.高精度恒溫控制電路［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：信息與管理工程版，2006（4）：40-42.

The Study of Intelligent Light Control System Based on Android Mobile Phone

Hou Shilei， Han Jin， Cai Zhiqiang， Shi Congcong， Su Leilei， Xie Linxiao
（Henan Normal University， Xinxiang 453007， China）

With the rapid development of automatic control technology， Intelligent light modulation technology gets constant promotion. Combine Intelligent light modulation technology andAndroidmobile phone to provide students with a good learning environment. Therefore，the learning intelligent light control system based onAndroidmobile phone comes into being，which can achieve remote control，automatic and manual and other modes by setting different energy saving control strategies.This dimming system let the user according to their own needs can be carried out conveniently and quickly adjust the light，that improves the practicality of the system.

android mobile phone； intelligence； dimming system； home lighting

2014年河南師范大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃立項(xiàng)國家級項(xiàng)目；項(xiàng)目編號：201410476011。

侯士磊（1994-），男，河南南陽，本科。