藍牙通信可調節智能燈具的設計

大連海洋大學信息工程學院 梅子帆 馬占軍

本文是以智能家居為出發點，旨在研究一款基于藍牙通信的可調節智能燈具，在滿足用戶照明需求的同時，采用Bluetooth SPP和HID協議，并且通過不同節點的相應配置，設置配置端、服務端和客戶端，開發相應的操作APP，實現手機等移動終端的遠程遙控，燈的亮度和顏色的調節和挑選，具有非常廣泛的前景和推廣價值。

隨著科技的進步和人們對智能生活的渴望，智能家居便在此種呼喚中應用而生，特別是對智能燈的設計研究，也進行的如火如荼，但是大多數智能燈具的設計重點在多數情況下側重于智能控制，對于綠色節能方面考慮較少，因此開發出一種節能減排，又可以智能化控制的燈具是當前市場號召所需。

1 系統結構設計硬件

本設計是手機等移動終端為出發點，設計一款APP，實現對臺燈的智能控制。在要實現對燈的控制時，秩序打開APP，與此同時打開藍牙，實現與燈的配對連接，而后通過進行操作手機APP的相關功能設計，將指令傳輸給單片機，單片機在通過接受到的指令對做出相應的動作，從而實現對等的遠程遙控。

本設計主要包含四部分硬件：CC2541藍牙模塊，STC89C52RC單片機模塊，LED智能驅動照明模塊和電源管理模塊。總體框圖如圖1所示。

圖1 系統硬件結構圖

2 系統軟件設計

Android端

MainAty：

獲取藍牙適配器，藍牙適配器通過搜索獲取適配藍牙信息

private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

如果手機沒打開藍牙，則界面跳轉至打開藍牙界面。

@Override

protected void onStart() {

super.onStart();

if (mBluetoothAdapter != null && !mBluetoothAdapter.isEnabled()) {

Intent intent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);

startActivity(intent);

}

在藍牙匹配階段，一般是藍牙獲取適配前期曾匹配過得藍牙設備。

if (devices != null && devices.size() > 0) {

data.clear();

for (BluetoothDevice device : devices) {

HashMap map = new HashMap<>();

map.put(“lv_left_icon”, R.drawable.lv_left_icon);

map.put(“lv_address”, device.getAddress());

map.put(“lv_right_icon”, R.drawable.lv_right_white);

data.add(map);

}

} else {

HashMap map = new HashMap<>();

map.put(“lv_left_icon”, R.drawable.lv_left_icon);

map.put(“lv_address”, “沒有已經匹配的設備”);

map.put(“lv_right_icon”, R.drawable.lv_right_white);

data.add(map);

mTextView.append(“沒有已經匹配的設備” + “ ”);

}

simpleAdapter.notifyDataSetChanged();

連接指定的藍牙：通過調用BluetoothTool連接藍牙，我們傳入了設備的地址"(String) data.get(0).get(“lv_address”)"以及連接類型BluetoothTool.ServiceOrClient.CLIENT。

builder.setPositiveButton(“連接”, new DialogInterface.OnClick-Listener() {

@Override

public void onClick(DialogInterface dialogInterface, int i) {

mBluetoothTool = new BluetoothTool((String) data.get(0).get(“lv_address”),

BluetoothTool.ServiceOrClient.CLIENT);

mBluetoothTool.SetOnIUpdateUI(new IUpdateUI() {

@Override

public void updateListViewDevices() {

for (int i = 0; i < data.size(); i++) {

if (i == index) {

data.get(i).put(“lv_right_icon”, R.drawable.checked);

continue;

}

data.get(i).put(“lv_right_icon”, R.drawable.lv_right_white);

}

客戶端線程：

private class ClientThread extends Thread {

@Override

public void run() {

super.run();

try {

mClientSocket = mDevice.createRfcommSocketToServiceRecord(

UUID.fromString(“00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB”));

Message msg = Message.obtain(null, MSG_UPDATE_LOG);

msg.obj = “正在連接。。。”;

mHandler.sendMessage(msg);

mClientSocket.connect();

msg = Message.obtain(null, MSG_UPDATE_LOG);

msg.obj = “連接成功”;

mHandler.sendMessage(msg);

msg = Message.obtain(null, MSG_UPDATE_LISTVIEW);

mHandler.sendMessage(msg);

/** 接收數據*/

mReadThread = new ReadThread();

mReadThread.start();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

Message msg = Message.obtain(null, MSG_UPDATE_LOG);

msg.obj = “連接失敗”;

mHandler.sendMessage(msg);

可以看到線程一直在查看有沒有數據，如果有的話就接受，并根據接收到的數據進行相應的顯示。

3 系統解決關鍵問題

（1）本設計能夠實現手機對LED燈的遠程控制，通過將燈置于藍牙接收范圍內，通過手機等移動設備對燈發出指令，調節燈亮度以及開關狀態。

（2）本設計能夠實現多種光色和光照強度的調節，用戶可以根據工作所需和自然光照情況。

4 不足之處與展望

（1）由于藍牙連接的距離限制，不能實現更遠距離的控制。

（2）本設計并沒有考慮LED燈啟動的問題。