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摘要：文章以蓝牙为基础，阐述了智能家用LED灯的原理，并对智能家用LED灯的设计方案进行了进一步探究。
关键词：蓝牙；智能电器；LED灯
前言：科技的迅猛进步，带动着民众生活质量持续提升，越来越多的民众对家居环境提出了更高的要求。特别是步入信息时代后，家居环境朝着智能化方向发展。而智能家用LED灯是智能家居的主要组成部分。因此，探究智能家用LED的设计就具有非常重要的现实意义。
一、基于蓝牙的智能家用LED灯原理
在人进入房间后，通过以智能终端为载体的蓝牙模块向主控制器发送开/关信号，实现LED灯亮/灭的控制，LED灯光亮度处于较高的水平，克服固定开关死板问题；在人需要入睡时，可以直接经设备终端承载的蓝牙模块将LED灯关闭；在人半夜醒来时会出现大幅度、长时间动作，此时人体动作检测模块、亮度检测模块会同时向第一二与门一个高电平的动作信号，由与门向主控制器输入一个高电平触发信号。进而由主控制器将处理后信号以降压的形式向可调电源模块输入，可调电源模块输出一个较低的电压，开启柔和灯光，节约资源，降低安全隐患。
二、基于蓝牙的智能家用LED灯设计
1、总体框架
由上述运行原理可知，基于蓝牙的智能家用LED灯包括主控制器、蓝牙模块、人体动作检测模块、亮度检测模块几个模块[1]。具体组成如下：
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图1 基于蓝牙的智能家用LED灯
由图1所示，手机蓝牙与智能终端连接后，用户可以经蓝牙无线模块进行LED灯组的控制。具体控制过程为：经蓝牙无线传送控制参数信息至主控制器，主控制器可以解析信息并进行脉冲宽度调制占空比重新设置，在变更供给LED驱动电路平均电压的情况下实现对LED灯组的控制。
2、功能模块
主控制模块主要依托以哈佛多总线结构的STM32F103，负责接收智能终端蓝牙发出信号并解析。进而经串口将解析后信号输送到LED灯组。主控制模块的USART2_RX需要与蓝牙TX相连，其USART2_TX则需要与蓝牙RX相连，满足串口信号交互要求[2]。
蓝牙模块是基于蓝牙的智能家用LED灯控制核心，主要选择toolbox/comm blocks通信模块，经Custom blocks进行Primitive blocks的构建，包括物理信道、主发射机、从接收机几个部分。为了最大程度提升信息传输效率，可以设定蓝牙信号传送路径为“发射机→物理信道→从接收机”。其中主发射机发射信号源设定为8kHz插达64kHz，内部具有CVSD编码模块与跳频序列发生器，可以生成±39MHz随机整数；而从接收机则可以利用79-FSK跳频信号源，经持续可变斜率增量解调，将二进制信号还原为语音讯号；物理信道则依靠基于蓝牙4.0协议的CC2540无线网络处理器实现，其可以经S3C6410、USB展开信息交互。即将CC2540的USB_P数据端口、USB_N数据端口先后与USB接口的D-数据位相连，VBUS、GND则与电源、地相连。
移动智能终端是蓝牙模块功能发挥的前提，需要以Java语言为工具，依托支持扩展的软件开发包SDK进行灯光控制界面、信号输送界面的开发。灯光控制界面主要包括颜色输入、亮度输入、开启/关闭等功能模块；信号输送界面则包括蓝牙数据传输、手动/自动调节模式调整等模块。自动调节模式下，终端可以通过亮度检测模块、人体检测模块，自行调整灯光亮度；而手动调节模式下，用户可以根据自身需求，进行LED灯亮度、颜色的调节以及开启、闭合控制。
LED控制模块包括驱动电路、灯组两个部分，前者包括高调光比恒流驱动器、PT4115（6V~30V）两个部分，需要与复用DIM引脚相连，满足PWM（脉冲宽度调制）调光要求；后者则包括红、绿、白、蓝LED贴片（0.5W），独立电路驱动，最大输出电流、电阻分别为145mA、0.69Ω。以两个贴片电阻并联后串联一个贴片电阻的形式，保证旁路电容可以承受更大的峰值电流。
3、功能实现
LED灯光控制程序如下所示：
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图2 LED灯光控制程序
如图2所示，流程图涵盖了灯光打开、关闭、跳亮、调暗几条指令。主控制器可以识别用户指令并将识别结果存储在固定位置，LED控制模块则需要从主控制器处读取识别结果，与识别编码列表进行对比，生成对应的控制指令，由蓝牙模块将控制指令输送至LED灯进行灯开亮状态或亮度状态的改变[3]。其中主控制器存储识别结果的程序如下：
LD_Init_ASR（）{
nLD_moshi=LD_moshi_ASR_RUN；
LD_Init_changjian（）；
LD_bianji（0xBD，ox00）；
Dengdai（5）；
LD_bianji（0x3C，0x80）；
...
Delay（1）；
}
而LED控制模块与蓝牙之间的无线信号传输过程则为：
Siyou dengdai lianjie Thd yanshen xiancheng{
Gonggong liaanjie Thd（tanchi Dev dev）{
Tanchi chazuo bs =null；
Changshi{
Bs=dev.chuangjian chaozuo fuwu（UTID）；
}
U chazuo=bs
}
整个过程中首先需要初始化蓝牙设备，然后进行蓝牙设备扫描，在扫描成功后可以在蓝牙、LED灯组间展开信号传输，反之则重新搜索蓝牙连接。
总结：
综上所述，蓝牙是一种低功耗、便捷化技术，可以满足智能家用LED灯运行要求。因此，技术人员可以根据蓝牙技术特点，进行总体框架设计。在总体框架一定的情况下，根据智能家用LED灯运行需求，进行蓝牙模块、主控制模块、移动智能平台的合理设计，实现智能化LED灯开关以及亮度调节。
参考文献：
[1]邹振兴.基于蓝牙通信的LED智能照明系统设计[J].轻工科技，2019（09）：96-97.
[2]王玉婷，张建鹏，邱胜海，袁浩栋，孙琦，赵煜.一个智能蓝牙LED灯的开关控制系统的设计[J].物联网技术，2018（01）：49-50.
[3]肖瑶.基于蓝牙通信的LED智能照明系统设计[J].家庭科技，2021（01）：18-19.