1. 研究目的与意义
一、研究背景
随着世界经济发展和物质生活水平的提高，如何将科技融入生活和让家居智能化已经逐渐被人们关注，比如灯光的亮度需求会因环境光线的好坏而不同。当外部光线很强时，不太需要很强的灯光；而当外部光线很弱时，需要很强的灯光；当需要烘托不同的气氛时，则会根据不同的气氛需要不同强度的灯光。所以节能灯控制器则为这些需求提供了便利。
通信模块中，居民住宅使用的无线通信技术大多以蓝牙通信和wifi通信为主。[1]相比较两种无线通信技术，wifi的信号更稳定、传输距离更远、适用范围更广，但在智能家用电器开或关的使用过程中，运用wifi的话会比较麻烦，手机要不定时的连接不同的wifi网络，才能够对智能家用电器进行遥控，但蓝牙能很好地弥补这一问题，手机可同时连接蓝牙和wifi，这就能使智能家用电器实现稳定的、可靠的多点控制。[2]
2. 研究内容和预期目标
| 一、主要研究内容： 1. 基于BLE技术的节能灯控制器器设计应根据系统功能的要求，设计出节能灯控制器的技术指标，完成总体方案的设计与说明； 2. 传输中无线方案的选择，对比不同的短距离无线通信技术的传输距离，功耗，传输速率等，选择合适的无线通信技术进行研究； 3. 研究相关通信协议，利用软件编程实现终端显示。
二、应实现的功能： 1. 数据无线通信功能——能够实现蓝牙与手机终端的连接，并接收蓝牙发出的信号，完成两者之间的通信； 2. 上位机控制功能——通过PC或手机控制，LED灯可以改变亮度。
三、预期目标 预期目标是完成硬件电路的搭设，然后编写各系统的处理程序，完成通信模块中的无线传输程序，完成LED灯的mesh网络搭建。在完成软硬件的设计后，还需要对它们分别进行调试，对实验结果进行误差分析，以求实验方案的改进。
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3. 研究的方法与步骤
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一、拟采用的研究方法 首先我们需要确立系统整体的设计方案，它包括系统软件与硬件的设计。其中硬件设计部分包括上位机手机终端和下位机STM32模块。软件设计部分也包括STM32端程序和手机终端程序。 以下是系统总体的结构框图：
图1 总体结构框图 电源电路设计的主要目的就是给LED提供稳定的直流电源，市场上比较常见的智能照明系统主要是通过LED驱动器的PWM（脉宽调制）功能控制占空比来调节电压的大小从而控制LED的亮暗程度。 蓝牙模块选用HC-06蓝牙模块，其工作电压为3.3 V，无线接收发射频率为2.4 GHz，体积为27mm×13mm×2 mm，模块内置8M Flash，功能强大，用户可定制软件，适用于各种蓝牙设备。[8] 硬件设计中对于元器件的选取，由于硬件部分的设计对软件的设计、编写以及调试有很大影响，合适的元器件能使设计电路简单，系统功能稳定，还能提高产品精度，降低产品功耗，延长产品使用寿命，所以器材的选取尤为重要。 系统的软件部分，需要程序的规范性，以及在运用函数库编程实现功能的前提下，程序尽量简单化，并能够实现功能的可靠性。 系统工作的软件框图如下：
图2 系统的软件框图
图3 系统流程框图
（1）节能灯控制系统利用单片机作为核心控制芯片，整个系统包含图2所示的五个主要模块，单片机作为主控芯片，无线通信模块通信传递指令，通过mesh网络模块控制LED灯，LED模块通过PWM调光技术控制LED灯的亮度。，从而实现节能、智能的效果。 （2）单片机主控模块选用STM32F103ZET6。STM32F103ZET6单片机是通用性基于ARMR的32 位增强型微控制器,其引脚数目144个,具有512k字节的闪存存储器。STM32单片机对从电位器采集到的AD数据进行相应的处理,如 比例线性处理以及复杂的非线性处理等,得到 PWM 的占空比值,通过得到的占空比,进行相应的PWM输出。 （3）LED模块调光由电位器，STM32和负载电路组成。电位器是进行调节的控制始端,通过旋动电位器 使其电阻值发生改变。STM3单片机对从电位器采集到的数据进行处理,得到 Tset,并传递给TIM_SetCompare函数,从而得到一定的占空比,使负载端接收到一定占空比的PWM输出。从电位器得到的AD数据与最终的PWM输出存在着映射关 系,STM32就是完成映射的处理核心。
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4. 参考文献
[1]王子权.基于stm32的pwm调光器[j].电气自动化,2018,40(06):98-100 115.
[2]孟毅博,肖玉兰,张文.基于蓝牙的51单片机智能控制开关设计[j].信息记录材料, 2018(12).
[3]徐全林.基于蓝牙控制的智能台灯系统设计[j].科技创新与应用, 2017(9):57-58.
5. 计划与进度安排
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