蓝牙通信可调节智能灯具的设计

大连海洋大学信息工程学院 梅子帆 马占军

本文是以智能家居为出发点，旨在研究一款基于蓝牙通信的可调节智能灯具，在满足用户照明需求的同时，采用Bluetooth SPP和HID协议，并且通过不同节点的相应配置，设置配置端、服务端和客户端，开发相应的操作APP，实现手机等移动终端的远程遥控，灯的亮度和颜色的调节和挑选，具有非常广泛的前景和推广价值。

随着科技的进步和人们对智能生活的渴望，智能家居便在此种呼唤中应用而生，特别是对智能灯的设计研究，也进行的如火如荼，但是大多数智能灯具的设计重点在多数情况下侧重于智能控制，对于绿色节能方面考虑较少，因此开发出一种节能减排，又可以智能化控制的灯具是当前市场号召所需。

1 系统结构设计硬件

本设计是手机等移动终端为出发点，设计一款APP，实现对台灯的智能控制。在要实现对灯的控制时，秩序打开APP，与此同时打开蓝牙，实现与灯的配对连接，而后通过进行操作手机APP的相关功能设计，将指令传输给单片机，单片机在通过接受到的指令对做出相应的动作，从而实现对等的远程遥控。

本设计主要包含四部分硬件：CC2541蓝牙模块，STC89C52RC单片机模块，LED智能驱动照明模块和电源管理模块。总体框图如图1所示。

图1 系统硬件结构图

2 系统软件设计

Android端

MainAty：

获取蓝牙适配器，蓝牙适配器通过搜索获取适配蓝牙信息

private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

如果手机没打开蓝牙，则界面跳转至打开蓝牙界面。

@Override

protected void onStart() {

super.onStart();

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

Intent intent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);

startActivity(intent);

}

在蓝牙匹配阶段，一般是蓝牙获取适配前期曾匹配过得蓝牙设备。

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”, “没有已经匹配的设备”);

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

data.add(map);

mTextView.append(“没有已经匹配的设备” + “ ”);

}

simpleAdapter.notifyDataSetChanged();

连接指定的蓝牙：通过调用BluetoothTool连接蓝牙，我们传入了设备的地址"(String) data.get(0).get(“lv_address”)"以及连接类型BluetoothTool.ServiceOrClient.CLIENT。

builder.setPositiveButton(“连接”, 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);

}

客户端线程：

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 = “正在连接。。。”;

mHandler.sendMessage(msg);

mClientSocket.connect();

msg = Message.obtain(null, MSG_UPDATE_LOG);

msg.obj = “连接成功”;

mHandler.sendMessage(msg);

msg = Message.obtain(null, MSG_UPDATE_LISTVIEW);

mHandler.sendMessage(msg);

/** 接收数据*/

mReadThread = new ReadThread();

mReadThread.start();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

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

msg.obj = “连接失败”;

mHandler.sendMessage(msg);

可以看到线程一直在查看有没有数据，如果有的话就接受，并根据接收到的数据进行相应的显示。

3 系统解决关键问题

（1）本设计能够实现手机对LED灯的远程控制，通过将灯置于蓝牙接收范围内，通过手机等移动设备对灯发出指令，调节灯亮度以及开关状态。

（2）本设计能够实现多种光色和光照强度的调节，用户可以根据工作所需和自然光照情况。

4 不足之处与展望

（1）由于蓝牙连接的距离限制，不能实现更远距离的控制。

（2）本设计并没有考虑LED灯启动的问题。