基于Android系统的智能电灯控制系统的设计与研究
[摘 要]随着经济的高速增长，建立一个低成本、高效率的智能家居系统已成为当今世界的一个热点话题。智能灯不同于传统灯具，而是智能设备的一种，除了智能灯体，还有一个手持智能控制设备，本设备具备计算能力和网络联接能力，通过应用程序，功能可以不断扩展。智能灯的核心功能是控制灯光显示效果。本文研究 Android 电灯控制系统使用8051单芯片作为控制基础，透过手机将键盘上输入相对应的按钮、讯号发给8051，再经由8051单芯片判断得出相对功能，再传送至继电器的控制灯光开关。
[关键词]智能家居;传感器;远程控制;Android;蓝牙
现今许多家庭都在考虑利用适当方法控制家中电器的使用以达到省钱的目的。传统的节能系统仅能做到开与关，或控制配额用电量，但受到传输媒介及装潢布线的限制，较难真正融入大众消费市场。现今虽然许多类似的系统已渐渐使用无线网络做为沟通的方式，但这样的系统无法直接融入家电现有控制方式。我们运用Android智能型手机来解决这一问题，通过手机开发的App应用程序，发送不同的指令，经由中控端达到控的效果。本系统希望利用智能手机来遥控家中电器，并开发对应的手机应用程序，利用蓝牙系统来实时管理家中电器电源及相关居家信息。
一、设计背景
家居智能化系统起源于20世纪70年代的美国，后传播到欧洲等国并发展。在我国智能家居推广较晚，在90年代末家居智能化系统才进入国内。而智能联网技术的出现，给传统的智能电器、智能家居带来了新的产业机会，通过它可以将家中的各种电器运用无线方式方便地组织起来，形成一个自动化系统，从而实现无线感知并完整管理。这种以前无法想象并深具挑战性的应用，今天使用无线传输技术连接会变得轻松、方便、有趣。这些应用不仅提高了生活质量，更将成为现代家庭的最基本需求。
首先，从产业规模来看，目前的家庭电器与昔日没有联网的计算机非常相似，当时的计算机多扮演打字、存储的角色，其催生的只是从CPU到硬件技术产业罢了。后来因计算机的连网功能，产生了许多物联网自动化产业。智能家居也将经历这样的升级，因家电数量远超计算机、手机，若加上智能电器开关和各种无线传感器、控制器，智能家居可应用的装置数量是手机的50多倍，更是传统计算机的100倍以上，单无线智能家居市场可能就是一般物联网的20倍以上。从该角度看，家庭市场将是物联自动化最重要的市场，市场规模远大于智能交通、智能电力等产业。从某种程度讲，离开智能家居，智能地球就失去了存在的.基础。
二、研究动机
随着科技进步与能源需求的提升，人们开始重视环保，不断寻找类似太阳能这般的绿色替代能源。全球暖化导致气候变迁对于我们环境造成威胁，却没有想过该如何控制我们所消耗掉的能源才是最大问题。2014年中国全社会用电量55 233亿千瓦时，一般认为工业用电占了总用电量的2/3，而民生用电量只占1/3。笔者认为，不仅因为工业用电量过高，主要原因是因为某些人习惯浪费电，就像天没有很闷热却习惯性开冷气，或是明明很亮却又要开灯等，诸如此类的浪费，可能是因为国内能源较为便宜。但是，由于国际石油价格的攀升，人们开始意识到节约能源的重要性。
三、研究目标
本文将Android智能手机与8051芯片组做结合，来做到以前要用多支遥控器才能做到的工作，本系统可以通过App应用程序与蓝牙模块以及8051芯片组结合，来达到控制电器的目的，首先本文会利用App应用程序来整合控制指令，再经由蓝牙模块传输控制指令，最后由8051接收控制指令，控制继电器工作，通过动作来做到控制电器的目的。
本文的Android 电灯控制系统，主要是要结合不同平台的电器经由继电器来做开关切换，以达到方便性且功能化的设计。而Android为目前用户最常使用的随身装置平台，因此选择使用Android做为开发基底，通过与App应用程序的整合，让手机、平板也能做到控制家电的目的，即手机就是遥控器，遥控器又是手机。
四、研究方法
本系统由Android 智能手机进行指令的传送，使用蓝牙模块将指令传至 8015上做判断分析，比对指令是什么以后再经由不同的脚位送出讯号给继电器，使继电器的回路切换。本文使用8051做为控制的芯片组，是因为8051这个芯片组容易开发且价格低，并且能发送讯号控制的脚位多，因此选用8051做为控制整个系统的主要核心部分。而传输的媒介则是选用蓝牙模块，因为蓝牙模块现在是很普遍的，虽然蓝牙模块有一对一的指向性问题，但可以通过8051模块将这个问题给解决掉，故传输的媒介使用蓝牙模块。为了避免掉蓝牙模块的鲍率以及传输的指令造成错误，所以需要MAX232 来检测传输指令。
参考文献：
[1]侯惠芳，侯芳.基于安卓手机蓝牙控制的智能电灯开关设计[J].科技视界，2014(13).
[2]刘超.深入解析Android 5.0系统[M].北京：人民邮电出版社，2005.
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