手机蓝牙遥控大功率的调光调色的LED灯的设计.doc

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1、手机蓝牙遥控大功率的调光调色的LED灯的设计　　　　1.引言　　随着，2012年10月30日飞利浦在AppleStore出售最新的高科技Hue系列LED灯，并且只会交由苹果出售。Hue系列将是完全可有自定义的，并且通过一个灯泡内红蓝绿三原色的LED可以混合出1600万种颜色的灯光。整个过程完全由iPhone上的App来进行控制。从而引发了智能灯控发展的新思考，国内相关人士也纷纷进行研究。考虑到Hue是采用WiFi无线控制，而国内WiFi并未普及，本研究采用更普遍的蓝牙技术，采用手机蓝牙与单片机通信产生可调占空比PWM波信号控制LED驱动电路实现LED的调光和DIY调

2、色。　　　　2.脉冲宽制（PWM）调光技术　　PWM调光是一种利用简单的数字脉冲，反复开关LED驱动器的调光技术。应用者的系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，即可简单地实现改变输出电流，从而调节LED的亮度。PWM调光的优点在于调光范围大，只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码，PWM调光可以在精确控制LED的亮度的同时，也保证LED发光的色度。　　　　2.1脉冲宽制（PWM）调光原理　　利用人眼睛视觉惰性，按固定频率操作占空比实现LED亮度调节，只要调光比即PWM波频率大于200Hz人眼就不会感觉到LED的闪烁。具体调光实现，通过控制LED的亮灭时间，

3、从而控制LED亮度，从电力学来看就是控制一定周期内电流的有效值。这种方法在改变电流有效值大小的同时不改变电压和电流的大小，这样就保证了LED的发光色度，这是模拟调光和可控硅调光无法实现的。　　　　2.2占空比　　占空比是指高电平在一个周期之内所占的时间比率。方波的占空比为50%，占空比为0.5，说明正电平所占时间为0.5个周期。　　Ts为脉冲周期，Tw为脉冲宽度　　占空比τ=Tw/Ts&TImes;100.　　占空比的解释可以归纳为如下几种：　　1）在一串理想的脉冲序列中（如方波），正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。　　2）在一段连续工作时间内脉冲占用的时间与总时

4、间的比值。　　3）在周期型的现象中，现象发生的时间与总时间的比。　　也就是电路释放能量的有效时间与总释放时间的比。　　　　2.3调光比　　调光比则是按下面的方法计算：　　Foper=工作频率，Fpwm=调光频率，调光比率=Foper/Fpwm　　其实也就是调光的最低有效占空比，比如Foper=100khz;Fpwm=200Hz，则调光比为：100k/200=500.　　　　3.蓝牙模块组成　　　　3.1蓝牙技术基础　　蓝牙的创始人是瑞典爱立信公司，蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别

5、连接。手机之间通过蓝牙实现数据共享已成为常理，将手机变身为遥控器为人们的生活带来无限方便。［1］　　蓝牙技术由三部分组成，包括蓝牙无线电技术、蓝牙协议栈和蓝牙互操作性。　　　　3.1.1蓝牙无线电技术　　蓝牙无线电工作在全球通用的2。4GHzISM（即工业、科学、医学）频段，支持全双工传输，使用IEEE802.15协议。蓝牙设备即连即用，抗干扰能力强、使用方便［2］　　　　3.1.2蓝牙协议栈　　蓝牙协议栈包含一个软件栈和一个硬件栈。蓝牙硬件协议栈由蓝牙硬件提供，蓝牙软件协议栈由软件实现。蓝牙软件协议栈提供Java蓝牙API给程序开放人员使用。　　　　3.1.3蓝牙

6、互操作性　　蓝牙互操作性包括三方面内容：①通用访问Profile定义了设备管理功能性；②服务发现应用Profiles定义了服务发现方面的内容；③串口Profiles定义了互操作设备和模拟串口电缆的能力3.2HC-O6蓝牙模块　　BC04外置8MFlash，带EDR模块HC-06为民用级，兼容HC-04工业级。其中，HC-06模块的TX管脚跟STC15F204EA单片机的P3.0管脚相接，RX管脚跟P3.1接。HC-06模块接收手机端发来的数据，然后在通过串口TR，TX管脚与单片机通信。　　蓝牙2.0带EDR，2Mbps-3Mbps调制度，内置2.4GHz天线，外置8

7、MbitFLASH，低电压3.3V工作（3.1V~4.2V）配对时30~40MA波动，配对完毕通信8MA，可选PIO控制标准HCI端口（UARTorUSB），数字2.4GHz无线收发射，CSRBC04蓝牙芯片技术，自适应跳频技术，蓝牙Class2功率级别，工作温度为-25至+75，协波干扰为2.4MHz，发射功率3dBm，有效控制距离为10m.　　　　4.手机APP设计　　　　4.1蓝牙连接相关程序设计　　首先，初始化本地蓝牙设备，建立LocalDevice类，包括取得本地设备实例、蓝牙名称、设置发现模式、获得发现代理。创建publicintBTS_Init（）