1、基于 Arduino 的远程可调节照明系统设计摘要：主要介绍一种基于 Arduino 的远程可调节照明系统。首先通过 Yeelink 平台制作出模拟的 LED 设备与开关传感器，并通过 ENC28J60网络模块与 Arduino 模块进行连接，实现 Arduino 硬件板上 LED 灯各种功能；在 Arduino 模块进行网络连接后，利用 Processing 软件对指定网页中的关键字进行搜索，作为 Arduino 硬件板上 LED 灯的色彩变化参数，实现 LED 灯对应三色变化，完成网络互动灯的设计。 关键词：Arduino 平台 Yeelink 平台 ENC28J60 网络模块远程控制 1
2、 互动灯的设计 本文欲制作一个彩灯设备将其连接到互联网，彩灯将会以“peace” ，“love”“Arduino”3 个词出现的次数作为灯光色彩变化的参数。有了这些数据，我们要生成的颜色就会在互动灯上显示出来。互动灯除了自身具有一个我们可以控制的开关外，还有一个光线传感器，可以通过光感使其自动开启。 Arduino 与 Processing 语言连接互动可以做出很多有趣的东西，Processing 是通过视觉来展现的，而 Arduino 可以充当外用的设备来控制 Processing 的视觉展现。例如：用光敏传感器来控制图像的亮暗程度，震动传感器来控制屏幕中的泡泡的震动等等。上位机软件在于Pr
3、ocessing 它可以与人际物理世界互动，通过 Arduino 装置，让人的各种物理感官与电脑屏幕的数位艺术作品产生交流。 本文利用 processing 程序语言编写代理程序（proxy） ，它将处理从 下载的 RSS 文件并提取生成 XML 文件中的所有关键词，然后它将计算“peace” 、 “love”、 “Arduino”3 个词的数量，并且根据这 3个数据产生一个代表色彩的值，再通过 USB 接口传给 Arduino。Arduino也会回传光线传感器的反馈值并将其显示到屏幕上。Processing 详细程序代码见附件程序 1，Arduino 详细程序代码见附件程序 2。 在硬件方面
4、，可以通过按钮、光线传感器、或者通过 PWM 调节 LED亮度。由于 Arduino 计算能力有限，我们需要一个简单的方式用数值来表示指定的颜色。在这里选用颜色在 HTML 中的标准表示方法：用#后的六位十进制数字组成（6 个字代表红绿蓝 3 个颜色的混合程度，两个字为一组十六进制数） 。十六进制数是表示数字的一种很方便的方式，因为每8 位数字只需要两个字符就可以表示。程序中读到一个“#”时，我们就可以知道接下来的六个字符是三原色的值，我们将这六个字符保存到缓冲区，最后用每两个字符代表每个 LED 的亮度。 图 1 与图 2 分别为网络互动灯模拟与实物连接图。按照图示，电路中三个 LED 的颜
5、色分别是红色、绿色、蓝色。连接电路完成后，我们导入 Processing 和 Arduino 的程序分别下载并且运行，你就可以看到灯光的变化了。图中使用的是独立单色 LED，你也可以使用三色合一的单个RGB LED。这种三色合一的 LED 共有四个引脚，其中最长的是 GND 引脚，它的三种颜色分别对应其中一个引脚，可接到 Arduino 的数字接口9、10、11（Arduino 引脚与 LED 之间用电阻连接就如同单独 LED 一样） ，而接地端引脚合并成一个，通常最长的引脚称“共阴极” 。2 网页实现LED 灯功能控制 对于电子爱好者来说，新奇的事物总能引起他们的注意力。可能太过死板是一些人
6、对电子设计者的印象，但我要说的是并不是电子设计者过于死板，是电子设计者必须关注于设计产品性能的稳定性。随着网络的普及，电子爱好者们想到了利用网页做一些电子产品的开发。大家可以想象一下，如果只要我们打开网页上的开关，就能够通过互联网完成对 Arduino 板上的资源甚至是挂接到 Arduino 板上的设备的控制，那是一件多么美妙的事情。听起来有点耳熟？这不就是当下很火爆的数字家庭概念吗？是的没错，如果可以将继电器或者接电插座接入 Yeelink 系统的话，我们是不是就可以通过网页来控制家用电器呢。想象一下，我们下班比较晚回去还要做晚饭，如果有了网页控制家电系统，是不是意味着我们一回到家，就可以直
7、接使用开水煮饭呢。好了，进入到我们的利用网页控制 LED 灯的实验吧。下图 2 就是网页控制 LED 灯功能的结构框图。 参考文献： 1Massimo Banzi.爱上 Arduino（第 2 版）M.北京：人民邮电出版社，2012. 2Simon Monk.基于 Arduino 的趣味电子制作M.北京：科学出版社，2011. 3威尔彻.学 Arduino 玩转电子制作M.北京：人民邮电出版社，2013. 4米歇尔-麦克罗伯茨.Arduino 从基础到实践M.北京：电子工业出版社，2013. 5彭妙颜.智能照明与艺术照明系统工程M.北京：中国电力出版社，2011. 6牛俊英，宋玉宏.智能家电控制技术M.北京：清华大学出版社，2009. 7姚汉.Arduino 开发实战指南M.北京：机械工业出版社，2014. 8陶冶，王晓东，刘君.玩转 ArduinoM.北京：北京航空航天大学出版社，2013. 9孟立凡，蓝金辉.传感器原理及应用M.电子工业出版社，2007.
