毕业设计开题报告_开题报告毕业设计

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北京联合大学毕业设计（论文）开题报告

专业： 电子信息工程 指导教师： 陈景霞 学院： 应用科技学院 学号： 2012190430026 班级： 电子信息工程1201S 姓名： 吴凯亮 题目： 基于Arduino的远程可调节照明系统的应用研究

一、课题任务与目的本次课题的任务是利用Arduino平台设计一个远程可调节的照明系统，并进行照明性能的研究。通过Arduino和yeelink平台实现照明系统的远程可调节控制，将会很好的展示类似于智能家电的设计，无论对于兴趣爱好者还是设计者本身都有良好的教育和启发意义。

在本次的课题设计中，将会利用到Arduino平台与yeelink平台。Arduino平台是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE），利用该平台可以实现硬件建设以及程序的编写。Yeelink平台独有设计的高并发接入服务器和云存储方案，能够同时完成海量的传感器数据接入和存储任务，确保您的数据能够安全的保存在互联网上。利用该平台可以实现远程控制与调节照明系统，实现led灯的三色变换。

本次课题的设计具有深远的意义。通过进行类似于智能家电设计的远程可调节照明系统的研究，能够引导设计者进行智能家电设计的思考，在带给设计者乐趣的同时，使设计者学习到了一些有关智能家电设计的方法与技巧，以期运用于其他的电子产品设计中。

二、调研资料情况

如今的社会，电子产品已经充斥着我们的周围，很难想象没有了电子产品，我们的社会会变成怎样。在这样的一个社会环境下，电子产品的制作方式多种多样，我们现在主要关注了基于Arduino平台的电子设计。

Arduino 是一个基于开放源代码的电子原型制作平台，此平台包括一个具备简单输入输出接口的电路板和一套为其编写程序的开发软件。Arduino既可以独立运行，又具备互动性。它可以用来开发交互产品，例如它可以读取大量的开关和传感器信号，并且可以控制各式各样的电灯、电机和其他物理外设。它可以与计算机的外围装置相连接，还能与计算机上运行的软件进行通信。在2011年举行的Google I/O开发者大会上，Google发布了基于Arduino的Android Open Acceory 标准和ADK 工具，这

在电子爱好者们中间引起了一场风暴。

上述资料来自Maimo Banzi 所著的《爱上Arduino》 第2版。而在Simon Monk 所著的《基于Arduino的趣味电子制作中》写到“Arduino接口板为电子爱好者提供了一项创建有趣项目的价格低廉、使用方便的技术，利用它可以创建一种用计算机控制的全新项目。不久以后，由计算机控制、由舵机驱动的激光器诞生，世界将受到电子爱好者的支配”。

由此，联想到我们的课题，在查阅了很多的资料以后，我们发现，基于Arduino的远程可调节照明系统的设计，很少有人做过一个完整的系统。也就是说，在很多的设计者中，他们并不在意进行一个完整的设计，而我们此次课题的目的就是对该项目进行一次系统的设计与研究。拿Maimo Banzi的设计来说，他利用Arduino平台进行了硬件的搭建，并进行程序的编写，最终实现了由开关或者传感器调节灯泡的亮灭或者亮度，但是到此为止，他却没有研究如何远程调节照明系统。我们课题的目的就是对Maimo Banzi的设计进行改进。我们利用yeelink平台实现网页控制照明系统，争取实现各种功能，达到设计成功的目的。我们此次课题的制作中用到的参考资料如下：

[1] Maimo Banzi.爱上Arduino（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2012.[2] Simon 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Arduino[M].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.[10]李念强，魏长智.数据采集技术与系统设计[M].北京：机械出版社，2009.[11]韩兵，于飞.现场总线控制系统应用实例.第一版.化学工业出版社，2006.[12]刘祖明，丁向荣.LED照明应用基础与实践.电子工业出版社，2013.[13]杨绍胤.LED照明工程设计与施工.中国电力出版社.2013 [14]张立民，武锐.照明系统安装与维护.科学出版社.2009 [15]陈小荣.智能建筑供配电与照明.机械工业出版社.2011 [16]李农.照明方案设计的构成与表现：国家照明设计师专业能力考核的技术要点与实例[M].中国电力出版社.2010 [17]马小军.智能照明控制系统[M].东南大学出版社.2009

[18]宋玉宏.智能家电控制技术[M].清华大学出版社.2010 [19]张赫.电子产品设计宝典可靠性原则2000条[M].机械工业出版社.2013 [20]陈道斌，殷海丽.计算机技能大赛实战丛书：工业产品设计[M].电子工业出版社.2012

三、初步设计方法与实施方案

设计方法：

初步想法是通过一个按钮开关实现led灯的亮灭，却达不到调节led灯亮度的目的；后来想到利用一个光敏传感器实现led灯辉度调节，并通过连接一个mosfet晶体管来驱动大功率器件如灯泡等；最后利用yeelink平台实现照明系统的远程可控调节，争取实现led灯的三色变化。设计结构框图如下所示：

实施方案：

首先购买Arduino硬件板、面包板、led灯以及一些电子器件，进行硬件的连接，将Arduino IDE中写好的程序下载到Arduino 板中，实现按钮控制led灯亮灭的目的；然后用光敏传感器替代开关按钮，灯泡替代led灯，实现一个灯泡亮度自动调节的照明系统；最后将Arduino 板外接三个led灯，通过yeelink平台进行可控调节，争取实现led灯的三色变化。下图是手绘的模拟传感器电路图：

而对于设计论文，在论文中将会介绍Arduino与yeelink平台的使用方法以及一些注意事项；然后会详细阐述照明系统的具体制作方法以及其中使用到的一些关键技术，包括一些程序函数的用法等；论文中会使用到一个关键技术-使用PWM方式控制灯光亮度。下图是手绘的PWM示意图：

我们使用延时函数控制灯光闪烁时间间隔。现在如果你改变延时函数中的数值，直到你不能看出led点亮与熄灭动作的时间间隔为止，你就会发现led的亮度似乎是正常情况的50%。现在继续改变数值，使点亮的维持时间设置为原本的1/4，你将会看到led亮度大约只有正常情况的25%。这项技术被称为脉冲宽度调制（PWM）,简单的说，led闪烁时，如果你让它闪得足够快，你就不会察觉到它在闪烁，因此你可以通过改变亮灭时间比让led看上去产生不同的亮度。

四、预期结果

设计论文：

在设计论文中将会介绍Arduino与yeelink平台的使用方法以及一些注意事项；然后会详细阐述照明系统的具体制作方法以及其中使用到的一些关键技术，包括一些程序函数的用法等；最后将会说明照明系统的使用方法以及制作过程中遇到的问题，获得的启发等等。

制作成品将会以演示的方式呈现给大家，演示结果应该如下： 1.启动开关，照明工具亮，按下开关的时间长短调节照明工具的亮度； 2.照明工具亮以后，应该根据外界光线的明暗自动调节照明工具的亮度； 3.通过yeelink平台网页输入控制，争取实现led灯的三色变化。

五、进度计划

进度计划如下：

第1周：

准备开题报告，并完成开题报告答辩。

第2-6周： 完成中期检查。具体内容：第2-3周准备资料与材料，阅读资料，进行理论上的研究并准备好所需要的材料；第4-6周进行成品的制作，每周与指导老师进行一次联系。

第7-13周：完成毕业设计论文的撰写及完成毕业设计答辩。具体内容：第7-8周完成理论上的研究；第9-10周完成成品的制作；第11-12周完成毕业设计论文的撰写；第13周完成毕业设计答辩；每周与指导老师进行联系。