一 项目思路

智能台灯是一种基于STM32系列单片机的智能灯具系统，它可以通过检测周围环境的光亮度和人体热释传感器来检测周围是否存在人员。本设计的台灯具有如下几个特点：

1.该系统可以根据检测到的信息来自动调节灯具的亮度和颜色，以使灯光更加舒适和温馨，从而控制台灯的亮灯开关。

2.当使用者离台灯太近时，发出声光警报。

3.灯泡的工作时间可以设置，工作时间到了就会发出警报提示；

4.如果晚上有强烈的光线，如果有人在走动。可以自动调节照明角度和高度，使得灯光能够更适合使用者。 若灯前长时间无人，台灯系统检测后自动选择熄灭状态，从而也体现了我们本产品的节能效果。

二、方案框图

根据比赛要求，这次使用得捷的Scheme-it来设计框图，非常方便！！本项目的主要框图如下，得捷网站链接如下：

https://www.digikey.cn/schemeit/project/new-b76fcdbff7c44587a66c8121b6d7e10a

系统框图如下所示：

框图方案介绍：

1·单片机最小系统：所用器件如下元器件介绍所示

2.复位电路：复位电路是目前比较常用的一种电路，它的设计比较简单，容易实现。为了防止过高的电流造成晶片的损伤，一般使用1 K欧姆的电阻器来分压。单片机一般可分为上电复位和手动键复位两种。上电-重置模式，在上电-重置的一刹那，不需要任何介入，就能自动完成；而人工重置，必须要用手按下按钮，才能完成。所以，在无控制时，可用人工复位电路。

3.显示模块：TFTLCD的主要特征为：亮度高，对比度强，层次丰富，色彩鲜艳。它是当前液晶显示中最主要的一种。在电视，手机，计算机，平板电脑等各种电子设备上得到了广泛的应用。

4.光敏电阻模块：

该设计使用光敏电阻来实时探测当前的光线情况，当光线小于设定值时，会自动打开台灯，为用户提供光线

5.人体热释电模块

该设计通过探测人体发出的红外线来检测人体活动情况。热释电探测仪的工作原理是发射红外线，不同的对象会反射出不同波长的红外线，热型红外传感器也称为无源红外传感器或者热释电红外传感器。

主要元器件介绍：

1.ESP32-S3：

Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器，主频高达 240 MHz，内置 512 KB SRAM、384 KB ROM 存储空间，并支持多个外部 SPI、Dual SPI、 Quad SPI、Octal SPI、QPI、OPI flash 和片外 RAM，额外增加用于加速神经网络计算和信号处理等工作的向量指令 (vector instructions)，45 个可编程 GPIO，支持常用外设接口如 SPI、I2S、I2C、PWM、RMT、ADC、UART、SD/MMC 主机控制器和 TWAITM 控制器等；基于 AES-XTS 算法的 Flash 加密和基于 RSA 算法的安全启动，数字签名和 HMAC 模块，“世界控制器 (World Controller)”模块；模块具有多种特有的硬件安全机制。硬件加密加速器支持 AES、SHA 和 RSA 算法。其中的 RNG、HMAC 和数字签名(Digital Signature) 模块提供了更多安全性能。 其他安全特性还包括 Flash 加密和安全启动 (secure boot) 签名验证等。完善的安全机 制使芯片能够完美地应用于各种加密产品。模块支持低功耗蓝牙：Bluetooth5，Bluetooth mesh。蓝牙速率支持：125Kbps，500Kbps，1Mbps，2Mbps。支持广播扩展，多广播，信道选择。支持蓝牙和WIFI，就意味着可以进行很多的无线连接；同时乐鑫提供了大量的开源库，包括语音识别Skainet，可以方便的进行后期扩展。

2.nRF51晶振

晶振电路采用指定厂商的Nordic 的BLE系列芯片从第一代的nRF51系列，到第二代的nRF52系列，发展到目前最新的第三代的nRF5340。目前市场中使用最多的nRF52系列一共有七款芯片，它们是：nRF52805、nRF52810、nRF52811、nRF52820、nRF52832、nRF52833、nRF52840。

众所周知，Nordic Semiconductor nRF52系列的外部32MHZ高频晶振和32KHZ低频晶振，都需要加匹配电容来保证时钟晶体的精度。这样做的弊端是增加了BOM成本，更重要的是增加了开发和测试的复杂性，但我们往往不知道自己选用的晶振，应该匹配多少pf的电容，尤其是32MHZ晶振，为了确保有很好的射频特性，需要尽可能的减少频偏，此时需要用频谱仪测量射频的频偏，再根据测试结果调整匹配的电容，非常耗费时间。

3.Analog Devices ADPD2140红外光角度传感器

红外传感器是传感器中常见的一类，由于红外传感器是检测红外辐射的一类传感器，而自然界中任何物体只要其稳定高于绝对零度都将对外辐射红外能量，所以红外传感器称为非常实用的一类传感器，利用红外传感器可以设计出很多实用的传感器模块，如红外测温仪，红外成像仪，红外人体探测报警器等。

Analog Devices ADPD2140红外光角度传感器是一款用于测量入射红外光角度的光学传感器。利用ADPD2140响应计算的光角度在±35°角度视野内的线性度为±5°。ADPD2140的辐射敏感面积为0.31mm2。ADPD2140具有低结电容和低暗电流，因而可实现与ADPD1080光度前端的最佳集成。

4.蜂鸣器CPT-14146-80T

小体积的蜂鸣器，通过IO口输出PWM波，从而实现蜂鸣器输出。该部分主要实现报警提醒功能。

三 项目总结和活动体会

  以上是本次FastBond活动的第一阶段设计内容。参与本次大赛是一次非常有意义的经历。我深刻体会到电子电路设计的乐趣和挑战，让我对电子器件有了更多的了解。在智能化和个性化方面，我希望能够进一步探索更智能、人性化的方式，让用户更加轻松地维护宿舍宁静。通过持续学习和实践，我相信我能够逐步提升系统的功能和性能。

对于未来的改进，改善在线工具Scheme-it界面UI繁琐以及卡顿问题，以满足长时间设计需求。此外，可以考虑增加更多的功能和选项，使Scheme-it工具更加全面实用。

生活中有很多简单的电子器件，当我们去留意它的时候，会发现一些很有趣的设置，从中也能学到一些的电子类的知识，这次活动是一个让我接触电子，学习电子的一个很好的机会，感谢活动主办方给我这么一个平台，这么一个机会来学习这些东西。最后，祝fastbond越办越好！