吳悅銘 張志勇

摘? ? 要：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能花燈設(shè)計(jì)通過使用各類傳感器將花燈的使用變得更加安全且方便，文介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在花燈上的創(chuàng)新性使用，通過光敏傳感器、熱敏傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓原有花燈不僅只是用于裝飾，更富實(shí)用性，從而更好的傳承中華傳統(tǒng)文化，拓展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用范圍。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);傳感器;智能花燈

一、引言

花燈是起源于中國(guó)的一種傳統(tǒng)民間工藝品隨著我國(guó)對(duì)傳統(tǒng)文化傳承及創(chuàng)新的愈加重視，以及現(xiàn)代科技高速發(fā)展的趨勢(shì)，傳統(tǒng)文化的創(chuàng)新成為未來發(fā)展趨勢(shì)。花燈作為中華傳統(tǒng)文化之一，其主要使用功能仍停滯在裝飾上面，隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，老式花燈的實(shí)用性較弱，而智能花燈的設(shè)計(jì)將會(huì)顛覆使用者在花燈上的看法，使其充滿實(shí)用性，本文將用現(xiàn)在科技代入傳統(tǒng)文化中，讓傳統(tǒng)和科技進(jìn)行碰撞，賦予文化新的意義。

目前花燈可改進(jìn)的地方有很多，本文將從節(jié)能、安全、高效等方面來設(shè)計(jì)，對(duì)比以往花燈實(shí)用性更強(qiáng)，以往花燈的創(chuàng)造主要在“花”上，本設(shè)計(jì)主要?jiǎng)?chuàng)新在“燈”上，改變“燈”在花燈中只用于照明的傳統(tǒng)意義，使其多樣化，更有力的傳承和創(chuàng)新中華傳統(tǒng)文化，在生活和文化傳承上保持有力的實(shí)用性和更先進(jìn)的科技感，滿足科技改變生活的時(shí)代號(hào)角。

二、硬件要求

花燈的主要設(shè)計(jì)在“燈”中，硬件設(shè)計(jì)是“燈”的基礎(chǔ)要求，在燈源的選擇上，將選用多個(gè)發(fā)光二極管組成，led小燈泡具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)的、可操控性強(qiáng)、體積小等特點(diǎn)，led在我國(guó)得到廣泛使用，取材購買簡(jiǎn)單，在不同的需要下也有組合成不同的類型可供選擇，智能花燈的設(shè)計(jì)中“燈”必不可少，且需要多種組合、樣式發(fā)生不同的效果才有更好的觀賞性。硬件設(shè)計(jì)要求有主控中心模塊、傳感器模塊及燈光控制模塊，主控開關(guān)負(fù)責(zé)主控中心電路，傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的重要感知層，在本設(shè)計(jì)中發(fā)揮中心重要作用，主要使用光敏傳感器、溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鲝亩_(dá)到多功能的使用，燈光控制模塊可以控制花燈中主燈及輔助渲染燈光的控制，如下系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)圖所示。

在輔助渲染燈光的選材上采用led呼吸燈，其優(yōu)點(diǎn)在于便于使用，市面上有已經(jīng)成型的、可直接使用的led呼吸燈，同led小燈泡一樣的使具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)的、可操控性強(qiáng)、體積小等特點(diǎn)，燈光的效果好的同時(shí)由于像呼吸一樣，具有很強(qiáng)的科技感，意義上更加深刻了傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代科技的融合。

三、傳感器使用部分

傳感器的使用及選擇是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，從誕生之初，廣泛運(yùn)用于各種物品之中，增強(qiáng)其實(shí)用性，傳感器從作用及適配性上都需要做充分的考量，在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中的傳感器模塊大致選用三種傳感器：光敏傳感器、溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?，這三種傳感器的優(yōu)勢(shì)在于價(jià)格低廉，性價(jià)比高，且在本設(shè)計(jì)中起到不可替代的作用，未來在市場(chǎng)上是可以持續(xù)充分使用的，光敏傳感器用來在一定的光照下控制花燈的亮度、溫度傳感器用于在溫度過高時(shí)暫停使用并斷開開關(guān)，火焰?zhèn)鞲衅饔糜谠诋a(chǎn)生火焰時(shí)自動(dòng)切斷開關(guān)并產(chǎn)生聲音觸動(dòng)報(bào)警，從而保證安全問題，三種傳感器的工作原理皆是在感受到不同情況下發(fā)出不同指令。

3.1溫度傳感器

使用溫度傳感器可以在傳感器感受溫度時(shí)發(fā)出信號(hào)從而達(dá)到暫停使用的效果，與下文所提到的火焰?zhèn)鞲衅鞑煌臅r(shí)溫度傳感器在感受溫度時(shí)并不一定會(huì)存在燒斷電路從而短路的危險(xiǎn)，只是在溫度達(dá)到安全線后將可以會(huì)存在危險(xiǎn)時(shí)發(fā)出信號(hào)從而防范于未然，也可以達(dá)到保護(hù)燈泡，使其使用壽命更久的一種方式，既保證了安全，又增加使用壽命。

3.2光敏傳感器

使用光敏傳感器可以在傳感器感受光照亮度不同時(shí)發(fā)出信號(hào)，改變花燈的亮度及開關(guān)等功能，光敏傳感器的種類繁多，可根據(jù)實(shí)際使用及預(yù)期效果的不同選擇不同類型的光敏傳感器，使用原理是根據(jù)不同強(qiáng)弱的光信號(hào)發(fā)出不同的信號(hào)，達(dá)到不同的效果，在本實(shí)驗(yàn)中，光敏傳感器的主要作用使根據(jù)時(shí)刻的不同發(fā)出不同的光照強(qiáng)度，在白天是光照亮度極高，若花燈需要在白天使用時(shí)，可以像手機(jī)屏幕一樣，自行提高亮度，從而達(dá)到清晰的效果，相反之，在晚上光照度低的情況下，光敏傳感器接收到弱的光信號(hào)，發(fā)出指令降低花燈亮度至足夠使用的標(biāo)準(zhǔn)，所以使用光敏傳感器一方面可以物盡其用，一方面可以節(jié)省能源。

3.3火焰?zhèn)鞲衅?/p>

火焰?zhèn)鞲衅饔眠^紅外線的方式對(duì)火焰的存在等情況極為敏感，現(xiàn)多用于搜尋火焰及火焰報(bào)警中，可以探索到火焰的存在，近年來由于燈產(chǎn)品在使用時(shí)間過久或電源不穩(wěn)定的情況下產(chǎn)生火源發(fā)生火災(zāi)的現(xiàn)象屢見不鮮，為了避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證安全的前體下，在本設(shè)計(jì)中，火焰?zhèn)鞲衅魇怯脕硖綄せ鹧?，感受到火焰是進(jìn)行斷電，防止由于燃燒導(dǎo)致的電路短路等危險(xiǎn)情況，在切斷開關(guān)時(shí)同時(shí)出發(fā)報(bào)警裝置進(jìn)行警示提醒，可以大大的保證了電路的安全性的同時(shí)，確保無人員的意外。

四、系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)

主要實(shí)現(xiàn)的功能將從從移動(dòng)端控制花燈從而進(jìn)行遠(yuǎn)程操作、從硬件方面對(duì)花燈設(shè)置自動(dòng)開關(guān)、感知外界環(huán)境改變亮度、安全性及語音指令幾個(gè)方面進(jìn)行研究，系統(tǒng)流程圖如圖1所示

（1）遠(yuǎn)程操作：花燈直接連接在手機(jī)端，通過手機(jī)端設(shè)計(jì)定時(shí)開關(guān)時(shí)間、間接休息時(shí)間、開關(guān)順序等，通過手機(jī)進(jìn)行控制改變花燈中“燈”的顏色、亮度、圖案、順序、變形燈功能，在手機(jī)端話可以設(shè)計(jì)提示功能，當(dāng)出現(xiàn)險(xiǎn)情，例如溫度過高，出現(xiàn)煙霧等情況，同時(shí)報(bào)警提示到手機(jī)端便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理險(xiǎn)情，在手機(jī)端自檢電路，觀察電壓等情況，保證安全的情況下，發(fā)揮更大作用。

（2）設(shè)置自動(dòng)開關(guān)：可以根據(jù)實(shí)際需要，根據(jù)不同季節(jié)日出日落時(shí)間設(shè)置自動(dòng)開關(guān)，當(dāng)白天不需要花燈亮起時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，夜晚需要時(shí)自動(dòng)打開，以及設(shè)置定時(shí)功能，每天的某個(gè)時(shí)間自動(dòng)打開，某個(gè)時(shí)間自動(dòng)關(guān)閉等。

（3）感知外界環(huán)境改變亮度：可以根據(jù)實(shí)際需要，若花燈起到裝飾作用，無論白天夜晚都需要打開時(shí)，當(dāng)感知外界光照亮度強(qiáng)時(shí)，花燈提高亮度，當(dāng)感知外界光照亮度弱時(shí)，花燈減低亮度。

（4）安全性：當(dāng)感知花燈所處環(huán)境溫度過高時(shí)，由于可能只是使用時(shí)間過長(zhǎng)，電壓不穩(wěn)定等情況，不一定會(huì)出現(xiàn)險(xiǎn)情，為了避免引起不必要的恐慌，花燈將進(jìn)行聲音提示，當(dāng)出現(xiàn)煙霧時(shí)，證明此時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)險(xiǎn)情，將自動(dòng)切開電源并發(fā)出警報(bào)，此功能是根據(jù)情況的不同性發(fā)出不同指令及報(bào)警。

（5）語音指令：通過特定指令喚醒設(shè)備，在設(shè)備喚醒后發(fā)出新的指令從而控制花燈，語音指令可控制開關(guān)、亮度、花燈的主燈及背景輔助渲染燈光的顏色、定時(shí)開關(guān)選項(xiàng)等功能。

五、總結(jié)

此設(shè)計(jì)旨在傳承和發(fā)揚(yáng)中華傳統(tǒng)文化的花燈文化，通過創(chuàng)造性的改變花燈中的“燈”從而使花燈的實(shí)用性更強(qiáng)，尤其是在當(dāng)下科技飛速發(fā)展的社會(huì)，智能改變生活，從生活中的衣食住行中可以簡(jiǎn)單地看出，在傳承傳統(tǒng)文化的同時(shí)，人們也在積極的賦予傳統(tǒng)文化更高的價(jià)值。對(duì)于花燈的設(shè)計(jì)，本文從燈的選材、傳感器的使用及功能的實(shí)現(xiàn)幾個(gè)大部分設(shè)計(jì)花燈，初步建立了雛形，但是在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)上還存在不足，比如在手機(jī)端如何更加便捷的建立信號(hào)，將其他同樣有意義的傳感器設(shè)計(jì)在本文中，花燈中背景燈光的功能設(shè)計(jì)和合理的布局等。傳統(tǒng)文化與現(xiàn)在科技的代入使此設(shè)計(jì)擁有更加強(qiáng)的文化價(jià)值。

致謝

本片設(shè)計(jì)的順利完成要感謝我的指導(dǎo)教師張志勇老師，在選題及內(nèi)容都給予了我重要的指點(diǎn)，還要感謝學(xué)校為我提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，我的家人和同學(xué)們對(duì)我的支持和關(guān)照，感謝老師和學(xué)校的傳道授業(yè)解惑，讓我可以深入入的了解和學(xué)習(xí)專業(yè)文化知識(shí)，感謝家人和同學(xué)們對(duì)我生活和學(xué)習(xí)上的幫助，感激之情無以言表，我將用更加嚴(yán)謹(jǐn)和樂觀的態(tài)度面對(duì)未來的學(xué)習(xí)和生活，從而更好地為社會(huì)、民族貢獻(xiàn)微薄但且厚重的一份力量，不辜負(fù)我的老師、家人、同學(xué)們的支持與幫助。