#第十届立创电赛#智能环境监测与灯光调节系统 - 立创电子设计大赛

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赛事

第十届立创电子设计开源大赛

版本协议

GPL 3.0

专业版

#第十届立创电赛#智能环境监测与灯光调节系统

创建时间：2周前

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描述

<div class="document"> 注：* 为必填项 请在报名阶段填写 ↓ <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> <ul> <li> 解决问题： 现代办公/学习中，环境光强和温度变化易导致视觉疲劳。本项目通过实时监测环境光强和温度，自动调节LED灯光色温及亮度，创造舒适视觉环境。 </li> <li> 实现手段： <ol> <li> 使用光敏电阻和温度传感器采集环境数据 </li> <li> RA4M1处理器分析数据并执行自适应算法 </li> <li> 通过PWM动态控制RGB LED灯带 </li> <li> 增加手动调节模式（通过物理按键） </li> </ol> </li> <li> 创新点： <ul> <li> 冷色温（高色温）用于高光照环境提神，暖色温（低色温）用于低光照环境放松 </li> <li> 温度过高时自动切换蓝色冷光模式 </li> </ul> </li> </ul> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*2、项目属性</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <ul> <li> 首次公开：是 </li> <li> 原创性：是（传感器联动算法原创） </li> <li> 获奖历史：无 </li> <li> 答辩经历：无 </li> </ul> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 3、开源协议</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <div> GPL-3.0 的核心在于开源，而非限制商业用途。用户可以自由地将软件用于商业目的，但必须遵守以下规则： </div> <div> <ol class="b_dList"> <li> 源码开放：分发时必须提供源代码，确保接收者能够自由修改和使用。 </li> <li> 许可证传递性：任何基于 GPL 软件的修改版本也必须遵守 GPL 协议，确保自由的延续。 </li> <li> 专利保护：贡献者自动授予专利许可，防止专利诉讼破坏开源生态。 </li> <li> 破解允许：用户可以自由破解软件的技术限制，例如在消费类硬件上运行修改后的代码 </li> </ol> </div> 请在竞赛阶段填写 ↓ <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*4、硬件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 环境光传感器 → ADC → RA4M1 MCU → PWM → RGB灯带 NTC温度传感器 → ADC → <h4>关键硬件：</h4> <ol> <li> 主控：瑞萨RA4M1-Sensor开发板（自带调试接口） </li> <li> 传感器： <ul> <li> GL5528光敏电阻（接P010/ADC0） </li> <li> 10K NTC温度传感器（接P011/ADC1） </li> </ul> </li> <li> 执行器： <ul> <li> WS2812B RGB灯带（接P407/SPI MOSI） </li> </ul> </li> <li> 交互： <ul> <li> 3个轻触按键（模式切换/参数调节，接P000-P002） </li> <li> 0.96寸OLED（I2C，接P109-SCL/P110-SDA） </li> </ul> </li> </ol> <h4>调试要点：</h4> <ol> <li> ADC校准：在代码中存储空载/满载ADC值做线性映射 </li> <li> PWM频率：灯带控制需800kHz信号，使用SPI模拟 </li> <li> 电源隔离：灯带单独供电，避免电流干扰MCU </li> </ol> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*5、软件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> graph TD A[系统初始化] --> B[传感器数据采集] B --> C{自动模式？} C --是--> D[计算色温映射] C --否--> E[按键读取参数] D --> F[生成PWM数据] E --> F F --> G[驱动RGB灯带] G --> H[OLED刷新显示] H --> B // 色温自适应算法（伪代码） void update_light() { float lux = read_light(); // 读取光照值 float temp = read_temp(); // 读取温度值 if (temp > 30.0) { // 高温保护 set_rgb(0, 0, 255); // 蓝色冷光 return; } // 色温映射公式（光照范围0-1000 lux → 色温2000K-6500K） uint16_t color_temp = 2000 + (lux / 1000.0) * 4500; // 转换为RGB值（简化版） uint8_t r = 255 - (color_temp - 2000) / 18; uint8_t b = (color_temp - 2000) / 20; set_rgb(r, 0, b); } /Project ├── /CMSIS // 核心库 ├── /FSP // 瑞萨外设驱动 ├── /src │ ├── main.c // 主逻辑 │ ├── sensors.c // 传感器驱动 │ ├── oled.c // SSD1306显示驱动 │ └── ws2812b.c // RGB灯带驱动 └── /inc // 头文件 <h4>开发环境：</h4> <ol> <li> IDE：e² studio（瑞萨官方IDE） </li> <li> 编译器：Arm GCC </li> <li> 烧录工具：J-Link + RTT Viewer </li> <li> 关键配置： <ul> <li> ADC扫描模式：连续扫描CH0/CH1 </li> <li> SPI配置：8MHz（模拟WS2812时序） </li> <li> 系统时钟：48MH </li> <li> <h3> 项目亮点</h3> <ol> <li> 低功耗设计：休眠模式下功耗</li></ol></li></ul></li></ol></div>