智能化光电检测教学探索

陈钢

摘 要 利用数字化光敏电阻传感器获取外界光信号来控制LED灯的亮灭，单片机进行信息采集和指令控制，蓝牙模块和手机App进行通信，不但可以实时显示LED灯的状态，还可以通过手机终端指令打开或关闭LED灯。该方法作为光电检测类课程的一个新的尝试，将传统的光电检测和当前物联网技术紧密联系，实现智能化光电检测。对提高学生学习的热情和兴趣，以及能力的培养有一定的帮助，对传统的光电检测、光电传感技术等课程的教学起到一定的借鉴作用。

关键词 光电检测 单片机 蓝牙通讯 智能终端

中图分类号：TP212文献标识码：A

0引言

光电技术类课程是光电类专业的必修课，课程的内容涉及面广，是一类综合性强的课程。传统的光电检测类教材中重点讲解各类光电传感器的物理效应及工作模拟电路，对学生来说难度较大，所需实验器材也较多，对开展实验不是很方便。随着物联网技术的推广，很多典型的传感器比如光敏电阻、光电池、光电二极管等都变成数字化输出的模块，使用起来要比模拟信号方便很多，省去了搭建复杂电路的难题。

在传统的光电检测中，测量都是不联网的，只能现场测量，使用具有一定的局限性。将探测器和网络连接起来，就可以实现远程测量、连续检测、数据保存及分析等智能化的检测技术。本文利用光电检测及物联网思想，通过在单片机上连接数字化光敏传感器、蓝牙模块，再通过用手机蓝牙串口通信程序，实现实时显示传感器状态，以及手机端控制传感器的功能，将光电检测变成一种智能化的光电检测。

1硬件设备

系统主要分五个部分组成：51单片机、数字化光敏电阻模块、蓝牙模块HC-02、LED灯珠、手机客户端。其中光敏电阻获取外界光强度，输出0/1数据送到单片机，单片机判断光照来控制LED灯的亮灭，同时该信息经过蓝牙通信模块发送至手机客户端接收，手机客户端通过蓝牙指令也可以控制LED灯的亮和灭，硬件连接如图1所示。

2软件设计

软件设计分为底层单片机程序和上层App程序。单片机程序主要包括光敏电阻数据采集、蓝牙串口通讯，图2给出了单片机程序的主要代码，一些函数代码可以参考51单片机程序自行补充。App的开发可能稍显复杂，有一定C语言或Java语言基础，开发基于Android系统的App还是容易上手的，也可以利用已有的串口调试助手来测试。

3实验结果

实验结果如图3所示，光敏电阻无光照时，外接的LED灯不亮，手机端通过蓝牙连接，显示LED=0。光敏电阻有光照时，外接的LED灯亮起，手机端同时显示LED=1。另外也可以通过手机端发送1，可以点亮外接LED，发送0，关闭外接LED。

4小结

将探测器、单片机、蓝牙通信、手机APP有机的结合在一起，实现了光敏电阻传感数据采集、控制和智能终端的显示，并通过智能终端能够控制LED的开启和关闭。对智能化的光电检测起到了很好的演示作用，该过程简单易学，成本较低，适宜在各类光电检测技术等课程中进行演示推广。该方法中提到的探测器可以更换成其他类型的光电传感器或者其他各种传感器，通讯方式也可以更改成WIFI，窄带物联网芯片等通讯模块，更近一步的扩展成各类智能光电检测技术。

參考文献

[1] 王爱华，陈佳佳.单片机实验教学改革探讨[J].赤子，2017（31）：92.

[2] 闫璞，王贵锋.基于单片机技术的室内照明光伏优化供电控制系统设计[J].中国新技术新产品，2018（02）：22-24.

[3] 符鹤，周忠华，彭智朝.蓝牙技术的原理及其应用[J].微型电脑应用，2006（07）：60-61.

编辑整理：发展改革理论与实践杂志社官方网站