摘要：本文设计的RGB多功能彩灯装置可凭借外界环境中的声音强度、温度、光线强弱变化、人面部表情进行控制。装置可伸缩以变换不同形状；可根据信号进行灯内颜色变化；彩灯装有独立增压装置，利用流动的空气改变雨水运动轨迹，在装置上方形成屏障，避免淋湿；可增设太阳能板或扇页，利用太阳能和风能供电，实现绿色创新科学的设计理念。
关键词：智能彩灯；独立增压装置
1RGB装置控制系统研究内容
（1）RGB多功能智能彩灯装置的电路系统以及其含有的WiFi的串口模块。（2）RGB多功能智能彩灯装置的控制系统。因为该装置中使用了光线、声音以及温度传感器，所以采用51系列的单片机来处理从外界环境中所采集到的数据，根据处理后得到的数据结果来控制灯光的变换，形成各种各样的色光。（3）RGB多功能智能彩灯的智能过程的控制。该功能模块采用智能化远程控制设计，远程控制可以分为无人值守自动制和人工控制两种模式。真正的实现RGB多功能智能彩灯的灯光色彩变换的精细化、智能化、可视化，达到对RGB多功能智能彩灯的精确管理、智能调节的目的。①无人值守自动控制模式。若系统根据实时的环境的情况产生预警的事件，系统将自动的发出后台的指令，设备则按照预先设定有序的智能化依次开启，对RGB多功能智能彩灯进行光线、声音以及温度等环境的因素进行调控作业，具有全自动行场频自适应能力和信号的检测能力，信源端信号的变化不需要用户的调节，完全适合无人值守的应用。②人工控制模式。则由管理或者工作人员根据实际的需要，通过远程控制RGB多功能智能彩灯中的环境调控的设备，适时调节RGB多功能灯笼的光线、声音的频率以及温度的变化，使该RGB灯笼的色光可以满足不同场合、用户的心理情感的需要。（4）RGB多功能智能灯笼的管理平台。主要实现应用微信、微博公众平台进行远程的管理以及监控，实现远程监控RGB多功能智能彩灯所采集的外界环境的变化、外界环境因素变化的历史数据等。
2RGB装置控制系统方案设计
该RGB多功能灯笼的智能识别以及监测系统采用模块化体系结构，总控制器通过采集各种传感器的信号，与设定的外界中的指标参数进行对照，并通过设备进行校正；其次，信号采集卡所形成的总控制器将外界环境中的目标参数传送到WiFi无线模块，通过无线传输功能，将环境参数传输到灯笼的总系统中的芯片中，用于图像的存储、编码传输等要求。然后，通过采集VGA信号、标准以及非标准的RGB的分量等信号源，将收集到的模拟量形成高清的VGA视频，最终可以使灯笼能够随着环境中的光线强度、声音的频率的变化以及检测、识别人的面部的表情来使该RGB灯笼所呈现出各种各样的色光。系统的总体方案设计图如图1所示。
3RGB装置控制系统设计
3.1RGB装置结构设计。本文设计的RGB彩灯的控制装置，包括以木棉花，记忆合金材质所构成的伞面，路灯的内部设有多个控制器模块，包括中央控制模块、终端控制模块、终端数据传输模块显示模块，按键设置模块、信息采集模块、无线通信模块以及空气增压装置；同时可增设太阳能板或扇页，用以收集太阳能和风能为其提供电能。整个系统利用太阳能，可分为两个模式：晴天模式与雨天模式.该RGB彩灯默认状态为晴天模式，灯笼上的木棉花材质的伞面以及的空气增压装置形成的雨伞默认关闭。当通过路灯上安装传感器感应路灯5米范围内是否有人，雨伞便会自动打开，在太阳猛烈时为路人带来一片荫凉。如果感应到有雨滴落下，路灯便自动转换成雨天模式，雨伞也将自动打开。这样，路灯就不仅局限于夜晚发挥其功能，在雨天及高温天气下同样可以发挥其作用，更是为城市带来了一丝生气。
3.2RGB装置控制信号系统设计。彩灯内部所包括的中央控制模块，中央控制模块内部设有控制器和单片机硬件电路，控制器的第一输入/输出可以和终端的控制模块进行双向连接，可以直接利用按键设置模块完成参数设置，应环境的所需，对RGB智能彩灯进行各项功能之间的变换，实现人机交互功能，内部控制器的第二输入也可和彩灯智能装置中的环境各方面实时信息采集模块和智能化图像的处理模块的输入端进行双向连接。实时信息的采集模块、智能化的图像的识别处理模块和终端输入模块双向连接，通过模块以及模块环境中光照强度、声音律动性以及场合中人的面部表情图像的模拟、检测，通过单片机处理将模拟量、图像等信息转变成数字化的信号，将计算机智能化和图像识别技术，A/D转换的有机融合。随后将收集到的数据传输至模块传递采集的实时信息，以完成无线网络通信功能。显示模块可由信息实时采集模块与终端控制模块间接连接，实时显示检测参数数值及智能装置的工作状态；再由按键设置模块对终端控制模块进行一定参数设置，改变智能彩灯装置的工作状态。LED显示装置安装在RGB智能彩灯的灯面的周围。前端控制器和单片机硬件电路、环境各方面实时信息采集模块、数据传输模块以及装置的中央控制模块安装在RGB智能彩灯的内部。RGB装置控制信号示意图如图2所示。
3.3RGB装置软硬件设计。采用模块化设计思想，完成智能环境监测系统硬件电路设计，主要包括:控制系统模块电路设计、串口WiFi模块电路设计、RGB和VGA信号采集模块的电路设计、声音频率检测模块电路设计、光照强度检测模块电路设计、检测、识别人的面部表情的模拟电路设计以及设备模块电路设计等。根据系统的功能要求，编写软件程序，主要包括软件系统的总体架构设计、初始模块设计、数据采集模块设计和无线通信模块设计等内容。利用C语言、SQLServer进行模块化程序设计与开发，包括系统主程序、数据采集模块、网络通信模块、数据存储方式等。
4小结
本文设计的多功能RGB彩灯装置可凭借外界环境中的声音强度、温度、光线强弱变化、人面部表情进行控制。RGB彩灯的控制装置以低成本、高可靠的方式有效解决了传统彩灯控制系统存在的问题，可以显著地提升节日彩灯的控制水平，提升电力应用效率，提高智能彩灯监控管理的自动化、智能化和网络化水平。但是由于各种条件限制，还需要进一步优化其外观和程序，使该装置更加人性化、智能化。
参考文献
[1]刘晓宇.电气自动控制系统的功能的探讨[J].绿色环保建材,2017,06:191.
[2]黄慧媛.试析电气自动化控制中人工智能技术的应用[J].内燃机与配件,2019（02）.
作者:宋犇 姚姣姣 邓淇文 纪源 单位:西京学院理学院