基于STM32的语音温控风扇的设计与实现

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设计说明书部分资料如下

设计摘要:

本设计以STM32单片机为核心控制器,构建了一个基于STM32的语音温控风扇系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STM32单片机,负责获取输入数据并进行处理,进而控制输出部分。输入部分包括DS18B20温度采集模块、DS1302时钟模块、SU-03T语音模块、独立按键和供电电路。DS18B20模块用于实时采集环境温度,DS1302模块提供精确的时间信息,SU-03T模块实现语音控制功能,独立按键用于手动设置和调整系统参数,供电电路为整个系统提供电力支持。输出部分包括OLED显示屏、MX1508直流电机和HC-05蓝牙模块。OLED显示屏用于显示时间、设置参数和系统状态,MX1508电机驱动风扇转动,HC-05蓝牙模块实现与手机端的通信,用户可以通过手机远程控制风扇的开关、调整温度阈值和定时时间,以及切换工作模式。

本设计通过集成多种传感器和控制模块,实现了风扇的智能化控制,提高了用户体验和系统的灵活性。

关键词: STM32单片机, 语音控制, 温控风扇, 蓝牙通信, OLED显示屏

字数:10000+

目录:

摘 要

ABSTRACT

1 引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2 系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

2.5 温度检测方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.3 显示模块

3.4 DS18B20传感器检测温度模块

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程设计

4.5 监测函数流程设计

4.6 显示函数流程设计

4.7 处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2多功能风扇实物测试

5.3 设置阈值测试

5.4蓝牙控制测试

5.5自动模式实物测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2按键调节阈值测试

6.3虚拟串口控制测试

6.4自动模式测试

结  论

参考文献

致  谢

 

1 引 言

1.1 选题背景及实际意义

随着科技的快速发展和人们生活水平的提高,智能家居设备逐渐成为现代生活的重要组成部分。其中,智能风扇作为智能家居系统中的一个重要分支,因其能够提供舒适的环境温度和便捷的控制方式,受到了广泛关注。传统的风扇控制方式主要依赖于手动操作,无法根据环境温度自动调节,且缺乏远程控制和语音控制功能,使用体验较为局限。近年来,微控制器技术,尤其是基于ARM Cortex-M内核的STM32系列单片机,因其高性能、低功耗和丰富的外设接口,在嵌入式系统设计中得到了广泛应用。STM32单片机具备强大的处理能力和丰富的通信接口,能够满足复杂控制系统的需求。此外,随着物联网(IoT)技术的发展,蓝牙通信、语音识别等技术逐渐成熟,为智能风扇的设计提供了技术支持。本设计以STM32单片机为核心控制器,结合温度传感器、时钟模块、语音识别模块、蓝牙通信模块和直流电机驱动模块,构建了一个智能温控风扇系统。该系统能够实时监测环境温度,并根据设定的温度阈值自动调节风扇的转速,提供舒适的环境温度。同时,系统支持语音控制和蓝牙远程控制,用户可以通过语音指令或手机APP方便地控制风扇的开关、调整温度阈值和定时时间,以及切换工作模式。该设计的实际意义主要体现在以下几个方面:1. 提高生活质量: 智能温控风扇能够根据环境温度自动调节,提供舒适的生活环境,提高用户的生活质量。2. 便捷操作: 通过语音控制和蓝牙远程控制,用户可以方便地操作风扇,无需手动调节,提升了使用的便捷性。3. 节能环保: 系统能够根据实际需求自动调节风扇的转速,避免不必要的能源消耗,具有一定的节能环保效果。4. 技术应用: 本设计综合应用了STM32单片机、传感器技术、蓝牙通信技术和语音识别技术,为相关技术的应用和推广提供了实际案例。综上所述,本设计不仅具有较高的实用价值,还为智能家居设备的设计和开发提供了新的思路和方法。

1.2 国内外研究现状

在智能家居领域,智能风扇的研究和应用已经取得了显著进展。国外方面,欧美等发达国家在智能家居设备的研究和应用上起步较早,技术相对成熟。例如,美国公司Nest推出的智能温控器,通过学习用户的使用习惯,自动调节室内温度,取得了良好的市场反响。此外,德国的博世(Bosch)和西门子(Siemens)等公司也在智能家居领域进行了大量研究和产品开发,推出了多款智能风扇产品,具备自动温控、远程控制和语音控制等功能。

国内方面,随着物联网和人工智能技术的快速发展,智能家居设备的研究和应用也取得了长足进步。例如,小米公司推出的米家智能风扇,通过与米家APP的联动,实现了远程控制、语音控制和智能温控等功能,深受消费者喜爱。此外,海尔、美的等传统家电企业也在积极布局智能家居领域,推出了多款智能风扇产品,具备自动温控、定时开关和多档风速调节等功能。

在技术研究方面,国内外学者和研究机构对智能风扇的控制算法、传感器技术和通信技术进行了深入研究。例如,美国麻省理工学院(MIT)的研究团队开发了一种基于深度学习的智能温控算法,能够根据用户的生理状态和环境参数自动调节风扇的转速,提高用户的舒适度。国内清华大学和浙江大学等高校也在智能家居领域进行了大量研究,提出了多种智能风扇控制算法和系统设计方案,为智能风扇的研发和应用提供了理论支持。

综上所述,国内外在智能风扇的研究和应用方面已经取得了显著成果,技术水平不断提高,产品功能不断丰富。未来,随着物联网、人工智能和传感器技术的进一步发展,智能风扇将在智能家居领域发挥更加重要的作用。

1.3 课题主要内容

本设计是基于STM32的语音温控风扇的设计与实现,主要实现以下功能:

 

通过温度传感器检测温度

通过语音模块进行风扇开关,模式,挡位和定时时间的改变

通过时钟模块实现定时功能,定时时间可调,定时结束后关闭风扇

通过oled显示温度,模式,定时时间等

通过按键控制开关风扇,改变风扇模式,定时时间,挡位调整

通过蓝牙模块连接手机,进行数据查看,控制风扇开关,改变温度阈值,定时时间,模式切换

开题报告
1
实物资料
2
仿真资料
3
设计说明书
4
答辩PPT
5
打包购买(包括实物资料+仿真资料+设计说明书+开题报告+答辩PPT)
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