设计说明书部分资料如下
设计摘要:
随着科技的不断进步,为满足特殊群体的需求,本设计致力于打造一种基于 STM32 的盲人饮水机系统。该系统精心构建了中控、输入和输出三个主要部分。
中控部分以 STM32 单片机为核心,发挥着关键的枢纽作用。它能够精准地获取输入部分传来的各类数据,经过高效的内部处理后,对输出部分进行准确控制,确保整个系统协调有序地运行。
输入部分由五大部分组成。DS18B20 温度采集模块可实时获取当前水的温度,为盲人用户提供至关重要的水温信息,有效避免因不知水温而被热水烫伤的风险。两个 HX711 称重模块分别用于检测热水和冷水处的重量,当感应到有杯子放置时,能自动触发相应的出水口开关,极大地提高了盲人接水的便捷性。两个 HC-SR04 超声波测距模块分别对热水和冷水的值进行检测,通过先进的超声波测距技术,准确测量出水口到杯子的距离,防止水流溢出或接水不足的情况发生。SU-03T 声控模块为盲人用户带来了极大的便利,通过语音指令即可轻松控制热水或冷水口的开关,无需手动操作,增强了使用的自主性。此外,供电电路为整个系统稳定供电,保障各个模块正常工作。
输出部分同样由四大部分构成。OLED 显示屏能够清晰地显示系统名称、水温、水量和距离等信息,虽然盲人用户可能无法直接看到,但可借助语音播报等辅助设备获取这些重要内容。继电器分别控制热水和冷水出水口开关,当对应的称重模块感应到有杯子放置时,会自动打开相应的出水口,为用户提供所需的热水或冷水。蜂鸣器则起到提醒作用,在接水完成或系统出现故障时发出声音提示,让盲人用户能够及时了解系统状态。
综上所述,本基于 STM32 的盲人饮水机系统充分考虑盲人的特殊需求,通过各个模块的协同配合,为盲人提供了便捷、安全、智能的饮水体验,具有较高的实用价值和广阔的推广前景。
关键词: STM32单片机,盲人饮水机,传感器,智能控制,自动化
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
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称重模块
3.5 SU-03T语音识别模块
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 监测函数流程图
4.4 显示函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 播报水温实物测试
5.3 语音控制测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2数据检测仿真测试
6.3 语音控制饮水机测试
结 论
参考文献
致 谢
1 、引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着科技的进步和社会的发展,智能化设备在日常生活中的应用越来越广泛。然而,对于视力障碍者来说,许多日常操作仍然存在较大的困难,尤其是在饮水这一基本需求上。传统的饮水机通常依赖视觉和手动操作,这对盲人用户来说极为不便。因此,设计一种能够通过语音控制和自动感应实现智能化操作的盲人饮水机系统具有重要的实际意义。
本课题选择基于STM32单片机的盲人饮水机系统作为研究对象,旨在通过集成多种传感器和智能控制算法,实现对饮水过程的自动化和智能化管理。STM32单片机因其高性能、低功耗和丰富的外设接口,成为该系统的理想选择。通过集成DS18B20温度传感器、HX711称重模块、HC-SR04超声波测距模块和SU-03T声控模块,系统能够实时监测水温、检测杯子重量、测量水位距离,并通过语音指令控制水口的开关。此外,OLED显示屏和蜂鸣器的加入,进一步提升了系统的交互性和用户体验。
该系统的实际意义在于为盲人用户提供便捷、安全的饮水体验,减少他们在日常生活中的不便,提高生活质量。同时,该系统的设计也为智能化家居设备的发展提供了新的思路和方向,具有广泛的应用前景和社会价值。
1.2 国内外研究现状
随着科技的进步和社会对特殊群体关怀的增加,智能化设备在日常生活中的应用越来越广泛。国内外在盲人辅助设备领域的研究也取得了显著进展。在国内,针对盲人辅助设备的研究主要集中在智能导盲杖、智能眼镜和智能家居设备等方面。例如,清华大学和北京航空航天大学等高校的研究团队开发了基于激光雷达和超声波传感器的智能导盲杖,能够实时感知周围环境并提供语音导航。此外,一些企业也推出了基于语音识别和物联网技术的智能家居设备,如智能灯具、智能门锁等,为盲人用户提供了更加便捷的生活体验。在国外,盲人辅助设备的研究同样取得了重要进展。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和计算机视觉的智能眼镜,能够通过摄像头捕捉周围环境信息并实时转化为语音提示,帮助盲人用户更好地感知周围环境。此外,欧洲的一些研究机构和企业也在积极探索基于人工智能和机器学习的盲人辅助设备,如智能语音助手、智能导航系统等,这些设备通过不断学习和优化,能够提供更加个性化和精准的服务。STM32单片机因其高性能、低功耗和丰富的外设接口,在盲人辅助设备中得到了广泛应用。例如,一些研究团队利用STM32单片机开发了智能导盲杖和智能饮水机系统。这些系统通过集成多种传感器和智能控制算法,实现了对环境的实时监测和智能化操作,为盲人用户提供了更加便捷、安全的生活体验。综上所述,国内外在盲人辅助设备领域的研究已经取得了显著进展,但仍存在一些挑战和不足。未来,随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展,盲人辅助设备将会更加智能化、个性化和人性化,为盲人用户提供更加全面和优质的服务。
1.3 课题主要内容
本设计是基于stm32的盲人饮水机,主要实现以下功能:
通过温度传感器检测水温
通过压力传感器检测出水口是否有水杯,以及水是否已满
通过超声波模块检测杯底到杯身的距离,当出水到达杯身一定比例,立即停止出水
通过语音模块语音控制出水,语音播报出水情况,出水完成后,蜂鸣器提醒
通过oled显示水温等数据