基于STM32的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文合集

室內(nèi)智能光控系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：在21世紀(jì)的今天，在經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民的生活品質(zhì)的不斷提升下，“綠色健康生活”這一概念也逐漸成為了現(xiàn)代人的熱點(diǎn)。與傳統(tǒng)的家用產(chǎn)品相比，現(xiàn)在越來(lái)越多的家庭產(chǎn)品被“智能化”，“多功能”和“自動(dòng)化”所取代，而智能化家庭的燈光就是一種很有代表性的產(chǎn)品。該設(shè)備可以高效、便捷的對(duì)室內(nèi)燈光進(jìn)行控制，無(wú)需每一次人工切換，并為節(jié)能減排、綠色生活提供了一套科學(xué)的管理體系。因此，我選擇了一套智能化的室內(nèi)照明控制系統(tǒng)作為我的學(xué)位論文。本系統(tǒng)采用STM32F103C8T6作為信號(hào)的采集與處理中心，并采用串行信道傳輸信號(hào)。有光敏傳感器和聲敏傳感器，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的收集，然后再使用藍(lán)牙將這些信息傳送到另一塊輔板上，這樣就可以對(duì)這些信息作出準(zhǔn)確的響應(yīng)，還可以加上一個(gè)繼電器來(lái)對(duì)窗簾的控制，從而可以更好地使用這些信息。從而便于使用者更科學(xué)、更有效地進(jìn)行室內(nèi)燈光的管理。關(guān)鍵詞：智能室內(nèi)照明；STM32；藍(lán)牙IntelligentIndoorLightingControlSystemBasedonSTM32Abstract：Inthe21stcentury,withthecontinuousdevelopmentoftheeconomyandtheimprovementofpeople'squalityoflife,theconceptof"greenandhealthylife"hasgraduallybecomeahottopicformodernpeople.Comparedwithtraditionalhouseholdproducts,moreandmorehomeproductsarenowbeingreplacedby"intelligence","multifunctional",and"automation",andthelightingofintelligenthomesisaveryrepresentativeproduct.Thisdevicecanefficientlyandconvenientlycontrolindoorlightingwithouttheneedformanualswitching,andprovidesascientificmanagementsystemforenergyconservation,emissionreduction,andgreenliving.Therefore,Ihavechosenanintelligentindoorlightingcontrolsystemasmythesis.ThissystemusesSTM32F103C8T6asthesignalacquisitionandprocessingcenter,andusesserialchannelstotransmitsignals.Therearephotosensitivesensorsandacousticsensorsthatcancollectreal-timeinformationfromtheon-siteenvironment,andthenuseBluetoothtotransmitthisinformationtoanotherauxiliaryboard.Thisallowsforaccurateresponsetothisinformation,andarelaycanalsobeaddedtocontrolthewindowcurtain,allowingforbetteruseofthisinformation.Thisfacilitatesuserstomanageindoorlightingmorescientificallyandeffectively.Keywords:Intelligentindoorlighting;STM32;Bluetooth目錄TOC\o"1-3"\h\u第１章緒論 緒論研究背景和意義背景分析近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)逐漸成為一個(gè)熱門話題。室內(nèi)環(huán)境直接關(guān)系到人們的健康和生活質(zhì)量，因此，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量。然而，目前市面上的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器大多價(jià)格昂貴，不夠普及。為了解決這一問(wèn)題，越來(lái)越多的研究人員開(kāi)始探索室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器的設(shè)計(jì)與制作?；趩纹瑱C(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器由于其成本低廉、易于制作、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，備受研究者青睞。然而，目前設(shè)計(jì)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器還存在一些問(wèn)題，例如數(shù)據(jù)采集和傳輸不夠穩(wěn)定、數(shù)據(jù)處理和分析能力有限等。因此，本研究旨在設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，解決已有研究存在的問(wèn)題。本研究將以實(shí)現(xiàn)信息采集和系統(tǒng)控制的單片機(jī)為核心，依靠GSM網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與PC之間的通訊。PC利用收到的信息對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行分析和監(jiān)測(cè)。本研究將采用先進(jìn)的技術(shù)手段，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定、可靠的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[1]。本研究的意義在于，設(shè)計(jì)一種低成本、易于制作、靈活性強(qiáng)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠普及到更多家庭和公共場(chǎng)所，為人們提供更加健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境。同時(shí)，本研究的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)手段也為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了參考和借鑒。飛速發(fā)展的信息技術(shù)促進(jìn)了社會(huì)的飛速發(fā)展，隨著它的不斷發(fā)展，智能數(shù)字調(diào)光技術(shù)已經(jīng)逐步走向了成熟期，并憑借它的功能強(qiáng)大、操作方便、節(jié)能和可靠性高的優(yōu)勢(shì)，逐步取代了消耗大量能源的傳統(tǒng)模擬調(diào)光技術(shù)，從而有效地吸引了市場(chǎng)消費(fèi)者的關(guān)注。在我國(guó)，城市居民對(duì)城市居民的居住、居住和居住環(huán)境的改善都離不開(kāi)城市居民的居住和居住環(huán)境的改善。當(dāng)前，由于沒(méi)有廣泛地樹(shù)立起節(jié)能意識(shí)，導(dǎo)致現(xiàn)有的用電量常常超過(guò)頻率，因此，傳統(tǒng)的手工式開(kāi)關(guān)控制的照明系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。鑒于此，項(xiàng)目擬以STM32為核心，從穩(wěn)定性、能耗和性價(jià)比等方面出發(fā)，研發(fā)一套智能化的室內(nèi)照明控制系統(tǒng)。本課題的研究意義開(kāi)發(fā)出了一套智能的室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)，讓人們能夠?qū)κ覂?nèi)燈光的環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的管理，從而大大縮短了他們的管理時(shí)間，從而提升了他們處理其他事情的效率。尤其是：1)改善了對(duì)燈光的有效的監(jiān)控和管理，降低了燈光的維修費(fèi)用。2)綠色環(huán)境，節(jié)省能源，大大提升了人們的生存水平，也與我國(guó)倡導(dǎo)的“低碳”的理念不謀而合。3)能使燈管使用年限增加，使用壽命增加，同時(shí)能節(jié)約很多燈管，不僅能降低生產(chǎn)費(fèi)用，還能減輕手動(dòng)換燈管的勞力。4)如果是綠色的，那么綠色的環(huán)境將會(huì)給我們的工作和生活環(huán)境，讓我們的生活品質(zhì)得到提升，創(chuàng)造一個(gè)美麗的、溫馨的環(huán)境，對(duì)我們的身體和精神都有好處，也能讓我們的工作效率更高。課題研究?jī)?nèi)容和方法研究?jī)?nèi)容該項(xiàng)目打算使用STM32研發(fā)板，以光、聲兩種敏感傳感器為結(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，并利用串行通訊將收集到的信息傳輸給LED燈組及繼電器來(lái)模仿窗簾的控制，當(dāng)LED燈組發(fā)生問(wèn)題時(shí)會(huì)報(bào)警；此外，還有一種模式，即手動(dòng)選擇時(shí)間模式，通過(guò)人工設(shè)置LED燈的開(kāi)關(guān)時(shí)間去控制室內(nèi)照明，其中STM32作為主控對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行監(jiān)測(cè)及控制[2]。本項(xiàng)目所需儀器包括：STM32開(kāi)發(fā)板，液晶顯示屏，LED燈，繼電器，蜂鳴器，光敏傳感器，聲波傳感器等。本文研究的是基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀是一種能夠?qū)κ覂?nèi)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于住宅、辦公室、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等各種場(chǎng)所。本文研究工作主要有以下幾部分：(1)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀硬件系統(tǒng)，包括單片機(jī)控制電路、傳感器接口電路和數(shù)據(jù)采集電路等。(2)設(shè)計(jì)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)與分析算法，包括室內(nèi)溫度、濕度、氣壓和可燃?xì)怏w濃度等參數(shù)的采集、計(jì)算和分析。(3)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，測(cè)試室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，并對(duì)比不同環(huán)境下的數(shù)據(jù)差異。(4)分析室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀在實(shí)際應(yīng)用中的前景和展望，并提出相應(yīng)的建議和改進(jìn)方案。研究方法首先，為了完成這個(gè)研究項(xiàng)目，我們要使用STM32開(kāi)發(fā)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行照明的自動(dòng)化，我們要使用光敏性和聲敏性兩種傳感器來(lái)進(jìn)行控制，并將他們所獲得的信息進(jìn)行采集。其次，該限制值（光度和音量）需要提前設(shè)定；第三，如果周圍的光線、聲響等條件滿足一定條件，燈光的亮度、亮度、亮度都會(huì)被自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且可以調(diào)節(jié)窗簾的開(kāi)啟、關(guān)閉；使用者可自行設(shè)定LED燈泡開(kāi)啟或關(guān)閉的時(shí)刻；最后，還需要對(duì)系統(tǒng)是否會(huì)發(fā)生故障進(jìn)行分析，接著，本次系統(tǒng)模擬了在發(fā)生故障時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警響，在切斷LED燈的電壓時(shí)，蜂鳴器報(bào)警。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀當(dāng)前，針對(duì)一些公司沒(méi)有充足的室內(nèi)照明系統(tǒng)的發(fā)展，又增加了其他方面的資源。例如，根據(jù)校園對(duì)于光照強(qiáng)度的要求不同，比如室內(nèi)綠化布置的不同，有些室內(nèi)的陰雨面積都比較大，以至于在不同的教室，有些室內(nèi)燈光不可能調(diào)得恰到好處。目前的室內(nèi)照明主要集中在室內(nèi)，而且還存在一些不可控因素，如燈具照明角度的不正確、過(guò)長(zhǎng)、過(guò)短、安裝力度的影響等，這些因素都會(huì)對(duì)室內(nèi)智能光控系統(tǒng)的智能燈光的可靠性造成影響。如何利用光控制技術(shù)提高室內(nèi)智能照明的系統(tǒng)，還有待提高。室內(nèi)照明的智能化將是很有必要的，室內(nèi)照明的智能化不僅能節(jié)省燈具的成本，還能使燈具更加智能化，其次，能夠有效的節(jié)約成本，還能讓燈光在合理的時(shí)間和合適的環(huán)境中工作。當(dāng)前社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，研究人員對(duì)于室內(nèi)智能光控系統(tǒng)的研究也就更加多了。但是從目前的情況來(lái)看，室內(nèi)的智能光控系統(tǒng)存在很多問(wèn)題，如環(huán)境的溫度、光線不靈敏、只能靠人工進(jìn)行控制、成本過(guò)高以及無(wú)法進(jìn)行及時(shí)的協(xié)調(diào)控制等。因此，研究如何克服這些問(wèn)題，成為了一個(gè)具有性價(jià)比的研究課題。而在當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，智能光控系統(tǒng)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)室內(nèi)光照進(jìn)行監(jiān)控，這個(gè)智能化的系統(tǒng)能夠根據(jù)室內(nèi)的光線的強(qiáng)弱來(lái)控制室內(nèi)的溫度、照度等，大降低了室內(nèi)的能源損耗，更加有效的解決了室內(nèi)的安全問(wèn)題，是符合現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展潮流的，是符合時(shí)代潮流的。針對(duì)目前的研究現(xiàn)狀，雖然已經(jīng)有很多研究成果，但是大多都是針對(duì)室內(nèi)的情況進(jìn)行研究，對(duì)于智能光控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)這一部分需要考慮的因素更多，比如照明的照度、遮光的強(qiáng)弱、各種人體的數(shù)量、人體對(duì)于這些因素的判斷等。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)單片機(jī)程序的學(xué)習(xí)研究，最終確定了一種基于單片機(jī)的室內(nèi)智能光控系統(tǒng)，它可以根據(jù)室內(nèi)光環(huán)境進(jìn)行智能調(diào)整，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)控制。光控(LightDetection)就是傳統(tǒng)意義上的普通住宅燈具，通常有電動(dòng)，低壓，超高壓，低俗，壽命長(zhǎng)的玻璃等，在許多傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)中，都采用了這種設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代社會(huì)人們的生活方式，對(duì)于光的需求量大，能源短缺等一系列問(wèn)題層出不窮，因此開(kāi)發(fā)一套智能室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)是勢(shì)在必行的。室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)是針對(duì)傳統(tǒng)燈光控制系統(tǒng)的不足，設(shè)計(jì)的一套對(duì)燈光進(jìn)行合理的管理系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)通過(guò)室內(nèi)燈光的參數(shù)，進(jìn)行燈光的自動(dòng)控制，再通過(guò)室內(nèi)燈光控制器的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光的智能控制，從而達(dá)到人們對(duì)于燈光智能控制的目的。隨著近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，由于國(guó)內(nèi)外高校的數(shù)量和形式的不同，對(duì)室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)的要求也不同，傳統(tǒng)的控制方式是手動(dòng)控制，智能控制方法和自動(dòng)控制方法可以結(jié)合在一起，結(jié)合起來(lái)使用，而現(xiàn)在開(kāi)發(fā)的室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)，也可以一起運(yùn)用到燈光照明系統(tǒng)中。室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)是依據(jù)室內(nèi)控制系統(tǒng)的參數(shù)來(lái)進(jìn)行控制的[3]。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)在室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)中，硬件設(shè)計(jì)是不可或缺的部分。本節(jié)將詳細(xì)介紹室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的硬件設(shè)計(jì)方案。首先，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的硬件系統(tǒng)主要分為三大部分，包括傳感器采集模塊、顯示模塊以及控制模塊。其中，傳感器采集模塊主要負(fù)責(zé)采集室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、氣壓等；顯示模塊負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在液晶屏幕上；控制模塊則是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)調(diào)用傳感器采集模塊和顯示模塊的API，控制數(shù)據(jù)的采集和顯示等。接著，我們?cè)敿?xì)介紹一下傳感器采集模塊的具體設(shè)計(jì)。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀采用多種傳感器來(lái)采集不同的數(shù)據(jù)，包括溫濕度傳感器、氣壓傳感器等。將傳感器所采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)模擬信號(hào)傳遞到數(shù)據(jù)采集芯片上，再由數(shù)據(jù)采集芯片將數(shù)據(jù)數(shù)字化，處理后再交由控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和顯示。最后，我們來(lái)介紹一下本室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的優(yōu)勢(shì)。相比于傳統(tǒng)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀，本設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)控制和多傳感器聯(lián)合采集的技術(shù)方案，使得數(shù)據(jù)采集更加準(zhǔn)確、靈敏，在數(shù)據(jù)顯示方面也更加清晰直觀。同時(shí)，本設(shè)計(jì)的硬件成本也相對(duì)較低，具有一定的廉價(jià)優(yōu)勢(shì)。因此，在室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的硬件設(shè)計(jì)方案中，我們采用了多傳感器聯(lián)合采集和單片機(jī)控制的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和廉價(jià)性。在接下來(lái)的章節(jié)中，我們將詳細(xì)介紹本設(shè)計(jì)的軟件部分[4]。軟件設(shè)計(jì)在室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)中，軟件設(shè)計(jì)是十分重要的環(huán)節(jié)。本文采用C語(yǔ)言編程語(yǔ)言，通過(guò)單片機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)獲取環(huán)境監(jiān)測(cè)儀所測(cè)得的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。具體而言，本文設(shè)計(jì)了室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，兩個(gè)模塊共同實(shí)現(xiàn)了對(duì)室內(nèi)環(huán)境各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和處理。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)采集模塊主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)室內(nèi)環(huán)境各項(xiàng)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集功能。該模塊利用單片機(jī)的模擬轉(zhuǎn)換模塊將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)程序?qū)?shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，獲取各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。具體而言，本文設(shè)計(jì)了溫度、濕度、CO2濃度等多個(gè)環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)采集模塊。其中，CO2濃度的數(shù)據(jù)采集模塊采用了NDIR紅外氣體傳感器，該傳感器具有高濃度下的穩(wěn)定性和高精度的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CO2濃度的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)處理模塊主要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)顯示在室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的顯示屏上。本文采用了LCD顯示屏來(lái)顯示室內(nèi)環(huán)境各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)值，用戶可以通過(guò)LCD顯示屏方便地獲取各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)。此外，本文還設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)處理模塊，將所采集的數(shù)據(jù)以圖表的形式展示，便于用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比較。同時(shí)，本文采用了定時(shí)器中斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的周期性采集和處理，確保所測(cè)得的數(shù)據(jù)具有高度的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性?？傊疚尼槍?duì)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)出了硬件和軟件兩個(gè)模塊，其中，軟件設(shè)計(jì)模塊是實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀功能的關(guān)鍵之一。通過(guò)對(duì)軟件設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述和分析，本文系統(tǒng)地介紹了室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)，為讀者深入了解和學(xué)習(xí)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)[5]。設(shè)計(jì)任務(wù)的要求與方案室內(nèi)照明系統(tǒng)的功能室內(nèi)照明系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能:(1)實(shí)時(shí)的檢測(cè)室內(nèi)的光線變化，在室內(nèi)無(wú)人時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟照明系統(tǒng)，能有效避免這種情況的發(fā)生，同時(shí)也對(duì)燈光的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。(2)當(dāng)室內(nèi)的人數(shù)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，能夠通過(guò)燈的亮滅來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)燈光的亮度，進(jìn)而來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。(3)室內(nèi)燈光能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)的光照強(qiáng)度，光照過(guò)強(qiáng)或者過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)照明系統(tǒng)的性能降低。(4)室內(nèi)光線是完全關(guān)閉或關(guān)閉，如果有特殊情況需要時(shí)能夠開(kāi)啟室內(nèi)照明系統(tǒng)。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)為了能夠得到消費(fèi)者的滿意，室內(nèi)照明系統(tǒng)的好壞，很大程度上決定著公司的經(jīng)營(yíng)效率和銷量。室內(nèi)智能照明系統(tǒng)的工作原理是:在有物體遮擋物的條件下，對(duì)物體進(jìn)行閉合，進(jìn)而通過(guò)系統(tǒng)來(lái)控制燈的亮滅，達(dá)到減少燈的熄滅效果。室內(nèi)照明系統(tǒng)的目的就是為了有效的節(jié)省燈，因?yàn)闊舻南缡遣荒芰⒓搓P(guān)閉的，燈的亮度要比燈亮得高，才能引起消費(fèi)者的注意。整個(gè)室內(nèi)燈光系統(tǒng)的功能是:可以通過(guò)光敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的光線強(qiáng)度的檢測(cè)，并將檢測(cè)到的信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)在這個(gè)過(guò)程中，判斷其中的某一個(gè)光強(qiáng)度和當(dāng)時(shí)的阻值，如果光強(qiáng)度比較低，則需要發(fā)出警報(bào)聲，以提示用戶。并且要設(shè)計(jì)每個(gè)LED的亮滅情況，并且要設(shè)置亮燈時(shí)間，用戶可以通過(guò)打開(kāi)LED的時(shí)間和關(guān)閉LED的時(shí)間來(lái)設(shè)定燈的亮滅，這樣可以為用戶提供更好的服務(wù)[6]。燈光控制系統(tǒng)的功能(1)通過(guò)手機(jī)LED顯示屏來(lái)進(jìn)行室內(nèi)燈光的自動(dòng)控制;(2)通過(guò)LED顯示屏可以顯示當(dāng)前的光照強(qiáng)度以及實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度，通過(guò)手機(jī)LED顯示屏的LED燈進(jìn)行控制;(3)通過(guò)手機(jī)LED顯示屏可以顯示當(dāng)前室內(nèi)燈光的開(kāi)啟和關(guān)閉情況，通過(guò)手機(jī)LED顯示屏的LED燈進(jìn)行控制;(4)通過(guò)手機(jī)LED燈進(jìn)行室內(nèi)燈光的遠(yuǎn)程控制;對(duì)于燈光控制系統(tǒng)的基本功能都可以在室內(nèi)中實(shí)現(xiàn)，首先利用了紅外傳感器來(lái)檢測(cè)室內(nèi)的光線變化，當(dāng)檢測(cè)到的光線值超過(guò)設(shè)定值時(shí)，通過(guò)LM393電壓比較器將信號(hào)轉(zhuǎn)化為低電平，經(jīng)LM393電壓比較器后，輸入到單片機(jī)的P3.6引腳上，進(jìn)而單片機(jī)可以識(shí)別到當(dāng)前環(huán)境的光線值，單片機(jī)就會(huì)控制燈的亮滅，當(dāng)燈沒(méi)有亮燈的時(shí)候，單片機(jī)就不會(huì)控制燈的亮滅。我們經(jīng)常使用的燈光控制系統(tǒng)包括兩個(gè)部分，一個(gè)是主動(dòng)開(kāi)燈系統(tǒng)，另一個(gè)是自動(dòng)開(kāi)燈系統(tǒng)。當(dāng)然，作為本設(shè)計(jì)的燈光控制系統(tǒng)，還必須具備以下的功能:1、感應(yīng)人的存在:當(dāng)人走進(jìn)燈光時(shí)，它對(duì)于光線非常敏感，它必須能夠感應(yīng)到人，并且它可以根據(jù)人的光強(qiáng)來(lái)自動(dòng)調(diào)整光線的強(qiáng)弱。2、自動(dòng)開(kāi)關(guān):當(dāng)有人走進(jìn)燈光時(shí)，它能夠感應(yīng)到人，并且自動(dòng)開(kāi)啟室內(nèi)照明。3、自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度:室內(nèi)光線的變化與人的光強(qiáng)有關(guān)，因此，我們必須能夠根據(jù)人的光強(qiáng)來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)光照。本次設(shè)計(jì)的燈光控制系統(tǒng)可分為兩部分，一部分是室內(nèi)光控系統(tǒng)，另一部分是自動(dòng)開(kāi)燈系統(tǒng)，他們分別與單片機(jī)的幾個(gè)端口連接，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)將自動(dòng)將燈光打開(kāi)，同時(shí)在LCD上顯示光強(qiáng)[7]。燈光控制系統(tǒng)的原理光強(qiáng)的控制方法與一般的燈光控制方法有很大的不同，因?yàn)楣饪仉娐繁旧砜赡軒в凶詣?dòng)調(diào)光的功能，但因?yàn)槭覂?nèi)燈光的照度會(huì)受到其他光源的干擾，從而產(chǎn)生了不準(zhǔn)確的光強(qiáng)，但不一樣的光信號(hào)，甚至在不同的環(huán)境中也會(huì)出現(xiàn)差異，所以光控系統(tǒng)的原理也不相同。光控電路的核心是光控電路，核心控制電路對(duì)光線進(jìn)行控制，從而控制室內(nèi)環(huán)境中的一些燈或者其他需要燈光的場(chǎng)所。主要通過(guò)了以下幾種方式:第一種是通過(guò)控制電路對(duì)燈的狀態(tài)進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的亮暗;第二種是通過(guò)控制電路對(duì)燈的亮度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的亮暗;第三種是通過(guò)控制電路對(duì)燈的溫度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的亮暗;第四種是通過(guò)控制電路對(duì)燈的亮度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的亮暗。該系統(tǒng)采用的是紅外熱釋電傳感器的檢測(cè)方式，這種方式具有安裝量小、安裝便捷等優(yōu)點(diǎn)，并且，紅外傳感器也有能耗低、體積小的缺點(diǎn)，但這種傳感器在一些比較惡劣的環(huán)境中具有的比較小，很難運(yùn)用到實(shí)際中，而且紅外傳感器在此方面做得比較困難，所以有時(shí)候需要特殊的材料來(lái)輔助，這就需要增加這種方面的支出成本，從而間接影響了室內(nèi)的環(huán)境光控制系統(tǒng)的效果。所以我們這里使用的是光控電路中的熱釋電紅外傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的光控。在室內(nèi)自動(dòng)燈光控制系統(tǒng)中，主要依靠人走動(dòng)的光線強(qiáng)弱和紅外光的強(qiáng)弱來(lái)達(dá)到控制燈光的目的。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，可以降低人工成本，使燈光功能更加完善，更加容易實(shí)現(xiàn)[8]。室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)與分析溫度監(jiān)測(cè)與分析溫度是室內(nèi)環(huán)境中最基本的參數(shù)之一，對(duì)于室內(nèi)環(huán)境的舒適性和健康影響極大。為了監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度，我們?cè)诒驹O(shè)計(jì)中采用了數(shù)字溫度傳感器。該傳感器在工作時(shí)，可以實(shí)時(shí)地將實(shí)際溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出，以便于我們進(jìn)行計(jì)算和分析。我們選用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，其精度高、體積小、響應(yīng)速度快、價(jià)格低廉，非常適合在本應(yīng)用中使用。在實(shí)驗(yàn)中，我們將該傳感器安裝在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處，通過(guò)單片機(jī)對(duì)傳感器進(jìn)行采集并處理，再將采集到的數(shù)據(jù)上傳至云端進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。為了減小采集誤差，我們采用傳感器的平均值作為監(jiān)測(cè)值。通過(guò)數(shù)據(jù)的分析，我們可以得到室內(nèi)不同位置的平均溫度值，進(jìn)一步的分析可以得到室內(nèi)的溫度分布情況和變化趨勢(shì)。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，我們還通過(guò)對(duì)比傳感器采集的實(shí)際值和設(shè)定閾值進(jìn)行報(bào)警和自動(dòng)控制，保證室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的穩(wěn)定和舒適性。總之，本設(shè)計(jì)中采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行室內(nèi)溫度的監(jiān)測(cè)與分析，通過(guò)單片機(jī)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，可以得到室內(nèi)不同位置的平均溫度值，以及溫度分布情況和變化趨勢(shì)，為后續(xù)的環(huán)境調(diào)節(jié)提供依據(jù)[9]。濕度監(jiān)測(cè)與分析濕度是室內(nèi)環(huán)境中一個(gè)非常重要的參數(shù)，對(duì)于人們的生活和健康有著至關(guān)重要的影響。因此，針對(duì)室內(nèi)濕度的監(jiān)測(cè)與分析，顯得格外重要。在該設(shè)計(jì)中，我們采用了一種先進(jìn)的濕度傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)室內(nèi)濕度變化。該傳感器能夠精確地測(cè)量室內(nèi)濕度，并能夠快速地反應(yīng)到單片機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)濕度數(shù)據(jù)的采集和分析。在實(shí)際的濕度監(jiān)測(cè)過(guò)程中，我們需要注意一些問(wèn)題。首先，應(yīng)該選擇一個(gè)合適的位置來(lái)安放濕度傳感器，避免在潮濕或者干燥的地方安裝。其次，在測(cè)量之前，應(yīng)保持環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，避免受到其他因素的影響，如溫度和光照強(qiáng)度等。最后，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們應(yīng)該定期校準(zhǔn)濕度傳感器，并及時(shí)更換損壞的傳感器。通過(guò)對(duì)濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我們可以了解室內(nèi)濕度的波動(dòng)情況，并可以采取一些措施來(lái)改善室內(nèi)環(huán)境，如開(kāi)窗通風(fēng)、使用加濕器等。同時(shí)，我們也可以對(duì)得到的濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，比如將其與溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，以進(jìn)一步了解室內(nèi)環(huán)境的狀態(tài)。綜上所述，濕度監(jiān)測(cè)與分析是室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀中一個(gè)非常重要的部分，通過(guò)正確地采集、分析和處理濕度數(shù)據(jù)，我們能夠從多個(gè)角度了解室內(nèi)濕度的變化情況，并可以在實(shí)際的生活中采取相應(yīng)的措施來(lái)提高室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量[10]。光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)與分析光照強(qiáng)度是指單位面積內(nèi)所接受到的光輻射的大小，通常以勒克斯（Lux）為單位進(jìn)行計(jì)量。室內(nèi)光照對(duì)人們工作和生活都有著極為重要的影響，例如過(guò)低的光照強(qiáng)度容易引起眼部疲勞和壓抑情緒，過(guò)高的光照強(qiáng)度則可能導(dǎo)致視力下降和頭痛等不良反應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)光照強(qiáng)度的精確監(jiān)測(cè)，我們采用了一種基于光敏二極管的光照傳感器。該傳感器可以轉(zhuǎn)換光輻射強(qiáng)度為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，再經(jīng)過(guò)放大電路和濾波電路處理后，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以供單片機(jī)進(jìn)行處理。同時(shí)，我們還在傳感器埋置處設(shè)置了一個(gè)小型遮擋物，用于消除外界干擾。在數(shù)據(jù)處理方面，我們采用了符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的線性比例關(guān)系方法。具體來(lái)說(shuō)，我們先將傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再與已知光照強(qiáng)度下的信號(hào)數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，并通過(guò)簡(jiǎn)單的線性回歸分析得出相應(yīng)的光照強(qiáng)度值。最終，我們?cè)谝壕э@示屏上展示出實(shí)時(shí)的光照強(qiáng)度數(shù)值，并在超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)以提示用戶。綜上所述，本章節(jié)中我們?cè)敿?xì)介紹了室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)與分析內(nèi)容，其中包括溫度、濕度和光照強(qiáng)度三個(gè)方面。我們通過(guò)采用基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀，可以對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行精確的監(jiān)測(cè)和分析，以便更好地維護(hù)和改進(jìn)室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，保障我們的健康和舒適度[11]。系統(tǒng)分析系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)分為兩個(gè)大模塊，一個(gè)是硬件設(shè)計(jì)，另一個(gè)是軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的硬件電路由STM32F103C8T6、光、聲、串口、蜂鳴器、繼電器等構(gòu)成。在軟件方面，它包括了STM32的初始化設(shè)定、數(shù)據(jù)的收集和傳輸、接收以及LCD屏幕的顯示。其中，STM32主要是利用串口通信，從光敏傳感器和聲音傳感器上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)從主板上用藍(lán)牙傳輸?shù)捷o板上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以目前環(huán)境的明暗程度和聲音值為基礎(chǔ)，用在輔板上的燈和繼電器模擬窗簾的燈進(jìn)行顯示，這樣可以更好、更科學(xué)地對(duì)室內(nèi)照明燈進(jìn)行管理。其次，還可以由管理者手工設(shè)定房間燈光的開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)刻。該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖4-1[12]。圖4-1系統(tǒng)整體架構(gòu)圖系統(tǒng)需求分析智能室內(nèi)照明使用現(xiàn)狀隨著互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)的進(jìn)步，華為和小米等大型公司紛紛推出了“數(shù)字家庭”的理念，并推出了一批“數(shù)字家庭”的新產(chǎn)品。數(shù)字家居是一種將人類通訊、網(wǎng)絡(luò)、建材、安放、家居等行業(yè)融合在一起的智能化產(chǎn)品，它深受各個(gè)行業(yè)的歡迎，而智能照明是數(shù)字家居的一種，它也越來(lái)越被公司所關(guān)注。目前，智能照明產(chǎn)品已經(jīng)在全國(guó)各地進(jìn)行了大量的測(cè)試，它具有照明效率高、電力損耗極低、操作簡(jiǎn)單方便、管理簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)，這不僅為人民的生活提供了方便，而且還可以更好地滿足社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要，極大地減少了人力成本和財(cái)力資源。當(dāng)前，智慧照明的市場(chǎng)尚處在發(fā)展初期，消費(fèi)的空間相對(duì)狹小，大部分的消費(fèi)者對(duì)于這一新的技術(shù)還在觀望中。但是，從各種的社會(huì)跡象來(lái)進(jìn)行全面的分析，可以發(fā)現(xiàn)通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量的不斷提升，以及媒介業(yè)的快速發(fā)展和高度的融合，都將促使更多的消費(fèi)者去購(gòu)買和使用智能燈光系統(tǒng)產(chǎn)品[13]。用戶需求分析在智能化的室內(nèi)燈光管理中，對(duì)使用者的要求進(jìn)行了以下的分析。(1)照明調(diào)節(jié)：燈光的亮度隨周圍的亮度而變化。(2)聲控：可按照目前聲量的數(shù)值，對(duì)燈泡進(jìn)行光控。(3)警告：在燈發(fā)生故障時(shí)，蜂鳴器可以通過(guò)聲音來(lái)提醒使用者。(4)人工設(shè)定：除自動(dòng)方式外，還需人工設(shè)定燈光切換的時(shí)刻。(5)節(jié)約了大量的人力和物資，方便了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和經(jīng)營(yíng)。所以，該系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的主要功能應(yīng)該是：光敏傳感器和聲音傳感器的數(shù)據(jù)采集，模數(shù)轉(zhuǎn)換的處理，故障報(bào)警，按鍵設(shè)定。為達(dá)到上述目的，對(duì)本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步的確認(rèn)，將使用STM32F103C8T6單片機(jī)，將其用作主要的控制核心，從而完成用戶需求分析的基本功能[14]?？尚行苑治鼋?jīng)濟(jì)可行性分析在當(dāng)代社會(huì)發(fā)展中，尤其是在2020年我國(guó)全面建成小康社會(huì)的背景下，人民的生活水平逐步提高，消費(fèi)能力大大增強(qiáng)，而且，在該系統(tǒng)中，還使用了單片機(jī)和一些傳感器模塊，所選擇的模塊成本較低，所實(shí)現(xiàn)的功能能夠幫助人們更好地對(duì)室內(nèi)照明的狀況進(jìn)行管理。另外，國(guó)家還提倡并鼓勵(lì)企業(yè)對(duì)智能照明技術(shù)行業(yè)進(jìn)行投資，這就導(dǎo)致了許多中小型企業(yè)的繁榮發(fā)展，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)的幫助下，將智能照明技術(shù)投放到市場(chǎng)，并將其推廣到千家萬(wàn)戶，這就讓智能照明技術(shù)的發(fā)展市場(chǎng)前景朝著更加美好的方向發(fā)展。將廉價(jià)的組件應(yīng)用于實(shí)用的產(chǎn)品，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益，讓每個(gè)家庭都能負(fù)擔(dān)和享受。技術(shù)可行性分析以STM32F103C8T6為芯片所設(shè)計(jì)的智能室內(nèi)照明系統(tǒng)，對(duì)室內(nèi)的燈光狀況進(jìn)行高效、節(jié)約、便捷的控制。采用光敏傳感器和聲音傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，將采集到的數(shù)據(jù)傳送到STM32開(kāi)發(fā)板上，將目前環(huán)境的模擬量以電流的形式輸出，并通過(guò)藍(lán)牙的方法將主板輸出的電流信號(hào)變?yōu)榭梢耘c單片機(jī)正常輸入輸出的電平。這樣可以更好地進(jìn)行控制，同時(shí)，這兩個(gè)儀器的設(shè)計(jì)也很簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)也很簡(jiǎn)單，技術(shù)要求也不高。不需要任何的人力物力。綜上所述，本人覺(jué)得以STM32F103C8T6開(kāi)發(fā)板為核心，以光敏傳感器，聲敏傳感器為采集數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出智能室內(nèi)照明系統(tǒng)是可行的[15]。社會(huì)環(huán)境可行性分析電網(wǎng)是一國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生命線，對(duì)一國(guó)的生產(chǎn)和人民群眾的生產(chǎn)和生產(chǎn)都起著舉足輕重的作用。雖然，我國(guó)始終在大力發(fā)展電力事業(yè)，大力建設(shè)水電、火電等傳統(tǒng)電廠，研發(fā)利用核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能等新型能源，竭盡所能地保證社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的需要，但從當(dāng)前國(guó)家的實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)的電力能源只是處在能夠自給自足的狀態(tài)，電能資源浪費(fèi)和耗損的問(wèn)題仍然比較突出。因此，本文所設(shè)計(jì)的智能室內(nèi)燈光系統(tǒng)，就是為了很好地解決這一點(diǎn)，達(dá)到“人走燈滅”的目的，最大限度地降低了能量的消耗。并且現(xiàn)在我們的國(guó)家提倡的是綠色和健康的生活，因此，本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的智能室內(nèi)照明系統(tǒng)與我們的國(guó)家所提倡的綠色生活是相吻合的?？傊?，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、還是社會(huì)、還是從其他角度來(lái)看，本文的研究都是切實(shí)可行的。

系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)硬件總體設(shè)計(jì)該硬件部分包括以下幾個(gè)部分：主機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)STM32F103C8T6，光敏傳感器，聲音傳感器，液晶顯示器，獨(dú)立按鍵，藍(lán)牙無(wú)線收發(fā)機(jī)。它的目的就是要完成用傳感器來(lái)收集數(shù)據(jù)，在時(shí)間模式下，可以按下按鈕來(lái)設(shè)定開(kāi)關(guān)燈的時(shí)間，在LCD屏幕上顯示出具體的數(shù)據(jù)，再用藍(lán)牙把數(shù)據(jù)傳送到輔板上。圖3-1主板系統(tǒng)總體接線圖輔助控制系統(tǒng)：一臺(tái)STM32F103C8T6單片機(jī)，液晶顯示器，LED燈，蜂鳴器，聲音報(bào)警，獨(dú)立按鍵，藍(lán)牙無(wú)線收發(fā)機(jī)。其主要完成了以下幾個(gè)方面的作用：依據(jù)目前周圍亮度和亮度，LED的亮滅，模擬窗簾的開(kāi)啟和關(guān)閉，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，蜂鳴報(bào)警，LCD屏幕上出現(xiàn)特定的數(shù)字，并用Bluetooth來(lái)接受主機(jī)傳來(lái)的信息。再將各條線路連接起來(lái)，形成完整的硬件設(shè)計(jì)單元。圖3-2輔板系統(tǒng)總體接線圖STM32處理器模塊STM32的字面意思是：ST是一個(gè)公司的名字，是一個(gè)SOC提供商，M是一個(gè)微處理器，32是32bit。以STM32F1系列的單片機(jī)Flash大小為依據(jù)，將STM32F1系列的單片機(jī)Flash大小分為大小不同容量的產(chǎn)品，具體分為三種類型：小容量型16~32K，中等容量型64~128K，大容量型256~512K。目前的STM32開(kāi)發(fā)板與常規(guī)的51MCU相比，STM32具有更強(qiáng)的功能，而且在價(jià)格和耗電量上也更為理想。與傳統(tǒng)的8位或16位嵌入式單片機(jī)比較，STM32采用的RISC縮減指令集具有更高的代碼運(yùn)轉(zhuǎn)效率和更大的Flash空間，其Flash不但可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，也可以儲(chǔ)存程序。此外，STM32還具有68KB的嵌入式SRAM，可以與CPU的時(shí)鐘頻率同步來(lái)進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)的操作。STM32還有一個(gè)更好的優(yōu)勢(shì)，就是可以與市面上的ARM工具和軟件相兼容。本項(xiàng)目所用到的特定機(jī)型為STM32F103C8T6，見(jiàn)圖3-3，主板上一共有40個(gè)引腳，本次設(shè)計(jì)主要采用了GPIO引腳來(lái)與各個(gè)傳感器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。圖3-3主板主控芯片引腳圖其中，主板芯片的VCC管腳主要是為整個(gè)開(kāi)發(fā)板與其他傳感器模塊的供電，PA1管腳與聲音傳感器的數(shù)據(jù)位YY管腳相連，PA2管腳與光敏傳感器的數(shù)據(jù)位GZ管腳相連，PA9-10管腳作為藍(lán)牙的通信接口，PB4-5和PB12-13管腳與按鍵位相連。輔板芯片與主板的型號(hào)相同，如圖3-4所示，PB4-5管腳與按鍵位相連，PA9-10管腳作為藍(lán)牙的通信接口，PB1管腳與LED燈相連，PC13管腳與蜂鳴器相連，PB0和PA4管腳與模擬窗簾的繼電器相連，PA8、PA11-12和PB6-9管腳與LCD屏相連。圖3-4輔板主控芯片引腳圖光敏傳感器模塊在日常生活中，光敏傳感器是一種非常普遍的傳感器，它有各種各樣的類型，并且其價(jià)格低廉，制作成本也低，接入容易，容易操作，所以在生活中的許多領(lǐng)域都可以被使用。尤其是在遙控?zé)艄獾那闆r下，可敏感地進(jìn)行遙控和自動(dòng)化。其工作原理是光-電氣號(hào)的轉(zhuǎn)換，光敏傳感器通過(guò)自己的光敏元件來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)，其光主要有紅外線光和紫外線光兩種。光敏電阻器只需要用一個(gè)簡(jiǎn)單的電路將其放大，就可以對(duì)周圍的亮度和亮度進(jìn)行敏感的檢測(cè)，從而產(chǎn)生微弱的電信號(hào)。在日常生活中，我們所用的發(fā)光二極管就是利用了光電換能器中的光電阻器。我們所要做的就是對(duì)這個(gè)電子信號(hào)進(jìn)行處理，以達(dá)到對(duì)LED照明設(shè)備的控制。在此基礎(chǔ)上，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的分析。圖3-5光敏傳感器連接圖聲音傳感器模塊該聲音感應(yīng)器也可以稱作“聲敏感感應(yīng)器”。顧名思義，它是用來(lái)接收聲音的，之后就會(huì)生成一種聲波，通過(guò)對(duì)聲波的加工，就能展現(xiàn)出聲音的振動(dòng)圖像。我們可以將聲敏傳感器看成是日常使用的麥克風(fēng)，因此，這種傳感器也將會(huì)被廣泛地運(yùn)用到我們的日常生活當(dāng)中。其中最重要的是對(duì)聲音十分靈敏的電容器駐極體麥克風(fēng)。當(dāng)麥克風(fēng)附近有聲響時(shí)，就會(huì)形成一種聲波，并會(huì)震蕩麥克風(fēng)內(nèi)部的駐極體膜，在震蕩的時(shí)候，會(huì)引起電容的改變，從而引起微弱的電壓變化。因此，這個(gè)電壓被轉(zhuǎn)換為0~5伏，而我們要傳輸給STM32開(kāi)發(fā)板中所要傳輸?shù)氖茿/D變換后的資料，由于開(kāi)發(fā)板中所接受的資料僅是A/D變換后的資料。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于STM32的語(yǔ)音傳感芯片，該芯片用于語(yǔ)音傳感芯片與STM32的通訊。圖3-6聲音傳感器連接圖示藍(lán)牙模塊Bluetooth,HC-05，是一個(gè)不但能夠進(jìn)行無(wú)線通訊，也能夠與單片機(jī)或其它裝置相連的串行轉(zhuǎn)換裝置。其串口是主從式的，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將一臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備與另一臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行配對(duì)，而且連接成功后，兩臺(tái)配對(duì)連接成功的設(shè)備將會(huì)占據(jù)相同的串口通道，一臺(tái)設(shè)備將會(huì)在該串口通道中進(jìn)行傳輸，而另一臺(tái)設(shè)備則可以從該串口通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收。該機(jī)型的Bluetooth能夠在雙向（全雙工）無(wú)線的功能下進(jìn)行工作，本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的BluetoothHC-05與開(kāi)發(fā)板STM32的連接，主要是通過(guò)Tx和Rx管腳進(jìn)行連接通信。由于其支援的是標(biāo)準(zhǔn)AT指令，因此只有當(dāng)裝置開(kāi)機(jī)，開(kāi)啟模組時(shí)，鍵插腳才會(huì)被拉下，這時(shí)使用者才能使用特定指令。如果是這樣的話，那么在開(kāi)機(jī)之后，不需要手動(dòng)控制，就會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，然后就可以和其它的裝置進(jìn)行無(wú)線通訊了。當(dāng)兩個(gè)人之間的連接成功時(shí)，將數(shù)據(jù)通過(guò)BluetoothHC-05進(jìn)行傳送，然后將其轉(zhuǎn)化為串行流，然后由與模塊相連的微處理器進(jìn)行讀取，反向傳送。在此基礎(chǔ)上，對(duì)該方案進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對(duì)該方案進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。圖3-7藍(lán)牙模塊連接圖示按鍵模塊設(shè)計(jì)在此，請(qǐng)參見(jiàn)圖3至8，其中，按鈕K1和PB13的插針相連，按鈕K2和PB4的插針相連，按鈕K3和PB5的插針相連，按鈕K4和PB12的插針相連。圖3-8STM32F103C8T6和按鍵連線圖硬件實(shí)現(xiàn)效果最后制作了一個(gè)實(shí)際的樣機(jī)，這個(gè)樣機(jī)的樣機(jī)見(jiàn)圖3~9。圖3-9硬件系統(tǒng)實(shí)物圖

系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖6-1所示：圖6-1系統(tǒng)總體流程圖硬件初始化其中，硬件初始化部分，主要是對(duì)串接口進(jìn)行設(shè)定，對(duì)GPIO進(jìn)行設(shè)定，以保證對(duì)來(lái)自各傳感器的信號(hào)進(jìn)行正確的讀取，并將其傳送到顯卡上進(jìn)行處理。其中USART_Config（）功能的串口被初始化到9600；NVIC_InitStructure。NVIC_IRQ信道預(yù)處理為0，第一個(gè)優(yōu)先處理0；為KEY_Init（）對(duì)鍵IO進(jìn)行初始化；通用計(jì)時(shí)器3的中斷初始化功能是一個(gè)TIM3_Int_Init（）功能；此外，也有DEBUG_USART_IRQ處理程序（）。此外，還需對(duì)每一種傳感模組進(jìn)行組態(tài)。按鍵初始化將鍵key0和key1設(shè)定為向上的輸入法。在所述鍵處理功能中，存在著一種應(yīng)答優(yōu)先權(quán)，而各鍵的應(yīng)答優(yōu)先權(quán)次序是：KEY0>KEY1>KEY2>KEY3。鍵的初始化和標(biāo)識(shí)碼是這樣的：串口的初始化將某些功能加入到usart.c的檔案中，以設(shè)定及操縱串接口，如USART_Config為UART初始化功能。在NVIC_Configuration（）功能中，設(shè)置了串口中斷優(yōu)先權(quán)，實(shí)現(xiàn)了串口接收中斷功能USART_ITConfig()，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱冢c開(kāi)發(fā)板的通信使用了USART_SendData(）功能。下面顯示的是與串接口有關(guān)的代碼：主控函數(shù)建立了一個(gè)主要的主程序，充當(dāng)了該模塊的骨架程序，并對(duì)函數(shù)進(jìn)行了調(diào)用，完成了該模塊的各項(xiàng)工作。首先要確定Key3鍵有沒(méi)有被按下，若被按下，表示Timemode_T=1，若被按下，表示Timemode_T=1，若被按下，表示Timemode_T=0。在使用者未壓下key3的情況下，在系統(tǒng)為傳感器模式時(shí)，判定由光敏傳感器獲取的數(shù)據(jù)值是不是比設(shè)定值小，還是比設(shè)定值大。如果聲音感應(yīng)式感應(yīng)器收集到的信息大于設(shè)定值，則將聲音控制標(biāo)記Flag_SY設(shè)定為1，也就是Falg_biaozhi的狀態(tài)值也要變更；當(dāng)按下key3為時(shí)間方式，這時(shí)就可以判定獲得按鍵設(shè)置的開(kāi)關(guān)時(shí)間值，然后對(duì)其進(jìn)行修改。然后將該狀態(tài)值由Bluetooth傳送給輔助板，由輔助板進(jìn)行處理，其改變來(lái)控制輔助板上LED燈和窗簾。數(shù)據(jù)的發(fā)送在主板STM32開(kāi)發(fā)板上，光敏傳感器和聲音傳感器將所收集到的信息用串口Bluetooth傳輸?shù)搅硪粋€(gè)輔助板STM32板上，并在輔助板上的LED燈和模擬窗簾上顯示相應(yīng)的狀態(tài)。USART_Config（）功能是在usart.c文件中被定義的，該功能的目的是為了設(shè)置Bluetooth信號(hào)的傳輸端。首先要把串行GPIO和串行外圍設(shè)備的時(shí)間功能開(kāi)放。之后，在配置了用于藍(lán)牙傳輸接口的Tx管腳和Rx管腳，將GPIO口Tx設(shè)置為推挽復(fù)用模式，GPIO口Rx設(shè)置為浮空輸入模式，將初始化GPIO管腳PA9設(shè)置為USARTTx，將初始化GPIO管腳PA10設(shè)置為USARTRx。接著執(zhí)行參數(shù)配置串接口。在圖4-4中顯示了串口參數(shù)的結(jié)構(gòu)。其中，在對(duì)串口進(jìn)行工作方式的設(shè)置時(shí)，將串口USARTTx與USARTRx設(shè)置為發(fā)送-接收方式，使數(shù)據(jù)發(fā)送-接收方式共同進(jìn)行。當(dāng)參數(shù)配置完畢，使能串口接收中斷，打開(kāi)中斷服務(wù)函數(shù)USART_ITConfig()，再使能串口USART_Cmd(）函數(shù)，USARTGPIO工作參數(shù)則是配置完畢，即可在main主函數(shù)中進(jìn)行調(diào)用，將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)由藍(lán)牙傳送到輔板上。在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，在串口中斷服務(wù)函數(shù)中，先定義一個(gè)參數(shù)，用于接收傳感器采集到的數(shù)據(jù)，然后再判斷定時(shí)器time3有沒(méi)有中斷產(chǎn)生，有中斷產(chǎn)生，就將該參數(shù)經(jīng)串口USARTx發(fā)送。USART_SendData（）功能用于向輔助面板上傳送數(shù)據(jù)。您可以看到下面的標(biāo)識(shí)碼：數(shù)據(jù)的接收在輔助板的main.c文件中，還需設(shè)置有關(guān)的串口參數(shù)，設(shè)置好后即可進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，在串口中斷服務(wù)功能中，還需判斷定時(shí)器time3有無(wú)中斷，有無(wú)中斷，則由與藍(lán)牙模塊連接的引腳Tx接收傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。USART_ReceiveData（）功能是在收到數(shù)據(jù)時(shí)，定義一個(gè)參數(shù)儲(chǔ)存著，并將該參數(shù)賦予一個(gè)位標(biāo)志參數(shù)flag_biaozhi，之后，將該位標(biāo)志按照位傳遞，并對(duì)該位標(biāo)志進(jìn)行處理。您可以看到下面的標(biāo)識(shí)碼：

系統(tǒng)調(diào)試在該程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試的流程中，可按如下步驟進(jìn)行：第一個(gè)步驟是：創(chuàng)建一個(gè)供使用者使用的STM32源碼文件，并根據(jù)C源碼文件中所需的文法形式進(jìn)行編程。第二步驟：對(duì)源碼進(jìn)行編輯，形成可執(zhí)行程序，并將其放進(jìn)開(kāi)發(fā)板子中。第三：把已編譯好的程序放進(jìn)板子里。第四：對(duì)整個(gè)工程中的每一個(gè)功能模塊進(jìn)行全面的檢測(cè)，調(diào)試每一個(gè)模塊，讓每一個(gè)模塊都可以運(yùn)轉(zhuǎn)。在進(jìn)行調(diào)試時(shí)，出現(xiàn)以下問(wèn)題：1..STM32節(jié)中的源碼未能順利地進(jìn)行編譯，出現(xiàn)了一個(gè)故障消息，表明有一個(gè)文件沒(méi)有找到其存在的途徑，經(jīng)過(guò)了修正后，經(jīng)過(guò)了編譯。2.感應(yīng)器返回的數(shù)據(jù)有問(wèn)題，可能是串口出錯(cuò)了，對(duì)串口進(jìn)行了初始化，然后進(jìn)行了相應(yīng)的修正，感應(yīng)器就可以將數(shù)據(jù)返回到原來(lái)的位置了。3.在開(kāi)啟了本系統(tǒng)之后，在語(yǔ)音傳感器上制作語(yǔ)音，但是LED并沒(méi)有相應(yīng)的響應(yīng)，因?yàn)樗X(jué)得語(yǔ)音設(shè)定的數(shù)值太高了，于是它就手工設(shè)定了一個(gè)限制，直到收集到的信息到達(dá)了限制數(shù)值，它才會(huì)被正確地顯示出來(lái)。在進(jìn)行了測(cè)試之后，測(cè)試的結(jié)果表明一切正常，達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)。開(kāi)機(jī)后，各模塊開(kāi)始工作。結(jié)果見(jiàn)附圖5—1、附圖5—2和附圖5—3。圖5-1為在感應(yīng)器狀態(tài)下，以“GZ”表示感應(yīng)器所接收到的光線強(qiáng)度，而“SY”表示感應(yīng)器所接收到的音量。圖5-2是一張?jiān)谟?jì)時(shí)狀態(tài)下的主板的示意圖，當(dāng)“timeK18G06”出現(xiàn)在屏幕上時(shí)，意味著開(kāi)啟時(shí)刻為傍晚18:00，關(guān)閉時(shí)刻為清晨6時(shí)，而“SGZ:60SSY:40”則意味著限制亮度和限制音量分別為60和40。圖5-3是輔助面板的示意圖，由于目前的背景光線較黑，LED燈會(huì)被點(diǎn)亮，而LED燈會(huì)在顯示“開(kāi)”的情況下被點(diǎn)亮。而顯示屏上顯示的數(shù)據(jù)“LED=1,CL=1,V=26”，則LED處于亮的狀態(tài)，窗簾處于開(kāi)的狀態(tài)，V代表的是電流，由于模擬燈具故障是切斷電流，因此當(dāng)燈具發(fā)生故障時(shí)，V是為0的。圖5-1主板系統(tǒng)傳感器模式效果圖圖5-2主板系統(tǒng)時(shí)間模式效果圖圖5-3輔板系統(tǒng)效果圖應(yīng)用前景與展望室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的應(yīng)用前景室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的應(yīng)用前景是非常廣闊的，它可以應(yīng)用到家庭、工廠、實(shí)驗(yàn)室等各種場(chǎng)合，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度、氣壓、二氧化碳等參數(shù)，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，維護(hù)人體健康，保障生產(chǎn)安全。首先，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀可以應(yīng)用到家庭中，對(duì)于一些對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量要求較高的人群來(lái)說(shuō)，例如老人、兒童、哮喘患者等，可以幫助他們及時(shí)掌握室內(nèi)環(huán)境變化，避免不必要的健康風(fēng)險(xiǎn)。其次，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀也可以應(yīng)用到工廠中，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度等，在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室研究中發(fā)揮著重要作用，可以提高生產(chǎn)效率和科研成果，同時(shí)減少安全事故的發(fā)生。另外，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀在公共場(chǎng)所中也有廣泛的應(yīng)用前景。例如，在郵局、銀行等地方，由于要長(zhǎng)時(shí)間呆在一個(gè)場(chǎng)所中，對(duì)于室內(nèi)的溫濕度、空氣質(zhì)量等參數(shù)要求比較高，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀能夠及時(shí)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題?？傮w而言，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的應(yīng)用前景十分廣闊，可以在多個(gè)場(chǎng)所中發(fā)揮重要作用。未來(lái)，隨著科技進(jìn)步和智能化發(fā)展，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀將會(huì)變得越來(lái)越智能化，兼具更多的功能，并為人們提供更為舒適、健康和安全的室內(nèi)環(huán)境。室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的發(fā)展方向室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀作為一種新型的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，其未來(lái)發(fā)展方向非常廣闊。隨著智能家居行業(yè)的不斷發(fā)展，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀也將進(jìn)一步地發(fā)展和應(yīng)用。首先，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀將更加注重用戶的體驗(yàn)。未來(lái)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀將會(huì)具備更人性化的設(shè)計(jì)，兼顧外觀美觀和實(shí)用性，讓用戶可以更加直觀地獲得室內(nèi)環(huán)境的數(shù)據(jù)。其次，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀將不斷地完善和改進(jìn)其測(cè)量精度和穩(wěn)定性。目前，由于技術(shù)和成本等因素的限制，不同品牌的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀在測(cè)量結(jié)果上會(huì)有一定的誤差。然而，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量精度和穩(wěn)定性將會(huì)得到進(jìn)一步的提升。另外，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀也將更加智能化。未來(lái)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀將可以進(jìn)行更加精準(zhǔn)的室內(nèi)環(huán)境分析，并將結(jié)果反饋給用戶。此外，基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀也將會(huì)變得更加智能化。最后，隨著人們對(duì)健康和環(huán)保的關(guān)注度越來(lái)越高，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀將更加注重對(duì)室內(nèi)環(huán)境中的有害物質(zhì)的監(jiān)測(cè)。未來(lái)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀將更加注重監(jiān)測(cè)室內(nèi)有害氣體，如甲醛、苯等，以及室內(nèi)的噪音、光照等因素，保障人們生活的健康和舒適?？偠灾?，作為一種新型的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀將在未來(lái)的發(fā)展中不斷完善和改進(jìn)。其將更加注重用戶體驗(yàn)、提升測(cè)量精度和穩(wěn)定性、智能化和注重健康與環(huán)保等方面的發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，相信室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的應(yīng)用前景將會(huì)越來(lái)越廣闊[16]。結(jié)論與展望設(shè)計(jì)成果總結(jié)目前，凡是有人居住的地方，不管是室內(nèi)還是戶外，家里和公共場(chǎng)合，都必然會(huì)有照明燈，所以就會(huì)有大量的電能被浪費(fèi)，日積月累，那消耗的那些電能將會(huì)是非常巨大的一個(gè)數(shù)據(jù)。因此，對(duì)具有高品質(zhì)、低能耗、高能耗、方便易用等特點(diǎn)的室內(nèi)燈光進(jìn)行研究具有十分重要的意義。重點(diǎn)介紹了該智能化燈光控制系統(tǒng)的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。主要內(nèi)容有：STM32單片機(jī)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)；將相應(yīng)的STM32及傳感器的編碼信息經(jīng)串行Bluetooth傳輸給另一塊輔助主板STM32；對(duì)光敏傳感器和聲音傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，還包括了無(wú)線Bluetooth，按鍵，蜂鳴器，這些都是將一個(gè)個(gè)硬件模塊用串口連接起來(lái)，最終形成一個(gè)整體的硬件設(shè)計(jì)。在軟件方面，以C語(yǔ)言為主體進(jìn)行了編程，在軟件設(shè)計(jì)方面，主要是將智能室內(nèi)照明控制的每個(gè)功能進(jìn)行了軟件模塊化的劃分，并對(duì)每個(gè)軟件模塊進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。最后，通過(guò)對(duì)各個(gè)功能模塊的整合，形成了一個(gè)完整的系統(tǒng)。這次的設(shè)計(jì)不僅讓我在技術(shù)上獲得了更多的知識(shí)，還讓我獲得了更多的經(jīng)驗(yàn)，還讓我在思路上得到了更多的拓展，可以很好地訓(xùn)練自己的創(chuàng)造力，還可以讓我更好地了解到一些問(wèn)題，還可以自己去解決這些問(wèn)題，我認(rèn)為這在我今后的生活和工作上都會(huì)產(chǎn)生非常好的效果?？偟膩?lái)說(shuō)，這個(gè)體系的設(shè)計(jì)相當(dāng)簡(jiǎn)單?？梢愿纳频姆矫嬉埠芏?，比如除藍(lán)牙之外，還可以利用無(wú)線WIFI進(jìn)行通訊，在手機(jī)端上可以對(duì)照明燈的亮滅進(jìn)行控制，并可以對(duì)時(shí)間模式下的燈開(kāi)關(guān)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。其中需要完善之處，有待于今后更深入的探討。本文主要介紹了基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)，并取得了以下的成果：1.實(shí)現(xiàn)了溫濕度測(cè)量功能：通過(guò)傳感器采集室內(nèi)溫度和濕度值，并將數(shù)據(jù)顯示在數(shù)字管上，方便用戶獲取室內(nèi)環(huán)境情況。2.實(shí)現(xiàn)了氣壓測(cè)量功能：通過(guò)采集氣壓傳感器的信號(hào)，并利用計(jì)算公式將氣壓值轉(zhuǎn)化為用戶所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。3.實(shí)現(xiàn)了聲音檢測(cè)功能：通過(guò)麥克風(fēng)采音，利用聲音傳感器對(duì)聲音進(jìn)行檢測(cè)，并將分貝值進(jìn)行顯示，用戶可以了解到室內(nèi)環(huán)境中噪聲的大小。4.實(shí)現(xiàn)了光線檢測(cè)功能：通過(guò)光線傳感器采集室內(nèi)光線強(qiáng)度，并將數(shù)據(jù)反映到數(shù)碼管上，讓用戶可以知道室內(nèi)的光線狀況。設(shè)計(jì)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀可實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、氣壓、聲音和光線五大方面的檢測(cè)，具有實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的特點(diǎn)，廣泛適用于室內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)?？傊?，本文通過(guò)對(duì)基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，探索了一種新的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)方法。設(shè)計(jì)過(guò)程中克服了多方面的技術(shù)難題，最終成功實(shí)現(xiàn)了一個(gè)功能完備、性能穩(wěn)定的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀。在今后的研究中，我們將進(jìn)一步探索新的設(shè)計(jì)與優(yōu)化方案，以更好地服務(wù)于人類的生產(chǎn)和生活。下一步研究方向展望本研究旨在設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀，通過(guò)傳感器感知室內(nèi)溫度、濕度、CO2濃度等多種環(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，為用戶提供數(shù)據(jù)參考和環(huán)境改善建議。在本研究中，我們成功地設(shè)計(jì)出了一種可靠、穩(wěn)定、精度高的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀原型，并且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳輸和處理。下一步的研究方向，我們將著重優(yōu)化監(jiān)測(cè)儀的功能和性能。首先，我們將進(jìn)一步研究控制算法和傳感器技術(shù)，提高監(jiān)測(cè)儀的精度和穩(wěn)定性。其次，我們將研究如何利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，為用戶提供更全面、詳盡、個(gè)性化的服務(wù)。此外，我們還將探索如何將監(jiān)測(cè)儀網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)儀之間的互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享，從而實(shí)現(xiàn)更全面、更智能化的環(huán)境監(jiān)測(cè)。在未來(lái)的研究中，我們還將進(jìn)一步探索監(jiān)測(cè)儀在智能家居、健康環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用，為改善人類居住環(huán)境和促進(jìn)健康生活做出更大的貢獻(xiàn)。我們相信，在不久的將來(lái)，基于單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀將得到廣泛應(yīng)用和推廣，為人們帶來(lái)更加健康、舒適、安全的居住環(huán)境。

參考文獻(xiàn)[1]劉海武.項(xiàng)目式推進(jìn)小學(xué)人工智能課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐——以Micro:bit光控?zé)繇?xiàng)目式教學(xué)為例[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2022(08):57-59.[2]馬明磊.基于光致產(chǎn)酸劑調(diào)控的光控智能高分子材料系統(tǒng)[D].天津大學(xué),2021.[3]侯秀麗,孫廨堯,羅青青.智能聲光控樓道燈設(shè)計(jì)[J].科技與創(chuàng)新,2021(12):76-78+80.[4]殷培峰,馬莉.基于光控晶閘管無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2021,21(01):26-28.[5]劉一諾,張祥.Arduino的智能光控窗戶設(shè)計(jì)[J].電子世界,2021(01):186-187.[6]安娜,李萌.基于單片機(jī)的溫控光控智能窗戶設(shè)計(jì)[J].數(shù)碼世界,2020(10):177-178.[7]孟寶平,王隆寶,萬(wàn)美琳,李岳彬,盧仕.紅外-聲-光控智能開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2020,10(07):63-66.[8]陳心怡,謝鎮(zhèn)域.智能光控窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].輕工科技,2020,36(07):96-98.[9]劉帥.基于光堿產(chǎn)生劑-孔雀石綠甲醇?jí)A的智能光控系統(tǒng)研究[D].天津大學(xué),2020.[10]王亞麗.智能光控窗簾設(shè)計(jì)[J].智庫(kù)時(shí)代,2020(13):228-230.[11]陳德明.關(guān)于智能光控運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的研究[J].現(xiàn)代信息科技,2019,3(24):50-51.[12]周寧,鄭穎.基于單片機(jī)的溫控光控智能窗簾設(shè)計(jì)探討[J].南方農(nóng)機(jī),2019,50(04):144.[13]劉顯超,張玉伽,高天舒,朱俊,趙世棟.智能聲光控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)研究[J].中國(guó)民商,2018(08):250.[14]孫景偉,丁學(xué)用,常勝波.房間智能光控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2018(12):94-95+98.[15]張艷蕾,朱高峰.室內(nèi)智能光控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].輕工機(jī)械,2013,31(03):54-57.摘要隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)于生活水平的要求越來(lái)越高，因此基于各種微控制器的家用電器也在飛速發(fā)展。電風(fēng)扇作為一種在炎熱天氣經(jīng)常使用的家用電器，應(yīng)用十分廣泛。電風(fēng)扇相對(duì)于空調(diào)來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且耗能低，因此電風(fēng)扇成為了更多人的選擇。老式的風(fēng)扇往往需要人為開(kāi)啟、關(guān)閉以及調(diào)節(jié)檔位風(fēng)速，這對(duì)于老年人和活動(dòng)不方便的病人來(lái)說(shuō)十分困難，因此提高老式電風(fēng)扇的智能化程度十分重要。在眾多的微控制器中，STM32作為一種價(jià)格相對(duì)低廉，編程相對(duì)便捷的微控制器被廣泛應(yīng)用于各種智能家居之中，例如掃地機(jī)器人、心率監(jiān)測(cè)手環(huán)、無(wú)人機(jī)等。本文研究的是一種基于STM32的智能溫控風(fēng)扇，該風(fēng)扇具有液晶顯示功能，顯示有溫度、閾值、檔位、模式、是否檢測(cè)到人體等指標(biāo)；具有人體紅外檢測(cè)功能，檢測(cè)是否有人出現(xiàn)；具有溫度檢測(cè)模塊測(cè)量環(huán)境或人體溫度；能夠通過(guò)按鍵控制模式、閾值、檔位，并且按鍵設(shè)置的指標(biāo)均可通過(guò)藍(lán)牙模塊與藍(lán)牙調(diào)試助手設(shè)置。該風(fēng)扇操作簡(jiǎn)單、功能豐富、耗能低，可以被廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：STM32；智能溫控風(fēng)扇；紅外檢測(cè)；藍(lán)牙AbstractWiththedevelopmentsofthetimesandtheprogressofsociety,peoplehavehigherandhigherrequirementsforlivingstandards.Therefore,householdappliancesbasedonvariousmicrocontrollersarealsodevelopingrapidly.Electricfans,asakindofhouseholdappliance,areoftenusedinhotweatherwidely.Comparedwithairconditioners,electricfansaremoreeconomicalandconsumelessenergy,andthuspreferredbymostpeople.Asweknow,theoldtypeoffansoftenhastobemanuallyturnedonandoffaswellasadjustedforwindspeedingear,whichisdifficultfortheelderlyandpatientswithlimitedmobility.Inthiscase,improvingtheintelligenceoftheoldelectricfansbecomesveryimportant.Amongmanymicrocontrollers,STM32,asarelativelycheapandconvenientmicrocontroller,iswidelyusedinvarioussmarthomessuchasfloorsweepingrobot,heartratemonitoringbracelet,UAVandsoon.Inthispaper,anintelligenttemperaturecontrolfanisinvestigatedbasedontheSTM32.Thefanhasaliquidcrystaldisplayfunction,whichcandisplaytemperature,threshold,gear,mode,whethertodetectthehumanbodyandotherindicators,anditalsohasinfrareddetectionfunctionofhumanbody.Inaddition,ithasatemperaturedetectionmoduletomeasurethetemperatureoftheenvironmentorhumanbody.Themode,thresholdandgearcanbecontrolledbypressingthekey,andtheindicatorssetbypressingthekeycanbesetbyBluetoothmoduleandBluetoothdebuggingassistant.Thefanhastheadvantagesofsimpleoperation,richfunctionsandlowenergyconsumption,andthuscanbewidelyused.Keywords:STM32;intelligenttemperaturecontrolfan;infrareddetection;Bluetooth

目錄TOC\o"1-2"\h\u摘要 3Abstract 3第1章緒論 51.1概述 51.2課題研究的背景及意義 51.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 51.4主要研究方式 61.5論文結(jié)構(gòu) 6第2章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 72.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 72.2主控芯片的選擇 72.3溫度傳感器的選擇 82.4顯示電路的選擇 92.5鍵盤輸入模塊的選擇 92.6本章小結(jié) 10第3章系統(tǒng)硬件電路部分 103.1硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 103.2單片機(jī)最小系統(tǒng) 103.3溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 113.4人體檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 123.5HC-05傳輸電路設(shè)計(jì) 133.6顯示模塊電路設(shè)計(jì) 143.7風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 153.8本章小結(jié) 16第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 174.1軟件編程要求 174.2硬件編程軟件介紹 174.3編程語(yǔ)言選擇 184.4系統(tǒng)初始化程序設(shè)計(jì) 194.5溫度獲取子程序設(shè)計(jì) 204.6人體檢測(cè)子程序設(shè)計(jì) 214.7HC-05控制子程序設(shè)計(jì) 224.8顯示數(shù)據(jù)子程序設(shè)計(jì) 234.9本章小結(jié) 24第5章實(shí)物調(diào)試 255.1系統(tǒng)硬件測(cè)試 255.2系統(tǒng)的軟件測(cè)試 255.3系統(tǒng)的調(diào)試分析 265.4本章小結(jié) 29結(jié)論 29參考文獻(xiàn) 31致謝 32第1章緒論1.1概述在天氣炎熱的夏季，電風(fēng)扇是大多數(shù)家庭必不可少的一種家用電器，傳統(tǒng)家庭使用的風(fēng)扇大多功能單一，只能做到人為設(shè)置風(fēng)扇左右擺動(dòng)以及通過(guò)風(fēng)扇上的按鍵來(lái)進(jìn)行風(fēng)速的檔位調(diào)節(jié)，而且不同的檔位之間風(fēng)速差值過(guò)大，手動(dòng)操作對(duì)于行動(dòng)不便的老人以及病人來(lái)說(shuō)并不適用。因此，針對(duì)這些老式風(fēng)扇的缺點(diǎn)，本文研究了一種基于STM32系列單片機(jī)控制的智能溫度控制風(fēng)扇。STM32系列單片機(jī)具有較好的性能以及合理的功耗，并且有豐富的芯片型號(hào)供我們選擇、價(jià)格低廉，適用于開(kāi)發(fā)大規(guī)模的產(chǎn)品。該智能溫控風(fēng)扇采用了DS18B20溫度傳感器模塊對(duì)周圍的環(huán)境溫度進(jìn)行采集并將數(shù)據(jù)傳輸入單片機(jī)中，經(jīng)過(guò)處理后可根據(jù)溫度來(lái)調(diào)節(jié)檔位以及風(fēng)速。利用紅外人體檢測(cè)模塊檢測(cè)周圍是否有人并智能控制風(fēng)扇的開(kāi)啟與關(guān)閉。可通過(guò)按鍵設(shè)置自動(dòng)或手動(dòng)模式、風(fēng)速檔位、溫度閾值以及在自動(dòng)模式下調(diào)節(jié)風(fēng)速等，并且這些參數(shù)都可以通過(guò)OLED液晶顯示屏顯示，同時(shí)可以通過(guò)藍(lán)牙調(diào)試助手遠(yuǎn)程無(wú)線控制風(fēng)扇模式、檔位、閾值等。1.2課題研究的背景及意義溫控風(fēng)扇系統(tǒng)是根據(jù)當(dāng)時(shí)溫度情況去自動(dòng)開(kāi)通和關(guān)閉電風(fēng)扇，能夠很好的節(jié)約電能，同時(shí)也方便用戶們的使用更具人性化。而且溫控風(fēng)扇系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活中都有廣泛的應(yīng)用，如在工業(yè)生產(chǎn)中大型機(jī)械設(shè)備的散熱系統(tǒng)，或筆記本電腦上的智能CPU風(fēng)扇等基于單片機(jī)的溫控風(fēng)扇都能夠根據(jù)環(huán)境溫度的高低自動(dòng)啟動(dòng)或停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并能夠根據(jù)溫度的變化實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)。因此，溫控風(fēng)扇的研究具有一定的實(shí)用價(jià)值。在萬(wàn)物互聯(lián)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，數(shù)據(jù)反饋交互變得越來(lái)越重要。自主化的數(shù)據(jù)處理、反饋是人們更加期盼的。因此，智能設(shè)備的發(fā)展尤為重要，智能設(shè)備的使用不但可以緩解人們的工作負(fù)擔(dān)，還可以在一定程度上減少人為的工作失誤，降低工作中不必要的損失。在這樣的需求下，微處理器系統(tǒng)的發(fā)展尤為重要，微處理器系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)的敏感性也是智能行業(yè)蓬勃發(fā)展的主要影響因素。在現(xiàn)有技術(shù)方法上進(jìn)行思想的融合，將會(huì)促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，信息化水平有了很大的進(jìn)步。近幾年，我國(guó)電風(fēng)扇市場(chǎng)發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴(kuò)張，國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)電風(fēng)扇產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)新增投資項(xiàng)目逐漸增多。投資者對(duì)電風(fēng)扇市場(chǎng)的關(guān)注越來(lái)越密切，這使得電風(fēng)扇市場(chǎng)技術(shù)發(fā)展需求急劇增大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)的生產(chǎn)和管理進(jìn)入了自動(dòng)化、信息化和智能化時(shí)代，智能化已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展的需要。基于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和日常生活的實(shí)際需要，研究和開(kāi)發(fā)智能電風(fēng)扇控制具有十分重要的意義。該設(shè)計(jì)可以應(yīng)用于工廠自動(dòng)化、倉(cāng)庫(kù)管理、智能玩具和民用服務(wù)等領(lǐng)域，可提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)環(huán)境。國(guó)外在電風(fēng)扇方面的研究相對(duì)我國(guó)并沒(méi)有展現(xiàn)出極強(qiáng)的積極性，但是在智能化電器方面的研究部分卻領(lǐng)先于我國(guó)。智能化電器包含三個(gè)層次：智能化的電器元件(如智能化斷路器、智能化接觸器和智能化磁力啟動(dòng)器等)，智能化開(kāi)關(guān)柜和智能化供配電系統(tǒng)。智能化開(kāi)關(guān)柜包含多臺(tái)斷路器，而且供電系統(tǒng)的控制與用電設(shè)備的控制關(guān)系很密切。這兩個(gè)層次上的智能化工作重點(diǎn)是加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能，最大限度地提高配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的自動(dòng)化水平[1]。作為一種常用的家用電器，電風(fēng)扇在如今雖被廣泛普及，但是功能大多還停留在數(shù)年之前，大多數(shù)電器廠家并沒(méi)有對(duì)其投入太多的關(guān)注。所以電風(fēng)扇的智能化也和所有的家用電器智能化一樣，必將成為一種新的發(fā)展需要[2]。1.4主要研究方式本次系統(tǒng)屬于嵌入式方向，一方面，我們要學(xué)習(xí)硬件連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)南嚓P(guān)原理。另一方面，也要學(xué)習(xí)軟件邏輯處理、控制編程等知識(shí)。相關(guān)理論知識(shí)、技術(shù)知識(shí)的研究方式如下：(1)前沿期刊研讀：通過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)網(wǎng)站進(jìn)行前沿技術(shù)論文的研讀，掌握當(dāng)前相關(guān)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀以及研究技術(shù)。進(jìn)一步掌握當(dāng)前熱門開(kāi)發(fā)技術(shù)，為后期的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)夯實(shí)穩(wěn)定的理論儲(chǔ)備。(2)開(kāi)發(fā)文檔閱讀：通過(guò)瀏覽器進(jìn)行相關(guān)模塊開(kāi)發(fā)文檔的下載閱讀，通過(guò)開(kāi)發(fā)文檔我們能夠準(zhǔn)確的了解模塊的性能、運(yùn)行參數(shù)、傳輸協(xié)議、注意事項(xiàng)以及管腳傳輸標(biāo)準(zhǔn)。快速的掌握數(shù)據(jù)的打包傳輸格式，為后期的軟件編程邏輯控制提供可靠的硬件支持。(3)編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)：在熟悉硬件相關(guān)知識(shí)后，進(jìn)行邏輯控制語(yǔ)言的學(xué)習(xí)。掌握和熟悉傳輸信號(hào)的控制，然后進(jìn)行軟件邏輯的相關(guān)編程，實(shí)現(xiàn)硬件自主化工作。軟件編程邏輯也是整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能控制的關(guān)鍵所在，通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)整個(gè)硬件數(shù)據(jù)的獲取與控制。1.5論文結(jié)構(gòu)本次設(shè)計(jì)的基于STM32的溫控風(fēng)扇系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)多種模式的風(fēng)扇控制，系統(tǒng)通過(guò)外圍檢測(cè)設(shè)備獲取環(huán)境數(shù)據(jù)(環(huán)境溫度、是否有人、無(wú)線控制、按鍵控制)，搭配數(shù)據(jù)傳輸通信模塊以及微處理器CPU模塊控制整個(gè)檢測(cè)工作的自主邏輯。本文通過(guò)不同章節(jié)分階段論述整個(gè)系統(tǒng)落地實(shí)現(xiàn)，通過(guò)不同章節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中不同的側(cè)重點(diǎn)(理論知識(shí)、實(shí)踐過(guò)程、工作流程等)的論述。各個(gè)章節(jié)的主要工作說(shuō)明如下:第一章：通過(guò)闡述研究背景以及意義說(shuō)明系統(tǒng)的實(shí)際用途。通過(guò)大量期刊論文資料的閱讀了解當(dāng)前相關(guān)科研的最新進(jìn)展。通過(guò)研究方式的介紹說(shuō)明整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)架構(gòu)。通過(guò)不同方面表明系統(tǒng)的可行以及前沿性；第二章：在該章節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)、系統(tǒng)完成功能的簡(jiǎn)要說(shuō)明。通過(guò)硬件連接說(shuō)明圖進(jìn)行輔助說(shuō)明，使得能夠更加清晰的了解實(shí)現(xiàn)脈絡(luò)。然后在進(jìn)行相關(guān)主要控制模塊的選型，通過(guò)系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行各個(gè)模塊的性能的對(duì)比選型。確定系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的相關(guān)外圍控制模塊，最后進(jìn)行系統(tǒng)性能標(biāo)準(zhǔn)的闡述說(shuō)明；第三章：介紹各個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊以及微處理器CPU單元的工作原理，從每個(gè)模塊的數(shù)據(jù)傳輸模式、數(shù)據(jù)獲取方式等不同方面進(jìn)行模塊說(shuō)明。通過(guò)各個(gè)模塊的工作原理說(shuō)明進(jìn)一步掌握模塊的工作方式；第四章：在了解到硬件數(shù)據(jù)的獲取儲(chǔ)存格式后，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)自主化工作；第五章：在系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)完成后，為了確保系統(tǒng)的泛化性以及穩(wěn)定性。先通過(guò)對(duì)硬件的各部分以及整體進(jìn)行性能檢測(cè)，然后在對(duì)軟件部分的子函數(shù)以及主函數(shù)進(jìn)行軟件調(diào)試。最后將軟硬件結(jié)合測(cè)試，保證最終設(shè)計(jì)的成功實(shí)現(xiàn)。第2章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)本文設(shè)計(jì)的基于STM32的溫控風(fēng)扇系統(tǒng)，主要工作是進(jìn)行不同模式的風(fēng)扇控制。通過(guò)單片機(jī)搭配外圍檢測(cè)模塊進(jìn)行相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)智能化監(jiān)測(cè)[3][4]。系統(tǒng)通過(guò)外圍檢測(cè)模塊進(jìn)行環(huán)境模擬數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)化工作。然后，系統(tǒng)微處理器單片機(jī)通過(guò)CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)化讀取儲(chǔ)存，并且通過(guò)邏輯判斷進(jìn)行異常數(shù)據(jù)檢測(cè)。系統(tǒng)當(dāng)檢測(cè)到數(shù)據(jù)異常后，會(huì)搭配數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行用戶的及時(shí)提醒，減少不必要的安全隱患、財(cái)產(chǎn)損失。系統(tǒng)的方案目標(biāo)可分為以下幾方面:(1)系統(tǒng)能夠時(shí)實(shí)進(jìn)行相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集工作，成功處理數(shù)據(jù)為可傳輸?shù)哪Ｊ剑?2)系統(tǒng)能夠搭建時(shí)實(shí)的數(shù)據(jù)傳輸通道，實(shí)現(xiàn)外圍檢測(cè)數(shù)據(jù)獲取端、微處理器單片機(jī)數(shù)據(jù)邏輯處理端的分離；(3)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)友好的人機(jī)交互，并且能夠搭配數(shù)據(jù)展現(xiàn)端進(jìn)行操作的智能提示、反饋以及數(shù)據(jù)的展示。2.2主控芯片的選擇單片機(jī)是系統(tǒng)功能得以實(shí)現(xiàn)的重要保證，需要合理正確的選擇。在選擇單片機(jī)芯片時(shí)主要考慮以下幾個(gè)方面：(1)單片機(jī)的工作電壓，為了實(shí)現(xiàn)低功耗，需要采用工作電壓較低的單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能；(2)單片機(jī)的工作溫度范圍，如果單片機(jī)的工作溫度范圍過(guò)低不能適應(yīng)較高溫度的環(huán)境容易導(dǎo)致系統(tǒng)異常；(3)通用I/O口個(gè)數(shù)，要用到很多的外界模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互等，要有足夠I/O進(jìn)行模塊與單片機(jī)之間的連接；(4)由于需要的功能模塊較多，考慮單片機(jī)的存儲(chǔ)空間是否足夠；(5)為了盡可能地降低功耗，考慮單片機(jī)可以滿足的低功耗模式；(6)考慮單片機(jī)的不同工作環(huán)境，選擇抗干擾能力強(qiáng)的單片機(jī)；(7)為了推廣大規(guī)模使用，單片機(jī)的成本必須要考慮。在本文中設(shè)計(jì)的基于STM32的溫控風(fēng)扇系統(tǒng)中，有兩種微處理器單片機(jī)可供選擇：方案一：STM32單片機(jī)，該處理器單元是當(dāng)前嵌入式最熱門單片機(jī)，該單片機(jī)能夠快速的實(shí)現(xiàn)相關(guān)的運(yùn)算以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)讀取工作，該單片機(jī)也能快速的實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備的連接，較低的能耗以及較高的性能也是其流行的主要原因。該單片機(jī)提供多個(gè)DMA通道，內(nèi)部中斷以及輸出輸入通道。當(dāng)程序代碼在系統(tǒng)中處理的時(shí)候，系統(tǒng)通過(guò)強(qiáng)大的抗干擾能力以及高速處理能力為程序代碼的運(yùn)行提供可靠依據(jù)。STM32的時(shí)鐘特點(diǎn)也能夠?yàn)槲覀兊南到y(tǒng)提供更可靠的服務(wù)，系統(tǒng)能夠及時(shí)快速進(jìn)行相關(guān)的邏輯處理，這也是使得系統(tǒng)應(yīng)用到不同數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要原因。由于本系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)性的要求，STM32單片機(jī)能夠輕松勝任我們的工作要求。該單片機(jī)在當(dāng)微控制系統(tǒng)中的市場(chǎng)占比比較大，相關(guān)的開(kāi)發(fā)環(huán)境、開(kāi)發(fā)文檔、開(kāi)發(fā)技術(shù)也比較完善，非常適合相關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。方案二：52單片機(jī)，52單片機(jī)是基于內(nèi)核52的8位處理器，該單片機(jī)內(nèi)部提供穩(wěn)定高效的工作頻率，內(nèi)置可反復(fù)擦拭的Flash以及52字節(jié)的RAM，該單片機(jī)能夠兼容多種指令集和多個(gè)引腳。52單片機(jī)對(duì)于小批量數(shù)據(jù)能夠及時(shí)快速的進(jìn)行讀取，能夠輕松駕馭相關(guān)環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。52單片機(jī)內(nèi)置的復(fù)位單元能節(jié)省外部資源空間。該微處理器單元能夠在不借助編碼器下通過(guò)串口進(jìn)行程序的上傳，也非常適合相關(guān)數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。綜合對(duì)比兩種方案的選擇，兩種單片機(jī)都能實(shí)現(xiàn)本次系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的目標(biāo)，但是對(duì)于實(shí)際應(yīng)用情況的考慮。本次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)要進(jìn)行多種數(shù)據(jù)采集工作。因此，綜合考慮系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間、系統(tǒng)性能、系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本，我們最終選擇STM32單片機(jī)作為本次溫控風(fēng)扇系統(tǒng)的微控制器。2.3溫度傳感器的選擇本設(shè)計(jì)是基于溫度控制的一款嵌入式風(fēng)扇，所以溫度傳感器的選擇對(duì)于該設(shè)計(jì)尤為重要。方案一：利用檢測(cè)溫度的熱敏電阻和運(yùn)算放大器組成的熱敏電阻溫度測(cè)量電路。由于溫度變化從而引起熱敏電阻的電阻率發(fā)生變化，進(jìn)而使輸入電壓發(fā)生變化。通過(guò)模數(shù)器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)再傳入單片機(jī)中進(jìn)行處理。方案二：運(yùn)用熱電偶為核心的測(cè)量電路來(lái)檢測(cè)溫度變化，并通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)化將信號(hào)傳入單片機(jī)中進(jìn)行處理。方案三：采用DS18B20模塊來(lái)檢測(cè)溫度。DS18B20是一款數(shù)字溫度傳感器，無(wú)需采用轉(zhuǎn)換模塊，可直接將數(shù)字信號(hào)采集并送入單片機(jī)。熱敏電阻由于其溫度系數(shù)比其它金屬高，所以靈敏度較高，而且由于其工作范圍大，體積小便于測(cè)量狹小空間等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。但是它的缺點(diǎn)也極為明顯，其阻值和溫度的關(guān)系是非線性的，雖然可以通過(guò)一些電路加以修正，但是修正的電路是極為復(fù)雜的，不適用于我們的系統(tǒng)之中，并且它的穩(wěn)定性相對(duì)比較差，不易更換。熱電偶測(cè)量電路的優(yōu)缺點(diǎn)也十分明顯。熱電偶相對(duì)于熱面電阻來(lái)說(shuō)非線性得到極大改善，并且堅(jiān)實(shí)耐用無(wú)自身發(fā)熱。熱電偶的測(cè)量范圍非常的廣，可達(dá)到-200到+2500攝氏度。然而熱電偶也有其缺點(diǎn)，例如信號(hào)調(diào)理電路復(fù)雜，一旦處理不當(dāng)就會(huì)引入誤差，導(dǎo)致精度下降，并且熱電偶的抗干擾能力差，當(dāng)周圍有雜亂電場(chǎng)