基于stm32的蓝牙智能跟随风扇设计(附件)【字数：7267】
摘 要本设计由STM32微控制器、DS18B20温度检测、超声波测距模块、马达、蓝牙通信模块、安卓APP组成，利用DS18B20来检测当前环境实时温度，将数据传输给STM32微控制器，微控制器发出指令调整挡位大小，超声波测距模块检测人体距离位置并将数据信息发送给微控制器，微控制器根据收到的数据来控制电机驱动风扇转向，并且在人长时间离开时风扇会自动待机，该设备可以用蓝牙模块和手机APP连接，可以用手机遥控智能风扇调整转速转向，并且可以接收到风扇检测人的距离，和人离开的信息。
目 录
一、 引言 1
（一） 智能风扇的发展背景 1
（二） 智能风扇的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 系统方案设计 3
（一） 各模块的设计及简述 3
（二） STM32处理器的简介 3
（三） 超声波测距模块的简介 4
（四） 温度传感器的简介 4
（五） 蓝牙模块简介 4
三、 系统硬件设计 5
（一） 最小系统电路设计 5
（二） 超声波模块电路设计 5
（三） 温度传感器电路设计 6
（四） 蓝牙模块电路设计 8
（五） 电机驱动电路 8
四、 系统软件设计 10
（一） 智能跟随风扇系统主程序流程设计 10
（二） 温度检测子程序设计 10
（三） 超声波检测子程序 12
（四） 通信子程序设计 12
五、 实物制作与功能调试 14
（一） 实物制作 14
（二） 实物调试和排故 16
（三） 制作该系统遇到的问题及解决方案 16
总结 17
参考文献 18
致谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB 21
附录三 实物图 22
附录四 元器件清单 23
附录五 源程序 24
一、 引言
（一）智能风扇的发展背景
风扇，一开始仅仅只是几个开关，按键 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
就可以打开的电器，而随着时代的发展，现在越来越多的智能风扇面向与国内市场，有温度控制的，有APP控制的，有声波控制的，等等。该设计是一个集温度传感器、蓝牙APP，超声波测距一体的智能跟随风扇。本设计选用实惠又简单易懂的STM32芯片为主要核心控制，利用霍尔元件记录数据传入单片机系统进行信号处理，液晶屏电路模块接收处理显示参数数值。硬件模块由常见的温度传感器模块、超声波测距模块电路、调速处理等电路模块组成了本系统的硬件结构。软件部分包括各模块流程的设计及采用C语言进行编程等。原来的电风扇，只能进行定时开关，手动调节风速，如果是在夜晚睡觉的时候，随着温度的改变，电风扇的风速并不改变，很容易让人感冒
传统电风机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音，特别是夜间影响人们的睡眠，而且定时范围有限，本设计的出发点就是为了设计方便人们使用的自动化电动风扇，不仅可以自动调节档位大小，还可以自动调节风扇方向。
（二）智能风扇的国内外发展现状
当今社会已经完全步入电子化时代，如今，各式各样的电子设计层出不穷，以往无法想象的设计也运用而生。温度传感器、超声波测距、蓝牙APP等都在各个领域里得到很好的发展。而如今这一系列的用处都可以在一个小小的风扇中展现。在最近几年，这一类的智能风扇也由于自己的轻便，小巧，节能，自动化等的特点得到了很多人的认可，那么特别是人口众多的中国，会有更大的市场，所以我们对电子智能风扇的研究力度是非常大的，而且为了跟好的贴合不同人群的使用需求，美的等家电企业相继推出了大厦扇和学生扇，这是针对不同的人群而专门研制的，对于智能化的电风扇，国外的研发相对于中国来看显得不是那么的积极了，但是他们对其他的电器研究要比中国强大，而且家用电器大多都是智能化的，智能化门锁，智能化洗衣机，智能化台灯等等，不仅仅底层设备工作，还有物联网设备，各个智能化设备加入家庭局域网，通过一个智能管家，或者手机APP去控制所有的智能化设备。能够远程的开关和检测相关的数据，这是智能化家用电器未来的发展趋势。这样的系统采用的是逻辑运算的控制器件去作为主控制器，相当于人类的大脑，强大的微处理器可以将部分底层的功能通过软件来实现，并有很大的兼容性和适应性。
（三）本文主要研究内容
本设计由STM32单片机体、温度传感器、风扇，通过数模转换，风扇会根据室内的温度来调整挡位大小，加上超声波测距模块，检测人体距离位置可以自动调整风速和转向，并且在人长时间离开时自动待机，以及用蓝牙模块和手机APP连接，可以用手机遥控智能风扇调整转速转向，并且可以接收到风扇检测人的距离，和人离开的信息。以此为研究智能跟随风扇的各个方面。
二、系统方案设计
（一）各模块的设计及简述
下列设计框图可以较为简单明了的反映智能跟随风扇的实现方案，如图1所示。数据传输相互模块控制及转换，智能跟随风扇设计的复位模块、时钟模块、STM32芯片模块构成智能跟随风扇的最小系统，用作实现对超声波测距模块、温度传感器等电子元器件进行传输驱动。超声波测距模块是为了根据人的位置来决定风扇是否开机的设计展示。温度传感器是为了检测出周围的温度，从而自动调节转速。
图1 智能跟随风扇的系统框图设计
（二）STM32处理器的简介
STM32F103C8T6是产自于意法半导体公司，该器件所使用的内核是ARMCortexM332位RISC内核，该控制器有48个引脚，有12位高精度分辨率的内部数模转换电路，ROM存储空间有64KB，工作电压3.3V，但是稍微超过一点也没有关系，最好不要超过这个电压，该器件能够耐高温，最高可承受86摄氏度的温度，能够一次处理数据宽度为32位，相对于8位机的处理速度是非常快的，该器件的工作频率是72MHz，而且还可以超频率使用，加大器件数据的处理速度，和数据的传输，逻辑的判断，指令的收发的速度，并且即使这样的情况下，他的使用寿命依旧很长，并且功耗非常的低，且其开发简单，程序的可移植性高，能够方便开发人员。STM32最小系统模块负责分析传感器采集的数据、指令的收发。本论文采用的STM32微控制器型号为STM32F103C8T6，参考图2，其具有收发指令速率快，能够超常时间使用，损耗较小，使用寿命长等优点。
目 录
一、 引言 1
（一） 智能风扇的发展背景 1
（二） 智能风扇的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 系统方案设计 3
（一） 各模块的设计及简述 3
（二） STM32处理器的简介 3
（三） 超声波测距模块的简介 4
（四） 温度传感器的简介 4
（五） 蓝牙模块简介 4
三、 系统硬件设计 5
（一） 最小系统电路设计 5
（二） 超声波模块电路设计 5
（三） 温度传感器电路设计 6
（四） 蓝牙模块电路设计 8
（五） 电机驱动电路 8
四、 系统软件设计 10
（一） 智能跟随风扇系统主程序流程设计 10
（二） 温度检测子程序设计 10
（三） 超声波检测子程序 12
（四） 通信子程序设计 12
五、 实物制作与功能调试 14
（一） 实物制作 14
（二） 实物调试和排故 16
（三） 制作该系统遇到的问题及解决方案 16
总结 17
参考文献 18
致谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB 21
附录三 实物图 22
附录四 元器件清单 23
附录五 源程序 24
一、 引言
（一）智能风扇的发展背景
风扇，一开始仅仅只是几个开关，按键 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
就可以打开的电器，而随着时代的发展，现在越来越多的智能风扇面向与国内市场，有温度控制的，有APP控制的，有声波控制的，等等。该设计是一个集温度传感器、蓝牙APP，超声波测距一体的智能跟随风扇。本设计选用实惠又简单易懂的STM32芯片为主要核心控制，利用霍尔元件记录数据传入单片机系统进行信号处理，液晶屏电路模块接收处理显示参数数值。硬件模块由常见的温度传感器模块、超声波测距模块电路、调速处理等电路模块组成了本系统的硬件结构。软件部分包括各模块流程的设计及采用C语言进行编程等。原来的电风扇，只能进行定时开关，手动调节风速，如果是在夜晚睡觉的时候，随着温度的改变，电风扇的风速并不改变，很容易让人感冒
传统电风机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音，特别是夜间影响人们的睡眠，而且定时范围有限，本设计的出发点就是为了设计方便人们使用的自动化电动风扇，不仅可以自动调节档位大小，还可以自动调节风扇方向。
（二）智能风扇的国内外发展现状
当今社会已经完全步入电子化时代，如今，各式各样的电子设计层出不穷，以往无法想象的设计也运用而生。温度传感器、超声波测距、蓝牙APP等都在各个领域里得到很好的发展。而如今这一系列的用处都可以在一个小小的风扇中展现。在最近几年，这一类的智能风扇也由于自己的轻便，小巧，节能，自动化等的特点得到了很多人的认可，那么特别是人口众多的中国，会有更大的市场，所以我们对电子智能风扇的研究力度是非常大的，而且为了跟好的贴合不同人群的使用需求，美的等家电企业相继推出了大厦扇和学生扇，这是针对不同的人群而专门研制的，对于智能化的电风扇，国外的研发相对于中国来看显得不是那么的积极了，但是他们对其他的电器研究要比中国强大，而且家用电器大多都是智能化的，智能化门锁，智能化洗衣机，智能化台灯等等，不仅仅底层设备工作，还有物联网设备，各个智能化设备加入家庭局域网，通过一个智能管家，或者手机APP去控制所有的智能化设备。能够远程的开关和检测相关的数据，这是智能化家用电器未来的发展趋势。这样的系统采用的是逻辑运算的控制器件去作为主控制器，相当于人类的大脑，强大的微处理器可以将部分底层的功能通过软件来实现，并有很大的兼容性和适应性。
（三）本文主要研究内容
本设计由STM32单片机体、温度传感器、风扇，通过数模转换，风扇会根据室内的温度来调整挡位大小，加上超声波测距模块，检测人体距离位置可以自动调整风速和转向，并且在人长时间离开时自动待机，以及用蓝牙模块和手机APP连接，可以用手机遥控智能风扇调整转速转向，并且可以接收到风扇检测人的距离，和人离开的信息。以此为研究智能跟随风扇的各个方面。
二、系统方案设计
（一）各模块的设计及简述
下列设计框图可以较为简单明了的反映智能跟随风扇的实现方案，如图1所示。数据传输相互模块控制及转换，智能跟随风扇设计的复位模块、时钟模块、STM32芯片模块构成智能跟随风扇的最小系统，用作实现对超声波测距模块、温度传感器等电子元器件进行传输驱动。超声波测距模块是为了根据人的位置来决定风扇是否开机的设计展示。温度传感器是为了检测出周围的温度，从而自动调节转速。
图1 智能跟随风扇的系统框图设计
（二）STM32处理器的简介
STM32F103C8T6是产自于意法半导体公司，该器件所使用的内核是ARMCortexM332位RISC内核，该控制器有48个引脚，有12位高精度分辨率的内部数模转换电路，ROM存储空间有64KB，工作电压3.3V，但是稍微超过一点也没有关系，最好不要超过这个电压，该器件能够耐高温，最高可承受86摄氏度的温度，能够一次处理数据宽度为32位，相对于8位机的处理速度是非常快的，该器件的工作频率是72MHz，而且还可以超频率使用，加大器件数据的处理速度，和数据的传输，逻辑的判断，指令的收发的速度，并且即使这样的情况下，他的使用寿命依旧很长，并且功耗非常的低，且其开发简单，程序的可移植性高，能够方便开发人员。STM32最小系统模块负责分析传感器采集的数据、指令的收发。本论文采用的STM32微控制器型号为STM32F103C8T6，参考图2，其具有收发指令速率快，能够超常时间使用，损耗较小，使用寿命长等优点。
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