【单片机课程设计/毕业设计】基于 STM32 的光电感应环境参数采集智能控制系统设计 基于 STM32 的参数自定义智能照明温控一体化装置设计（018303）

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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的多功能智能温控照明系统设计与实现
2. 基于 STM32 的人体感应环境监测智能控制系统设计
3. 基于 STM32 的光照温度采集智能台灯与风扇控制系统设计
4. 基于 STM32 的多传感器环境感知智能设备控制器设计
5. 基于 STM32 的自动 / 手动双模式智能家居终端设计与开发
6. 基于 STM32 的阈值可调环境感知智能通风照明系统设计
7. 基于 STM32 的 10 档可调智能台灯风扇一体化控制系统设计
8. 基于 STM32 的人体存在检测环境监测嵌入式控制系统
9. 基于 STM32 单片机的光敏测温智能联动控制系统设计
10. 基于 STM32 的 OLED 显示多模式智能终端控制系统设计
11. 基于 STM32 的光电感应环境参数采集智能控制系统设计
12. 基于 STM32 的参数自定义智能照明温控一体化装置设计
13. 基于 STM32 嵌入式平台的室内环境智能调控系统设计
14. 基于 STM32 单片机的多传感器融合智能终端开发
15. 基于 STM32 的模式可切换室内智能设备联动控制器设计
16. 基于 STM32 的光照温度阈值自定义智能控制系统实现
17. 基于 STM32 的人体感应智能照明散热一体化系统设计
18. 基于 STM32 的按键可调多档位嵌入式智能控制系统
19. 基于 STM32 的室内环境感知自动调控硬件系统设计
20. 基于 STM32 单片机的智能台灯与风扇联动控制装置设计

项目研究背景

随着嵌入式技术与物联网技术持续普及，小型智能化室内终端设备得到广泛应用。传统台灯、散热风扇大多采用独立手动控制方式，设备无法根据环境参数与人员状态自动运行，智能化程度较低，难以实现节能化自动调控。市面上部分智能设备功能单一，仅支持单一传感触发，缺少自动模式、手动模式与参数阈值自定义切换功能，档位调节灵活性不足，无法适配多样化使用场景。同时多数简易控制装置人机交互能力较弱，缺少可视化数据显示界面，用户无法直观获取环境光照、温度、人员状态等信息。嵌入式 STM32 单片机具备运算速度快、外设资源丰富、功耗可控等优势，适合作为小型智能终端核心控制器。本课题依托多传感器采集环境信息，设计兼具自动智能调控与手动自主操控的一体化控制系统，支持阈值自定义与多档位调节，能够有效解决传统设备控制僵化、能耗管控差、交互性弱等痛点，对于小型室内智能调控设备的设计开发具备实际研究价值。

摘要

本文设计并实现一套基于 STM32 单片机的多传感器智能照明与风扇联动控制系统。系统以 STM32F103C8T6 作为核心处理器，搭载 GL5506 光敏传感器、E18-D80NK 光电传感器、DS18B20 温度传感器完成环境光照、人体存在状态、环境温度数据采集，通过 L9110 驱动直流风扇，实现台灯亮度与风扇转速调控，利用 OLED 显示屏可视化展示运行数据。系统支持自动运行、手动操控、阈值参数设置三种工作模式，可实现 10 级档位调节。自动模式下依据人员状态、光照阈值、温度阈值自动控制台灯与风扇工作；手动模式下允许用户独立操控设备；阈值模式支持自定义控制参数。测试结果表明，系统运行稳定，模式切换流畅，可满足室内场景智能节能调控需求，具备良好实用价值。

总体方案

1. 主控单元：STM32F103C8T6 单片机

   选型理由：属于主流 ARM 嵌入式控制器，IO 资源充足，具备多路 ADC 模拟采集接口、数字通信接口，开发资料丰富，开发难度适合本科嵌入式学习；承担所有传感器数据采集、逻辑运算、模式判断、外设驱动任务，是整个控制系统核心。

2. 光照采集模块：GL5506 光敏电阻传感器

   选型理由：成本低廉，可将光照强度转化为模拟电压信号，通过单片机 ADC 通道完成模数转换，用于感知环境明暗程度，为台灯自动控制提供原始数据。

3. 人体检测模块：E18-D80NK 红外光电传感器

   选型理由：检测距离稳定，数字信号输出，便于单片机识别区域内是否有人，作为系统自动模式运行的前置判断条件，实现无人状态下设备自动关闭。

4. 温度采集模块：DS18B20 数字温度传感器

   选型理由：单总线数字传感器，接线简单，测温精度满足室内环境监测需求，采集环境温度数据，实现风扇自动温控逻辑。

5. 执行驱动模块：L9110 直流电机驱动模块

   选型理由：可驱动直流风扇电机，支持调速控制，单片机输出 PWM 信号实现风扇转速无级控制；同时输出控制信号驱动台灯实现亮度调节。

6. 显示模块：OLED 液晶显示屏

   选型理由：自发光屏幕，无需背光，功耗低，IIC 通信节省 IO 引脚，用于实时展示人员检测状态、光照数值、温度数值、台灯与风扇档位信息，实现人机可视化交互。

7. 按键输入模块：独立轻触按键 4 路

   选型理由：硬件结构简单，程序逻辑易实现，分别负责模式切换、设备选中、参数加、参数减功能，为用户提供手动交互入口。

8. 辅助硬件：直流稳压电源、面包板、杜邦线

   选型理由：为整套硬件电路提供稳定供电，搭建硬件电路实验平台，保障各模块稳定供电与信号连通。

核心功能

1. 主控数据处理功能

   以 STM32F103C8T6 单片机作为核心，周期性读取所有传感器采集数据，完成模数转换、数据校验、逻辑判断，输出控制信号驱动外设，实现整套系统的调度运行，是所有功能实现基础。

2. 环境光照采集功能

   GL5506 光敏传感器持续采集环境光照强度，转换为数字量送入单片机，实时提供环境明暗参数，作为台灯自动启闭、亮度调节的判断依据。

3. 人体存在检测功能

   E18-D80NK 光电传感器实时监测监测区域内人员状态，输出信号供单片机识别，在自动模式下实现无人时自动关闭台灯、风扇，达到节能效果。

4. 环境温度采集与风扇驱动功能

   DS18B20 实时采集室内温度，单片机根据温度差值输出 PWM 信号，经由 L9110 驱动直流风扇，完成风扇启停以及转速调节。

5. OLED 实时信息显示功能

   OLED 屏幕持续刷新系统运行信息，可视化展示是否检测到人、当前光照强度、环境温度、台灯亮度档位，方便用户直观掌握系统工作状态。

6. 模式切换按键控制功能

   一号按键实现三种工作模式循环切换，分别为自动模式、手动模式、阈值设置模式，完成系统运行模式切换，满足不同场景使用需求。

7. 自动模式智能联动控制功能

   检测到有人时，当环境光照低于设定光照下限，自动开启台灯，光照强度越低，台灯亮度档位越高；当环境温度高于设定温度上限，自动开启风扇，温差越大风扇转速越高；传感器检测无人时，自动关闭台灯与风扇，实现无人节能管控。

8. 手动模式设备操控功能

   二号按键实现受控设备切换，可选择台灯或者风扇；三号、四号按键实现设备开关，同时能够调节台灯亮度档位、风扇运行档位，允许用户脱离自动逻辑自主控制设备。

9. 阈值参数设置功能

   进入阈值设置模式后，二号按键切换待修改参数对象，三号按键执行参数数值增加操作，四号按键执行参数数值减小操作，用户可自定义光照下限、温度上限等系统触发阈值。

10. 10 级档位调节功能

台灯亮度、风扇转速统一划分为 10 个可调档位，在手动模式、阈值调试场景下均可进行档位调整，实现分级精细化控制。

技术路线

1. 开发语言：C 语言

   选型理由：嵌入式开发主流编程语言，能够直接操作单片机寄存器，执行效率高，广泛应用于 STM32 单片机开发，适配本硬件控制系统开发需求。

2. 单片机开发框架：STM32 标准库

   选型理由：封装底层寄存器操作，简化外设初始化代码，学习资料丰富，降低本科阶段嵌入式开发难度，用于实现传感器驱动、PWM 输出、屏幕显示、按键扫描逻辑。

3. 开发软件：Keil MDK5

   选型理由：专业 ARM 内核单片机编译开发环境，支持程序编译、调试、下载，适配 STM32 系列单片机，为本课题程序编写、在线调试的核心工具。

4. 电路辅助设计软件：Altium Designer

   选型理由：用于硬件电路原理图绘制，辅助完成系统硬件电路设计、线路校验，便于前期硬件方案验证。

5. 仿真调试工具：ST-LINK 下载器

   选型理由：实现程序烧录与在线调试，能够实时查看单片机内部变量、传感器采集数据，方便开发过程中排查程序逻辑 BUG。

6. 测试工具：万用表、逻辑电平测试仪

   选型理由：硬件调试阶段测量供电电压、传感器输出信号，快速定位硬件接线、电路故障，保障硬件平台稳定运行。

7. 辅助工具：串口调试助手

   选型理由：配合单片机串口通信功能，打印传感器原始采集数据，辅助调试传感采集、阈值判断相关程序逻辑。

8. 文档绘图工具：Visio

   选型理由：用于绘制系统总体架构图、硬件连接框图、程序流程图，支撑毕业设计文档撰写工作。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。

项目案例

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