编号：T2142310M
设计简介：
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
电源： 5V
传感器：温度传感器（DS18B20）、压力传感器（HX711）、超声波传感器（HC-SR04）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：蜂鸣器，继电器
人机交互：独立按键，语音模块（SU-03T）
标签：STM32、OLED12864、DS18B20、HX711，HC-SR04，SU-03T
题目扩展：基于stm32的智能饮水机、基于语音识别的盲人饮水机、基于单片机的智能饮水机
基于stm32的盲人饮水机可以分为三个主要部分：中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述：
中控部分：STM32单片机为核心
中控部分是整个盲人饮水机系统的“大脑”，采用STM32单片机作为核心控制器。它的主要功能是接收来自输入部分的各种数据，包括水温、重量、距离以及语音指令等，然后在内部进行逻辑处理和判断。根据处理结果，STM32单片机会发送相应的控制信号到输出部分，实现对饮水机各项功能的精准控制。STM32单片机凭借其强大的数据处理能力和丰富的外设接口，能够高效地协调整个系统的运行。
输入部分：多样化传感器与声控模块
DS18B20温度采集模块：用于实时监测饮水机内水的温度，确保用户能够获取到准确的水温信息。
2个HX711称重模块：分别用于检测热水和冷水容器下方的重量变化，当检测到有杯子放置时，会发送信号给中控部分，以便打开相应的出水口。
2个HC-SR04超声波测距模块：分别安装在热水和冷水容器的上方，用于检测热水和冷水的高度（或剩余量），提供给用户以直观的水量信息。
SU-03T声控模块：支持语音指令输入，用户可以通过语音控制热水或冷水口的开关，增加了系统的便捷性和智能化。
供电电路：为整个系统提供稳定可靠的电源，确保所有模块能够正常工作。
输出部分：直观显示与精准控制
OLED显示屏：用于显示系统名称、当前水温、水量以及距离等关键信息，让用户能够一目了然地了解饮水机的状态。
热水出水口继电器：根据中控部分的指令，控制热水出水口的开关。当对应的称重模块检测到有杯子放置时，会自动打开热水出水口，方便用户取水。
冷水出水口继电器：与热水出水口继电器类似，用于控制冷水出水口的开关。当对应的称重模块检测到有杯子放置时，会自动打开冷水出水口。
蜂鸣器：作为系统的提醒装置，当系统完成某项操作（如打开出水口、水温达到设定值等）时，会发出声音提醒用户，增加了系统的交互性和用户体验。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先在AD中根据各个模块画出原理图，然后导出PCB进行连线，最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程，第一部分是电源模块，将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入Type-C电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排母焊接好后，将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机最小系统板，因为最小系统板已经引出了程序烧录接口和自带复位电路，所以只要焊接两个排母将单片机最小系统板插入排母。第四部分是HX711称重模块，先焊接一个4Pin的排母，将称重模块的芯片插入排母。第五部分是俩个超声波模块。第六部分是继电器模块，将元器件直接焊接在板子上。第七部分是温度模块。第八部分为蜂鸣器。第九部分是SU-03T语音识别模块。下图5-1为焊接完的整体实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 播报水温实物测试
如图5-2所示，上电后，当冷水量或者热水量大于2g时，SU-03T会播报温度值。
图5-2播报水温
5.3 语音控制测试
如图5-4所示，我们可以通过语音控制饮水机，说出语音指令控制开关冷热水。
图5-4语音控制实物图
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
仿真设计总体包括32单片机、OLED显示屏、俩个超声波模块、温度传感器、继电器、时钟模块、称重模块、蜂鸣器和模拟语音模块的串口虚拟终端。
图6-1 仿真设计总图
6.2数据检测仿真测试
如图6-2所示，下面是上电后，检测数据的值。
图6-2数据检测仿真图
6.3 语音控制饮水机测试
如图6-3所示，在模拟语音串口输入1就代表是接热水，热水打开，把热水打开，我们可以通过重量，也可以通过水位，通过重量的话超过150他就会播报热水。然后热水注释完毕，那热水关闭。
图6-3语音控制饮水机仿真图
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
