【单片机课程设计/毕业设计】基于 STM32 的语音指令垃圾分类智能设备设计基于 STM32 的红外满溢检测智能垃圾分类装置实现（013106）-平芜编程栈

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文章目录

20 个相关毕业设计备选题目
项目研究背景
摘要
总体方案
核心功能
- 一、语音交互分类投放核心功能
- 二、垃圾桶满溢检测与清理控制功能
- 三、环境安全监测辅助功能
- 四、状态显示辅助功能
技术路线
项目演示
关于我们
- 项目案例
源码获取

20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的语音识别智能垃圾分类桶设计与实现
基于 STM32 的多功能智能垃圾分类监测装置设计
基于 STM32 的语音交互式智能垃圾桶控制系统设计
基于 STM32 的满溢检测与烟雾报警智能垃圾分类系统
基于 STM32 的语音控制四分类垃圾桶模型开发
基于 STM32 的物联网智能垃圾分类终端设计
基于 STM32 的语音识别垃圾分类与环境监测装置设计
基于 STM32 的自动开盖智能垃圾分类控制系统研究
基于 STM32 的语音交互垃圾识别监测装置开发
基于 STM32 的多仓智能垃圾桶检测与控制系统设计
基于 STM32 的语音指令垃圾分类智能设备设计
基于 STM32 的红外满溢检测智能垃圾分类装置实现
基于 STM32 的带烟雾预警智能垃圾桶模型设计
基于 STM32 的 LU-ASR01 语音垃圾分类控制系统开发
基于 STM32 的多类别智能垃圾桶语音控制系统研究
基于 STM32 的智能垃圾分类语音交互终端设计
基于 STM32 的传感器融合智能垃圾分类装置设计
基于 STM32 的自动开合智能垃圾桶语音控制系统实现
基于 STM32 的清理模式智能垃圾分类监测设备设计
基于 STM32 的人机交互智能垃圾分类硬件系统设计

项目研究背景

随着国内垃圾分类政策持续推行，居民垃圾分类意识逐步提升，但传统垃圾桶缺乏智能化引导手段，存在分类投放操作门槛高、投放指引不足、桶体满溢无法及时感知、缺少火情监测能力等问题。现阶段市面简易智能垃圾桶大多仅支持单一开盖功能，缺少语音交互引导、多品类分区管控、满溢状态检测与环境安全监测一体化能力，难以辅助使用者快速区分垃圾种类。嵌入式硬件、语音识别模块与各类传感器技术不断成熟，为低成本智能垃圾分类设备研发提供了技术基础。本课题依托 STM32 嵌入式主控单元，融合语音识别、红外检测、气体传感与舵机驱动技术，搭建一体化智能垃圾分类控制装置，实现语音交互分类投放、桶体满溢判断、烟雾险情预警等功能，降低垃圾分类操作难度，弥补传统垃圾桶智能化短板，为小型智能垃圾分类终端的设计与落地提供可行方案。

摘要

本文设计并实现一套基于 STM32 的语音识别智能垃圾分类控制系统。系统以 STM32F103C8T6 单片机作为核心控制器，搭载 LU-ASR01 语音识别模块、SG90 舵机、MQ-2 烟雾传感器、红外检测模块与 OLED 显示屏。系统支持语音唤醒功能，使用者可通过语音指令选择垃圾类别或者直接说出垃圾名称完成自动分类，舵机驱动四类垃圾桶模型自动开盖；红外传感器实时检测垃圾桶满溢状态，桶体满载时限制开盖，并提供语音清理模式；MQ-2 传感器实时采集环境烟雾数据，出现烟雾异常时触发蜂鸣器报警，OLED 屏幕实时展示各垃圾桶开盖状态。测试结果表明，系统功能稳定，能够实现语音垃圾分类引导、满溢检测、烟雾安全监测等需求，具备成本低、易部署的特点，适用于家用、小型社区场景下的智能垃圾分类辅助场景。

总体方案

STM32F103C8T6 主控单片机：作为整个系统的数据处理核心，接收各个传感器、语音模块采集的数据，完成逻辑判断，输出控制指令驱动舵机、蜂鸣器、显示屏工作；该芯片资源充足，外设接口丰富，功耗较低，能够满足多外设协同工作需求，是嵌入式控制领域本科项目常用主控芯片。
LU-ASR01 语音识别模块：负责采集语音信号，识别唤醒词、垃圾类别指令、垃圾名称、清理相关语音指令，将识别结果通过串口传输至主控单片机；模块内置离线语音识别算法，无需联网，适配嵌入式硬件使用场景。
SG90 微型舵机（4 个）：分别控制四类垃圾桶仓门开合，接收单片机输出的 PWM 信号，完成开盖、关盖动作；体积小巧，控制逻辑简单，适合垃圾桶模型驱动。
MQ-2 烟雾传感器：持续监测周边环境可燃气体、烟雾浓度，将模拟信号传输给主控，当浓度超过阈值时，触发蜂鸣器报警，实现火情监测。
红外检测模块（4 个）：分别布置于四个垃圾桶内部，检测桶内垃圾堆积高度，判断垃圾桶满溢状态，将检测数据上传主控单元。
OLED 液晶显示屏：通过 IIC 接口连接单片机，实时刷新展示四个垃圾桶当前开盖状态，直观呈现设备运行状态。
有源蜂鸣器：接收主控控制信号，检测到烟雾超标时发出报警声响。
电源模块：为整套硬件系统提供稳定直流供电，保障单片机、传感器、舵机持续稳定运行。
垃圾桶实体模型：搭建四类垃圾对应的独立仓体，配合舵机实现仓门机械开合。

核心功能

一、语音交互分类投放核心功能

语音唤醒功能：使用者说出唤醒词 “智能垃圾桶”，语音模块识别成功后设备回复 “我在”，系统进入指令接收状态，作为所有语音操作的前置条件。
类别指令识别功能：唤醒成功后，使用者说出 “有害垃圾”“厨余垃圾”“可回收物”“其他垃圾” 指令，系统识别后驱动对应垃圾桶舵机开启仓门，完成定向投放。
垃圾名称智能归类功能：使用者直接说出垃圾名称，系统内置垃圾分类词库自动匹配所属类别，识别成功后播报对应垃圾类型，并打开对应垃圾桶仓门，面向不清楚垃圾分类的用户提供引导。词库包含剩菜剩饭、电池灯泡、书本纸盒、砖瓦陶瓷等典型垃圾样本。

二、垃圾桶满溢检测与清理控制功能

满溢状态实时监测：四路红外模块持续检测各垃圾桶内部填充情况，主控实时记录满溢状态。当垃圾桶处于满溢状态时，拒绝执行开盖投放指令，避免垃圾溢出。
语音清理模式：使用者说出 “清理模式”“清理垃圾”，系统解除满溢限制，同时打开全部垃圾桶仓门；说出 “清理结束”，所有垃圾桶仓门同步关闭，方便保洁人员统一清运。

三、环境安全监测辅助功能

烟雾监测报警功能：MQ-2 传感器不间断采集环境烟雾浓度，当监测数值超出预设阈值，主控控制蜂鸣器启动持续报警，防范垃圾桶内烟头引发火灾隐患。

四、状态显示辅助功能

OLED 状态显示功能：OLED 显示屏实时刷新四个垃圾桶仓门的开启、关闭状态，方便使用者直观查看设备工作情况，提升人机交互体验。

技术路线

C 语言：作为 STM32 单片机程序开发编程语言，负责硬件驱动编写、逻辑控制、数据解析、外设调度，是嵌入式开发主流基础语言。
STM32 HAL 库：用于单片机底层驱动开发，简化 GPIO、串口、定时器、PWM、IIC 外设开发流程，降低硬件开发难度，适配本科嵌入式开发学习。
Keil MDK5：嵌入式程序编译、调试、烧录开发工具，用于编写、编译单片机控制程序，在线调试硬件逻辑。
LU-ASR01 配套语音配置工具：用于自定义语音关键词、配置识别词条，完成离线语音指令库的录制与烧写。
Altium Designer：可用于硬件电路原理图绘制、PCB 板设计，完成整套控制系统硬件电路布局。
串口调试助手：用于硬件联调阶段，监控单片机与语音模块、传感器之间的数据交互，排查通信故障。
万用表、逻辑分析仪：硬件调试工具，检测电路电压、通信信号，定位硬件接线、信号传输问题。
SolidWorks / 简易 3D 建模工具：可选，用于垃圾桶模型外观结构建模，指导实体模型制作。
串口通信协议：实现单片机与语音识别模块之间的数据收发，传递语音识别结果。
PWM 脉冲宽度调制技术：用于驱动 SG90 舵机，精准控制舵机转动角度，实现仓门开合控制。

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。