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为你的STM32毕设项目加点“料”："AI智能风扇"智能温控与风扇调节系统

华清远见在线实验室

2025-11-13

导读：每年的这个时候，总能看到许多为毕业设计而发愁的同学。

每年的这个时候，总能看到许多为毕业设计而发愁的同学。大家手里握着熟悉的STM32，知道它性能强大、控制精准，是完成毕设的可靠伙伴，但恰恰因为这份“可靠”，反而让选题变得困难——能做的东西似乎都被人做过了，怎样才能让项目既有技术含量，又有些新意，足以让人眼前一亮呢？

我们意识到，问题的关键或许不在于STM32本身，而在于如何为它加点“料”——如何让它与更前沿的技术结合起来。如今，“万物互联”与“人工智能”已不再是遥远的概念，它们正越来越多地出现在实际应用中。那么，何不让我们的STM32项目，也尝试具备联网、上云，甚至一点简单的“思考”能力？

这个想法，正是我们筹划这一系列分享的初衷。我们希望能为你们的毕业设计，提供一些不同的思路和具体的参考，增加一些创新点。在接下来的时间里，我们会陆续带来从易上手的AI趣味小应用，到综合性项目的讲解，包括13个AI入门应用项目、2个小智AI项目、3个LVGL综合项目、一个AI桌宠机器狗，以及那个经典的、国民级嵌入式项目——AI智能小车。

本篇就让我们从这个系列开始，先从13个AI入门应用讲起。项目本身不复杂，但它能让你直观地感受到，当STM32和AI技术结合起来后，能实现哪些不一样的功能。

《AI智能风扇》

01 项目应用场景

智能家居环境监控
办公室舒适度调节
精准温控应用场景

02 项目功能

本项目实现了语音交互式温湿度监测与智能调控系统。用户通过语音指令（如"室内温度是多少"、"好热啊"）触发系统工作，STM32采集SHT20传感器的温度、湿度数据，通过双芯通信返回给ESP32。ESP32根据用户指令类型生成不同响应：对于温度/湿度查询，直接播报当前数值；对于"好热"等指令，自动控制风扇运行。风扇通过PWM信号调节转速（占空比），支持开启/关闭/调大/调小等多种控制指令，形成完整的"感知-决策-执行"闭环。

03 项目硬件平台

主硬件平台：华清远见F103&ESP32-S3 AI开发板（板载麦克风、扬声器）+2.8寸显示屏。

扩展模块：可采用SHT20温湿度传感器（I2C接口）+直流PWM风扇，也可以直接用我们的资源扩展板（扩展板上非常多的传感器执行器，非常方便多项目实战）。

关于华清远见F103&ESP32-S3 AI开发板：

这是一款能让你的STM32项目瞬间拥有联网和AI能力的双核开发板，集成了STM32F103和ESP32-S3。两个核心都可以独立运行，也可以协同工作。对于初学者来说，你可以把它当成两块板子来分别学习（STM32F103开发板+ESP32-S3开发板）。对于项目实战来说，可以让它们分工合作——ESP32作为“AI大脑”，STM32作为“控制双手”，低成本实现更复杂、更稳定的高级应用。

04 项目实现关键点

1.SHT20传感器控制：STM32通过I2C接口读取温度/湿度原始数据

2.数据转换算法：温度(℃) = -46.85 + 175.72 × (原始数据/65536)；湿度(%RH) = -6 + 125 × (原始数据/65536)

3.PWM风扇控制：通过TIM3_CH1通道生成PWM信号，占空比40%-100%（低于40%可能导致风扇不转）

4.双芯通信协议：9字节固定帧格式，支持5类核心指令（温度/湿度查询、风扇开关/调速）

5.指令映射机制：将"好热啊"等生活化指令映射到"开启风扇"等具体控制动作

05 涉及学习技术点

- I2C传感器通信

- 传感器数据处理与转换

- PWM信号生成与控制

- 双芯架构任务分工

- 语音识别与指令映射

- 串口通信协议设计

- 嵌入式系统定时器应用

06 项目实现原理

1. 硬件原理

首先打开【华清远见_F103&ESP32-S3 AI开发板资料V1.0\05_硬件图纸\ 1.F103&ESP32-S3 AI开发板原理图V4.3, 3.FS-MP1资源扩展板原理图V3.3】，根据扩展板原理图查看温度传感控制引脚。

上图可以看出连接传感器的I2C引脚为PB7和PB6，引脚定义如下表：

1)SHT20温湿度传感器是一种数字式温湿度传感器，它采用热敏电阻式温度传感器，在测量环境温度和湿度方面具有高精度和可靠性。

2)SHT20传感器使用I2C总线接口进行数据通信，它能够快速、准确地测量环境的温度和相对湿度。

2. 双芯通信原理（ESP32-S3 为主机，STM32 为从机）

采用9 字节固定帧格式，支持 5 类核心指令，帧结构与解析逻辑如下：

3. 温湿度采集原理（STM32 端）

SHT20控制：STM32 通过I2C接口（默认 SDA=PB7，SCL=PB6）与SHT20 通信，发送 “测量温度 / 湿度” 指令，等待传感器返回 16 位原始数据；

数据转换：原始数据需去除校验位，按公式计算实际值：

温度（℃）= -46.85 + 175.72 × (原始数据 / 65536)；

湿度（% RH）= -6 + 125 × (原始数据 / 65536)；

4. 风扇控制原理（STM32 端）

PWM调速：STM32 通过定时器生成PWM信号（如 TIM3_CH1），输出到风扇驱动模块，占空比（0~100%）对应风扇转速；

控制逻辑：

开关：占空比= 0%（关），占空比≥40%（开，最小风速）；

调速：每次调大/ 调小增加 / 减少20%占空比（如 40%→60%→80%→100%，100%→80%→60%→40%）；

极值保护：占空比≥100% 时锁定为 100%，≤40% 时锁定为 40%，避免低占空比导致风扇停转。

07 项目实现步骤

完整的实验步骤目录如下图。

扫下方二维码添加雯雯老师（备注：AI智能风扇），免费领取项目完整文档、源码。👇👇👇

08 硬件平台详细介绍

《AI智能风扇》项目硬件平台是华清远见STM32F103&ESP32-S3 AIoT开发板。

开发板简介

F103&ESP32-S3 AI 开发板是华清远见针对嵌入式与 AI 开发市场需求，打造的高性能、低成本AIoT实战平台。该开发板采用双核心设计，整合了STM32F103与ESP32-S3两款芯片：以ESP32-S3作为AI中枢，承担视觉识别、语音交互及 WiFi/BLE 无线通信任务；以STM32F103作为控制核心，实现实时运动控制与多传感器数据融合，二者通过 UART 总线无缝协同，形成 “AI 决策 + 实时执行” 的高效工作模式。

相较于仅使用STM32F103的方案，这一架构提升了系统整体性能，同时扩展了板载资源与外设接口，为更多AI及物联网应用的拓展提供了便利。为了方便实战练手，我们为该平台配套了多种硬件模块及20个实战项目，涵盖13个AI基础应用项目、2个小智AI项目、3个LVGL物联网应用，以及AI桌宠机器狗和AI智能车各1个。所有项目均基于STM32F103与ESP32-S3协同开发，“学完就能用”，助你快速打造硬核作品，轻松开发智能AIoT应用。相关资料持续更新中，可以在文章末尾扫码领取。

STM32 与 ESP32 是单片机入门经典 MCU，技术普及度、生态完整性和商业应用优势显著。STM32 擅长精准控制，是工业与教育首选；ESP32 及升级版 S3 主打物联网，集成联网与 AI 能力，广泛应用于 AIoT 终端。二者高度互补，所以我们提倡“双核学习路径”，从入门到综合项目实战，建议先通过 STM32 夯实通用 MCU 开发基础，再用 ESP32 拓展物联网等开发能力，掌握后可提升技术广度与就业竞争力，实现 1+1>2，这也是双核心开发板的教学设计初衷。