【单片机毕业设计】带人机交互功能的 STM32 智能环境调控柜体系统设计基于蓝牙 APP 的 STM32 智能柜体温湿度闭环控制系统开发（013003）

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原创最新推荐文章于 2026-11-14 12:15:00 发布 127 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

深入理解「二进制掩码」：从原理到实践二进制掩码本质上是一个二进制数，用于通过位操作（如与、或、非、异或等）选择性地操作目标数据的某些位。掩码的每一位（bit）可以看作一个“开关”，决定是否对目标数据的对应位进行操作。二进制掩码是位操作的灵魂，掌握它不仅能提升代码效率，还能解锁许多高级编程技巧。从基础的位提取到复杂的子集枚举，掩码的应用无处不在。希望本文的讲解和代码示例能帮助你快速上手，并在实际项目中灵活运用。如果你有更多关于掩码的疑问或应用场景，欢迎在评论区留言交流！阅读详情

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项目研究背景

物联网技术持续普及推动各类传统柜体设备向着智能化方向升级，仓储保管、档案存放、小型储物保管场景中，物品长期存放易受温湿度影响产生受潮、霉变、滋生细菌等问题。传统柜体大多不具备环境感知能力，除湿、消毒、通风操作依靠人工定期执行，无法实时感知柜内环境状态，调控时机滞后，人工操作效率低下；市面上部分简易智能设备功能单一，难以同时整合温湿度监测、人体感应、柜门控制、多重环境调控功能，且缺少移动端远程管控渠道，参数配置方式较为局限。随着嵌入式技术与蓝牙短距离通信技术成熟，基于单片机搭建轻量化智能控制终端具备良好落地条件。本课题依托 STM32 单片机搭建智能柜体控制系统，集成多种环境传感器与执行机构，融合本地按键交互与蓝牙 APP 远程控制，实现温湿度自动调控、柜体消毒换气、人体感应柜门控制等功能，弥补传统柜体智能化程度不足、管控方式单一的短板，为小型储物柜体智能化改造提供一套低成本、易部署的解决方案。

摘要

本文设计一套基于 STM32F103C8T6 单片机的智能柜体控制系统。系统搭载 DHT11 温湿度传感器、E18-D80NK 红外传感器采集环境与人体感应数据，通过 OLED 屏幕实时展示温湿度信息，利用 SG90 舵机模拟柜门开关，配合继电器驱动加热模块、紫外消毒灯、换气风扇与状态指示灯。系统支持自动、手动、阈值设置三种工作模式，可根据预设温湿度阈值自动启动除湿、消毒、换气功能；本地支持按键完成模式切换、设备操控与阈值调整；通过 JDY-31 蓝牙模块实现与移动端 APP 通信，支持远程查看数据、修改阈值以及远程控制各类执行设备。测试结果表明，系统可以稳定完成环境监测、逻辑自动调控、本地人机交互与蓝牙远程管控，运行稳定，能够满足智能柜体温湿度调节、消毒、柜门智能控制的基础使用需求。

总体方案

STM32F103C8T6 单片机主控模块：系统核心控制器，负责采集各传感器数据、执行逻辑判断、驱动外设执行机构、处理按键指令以及蓝牙数据收发。该型号资源充足，具备丰富 GPIO 接口，满足多路传感器与执行器件接入需求，开发资料完善，适合本科嵌入式项目开发。
DHT11 温湿度传感器：采集柜体内部实时温度、湿度数据，为主控单元环境调控逻辑提供原始数据；传感器接线简单、成本低廉，能够满足本系统常规温湿度监测精度需求。
0.96 寸 OLED 显示屏：实时展示当前采集到的温湿度数值、系统运行模式，实现本地可视化数据展示，方便现场人员直观读取环境参数。
E18-D80NK 红外光电传感器：检测柜体前方是否存在人员，自动触发柜门开启逻辑，实现人体感应交互。
SG90 微型舵机：模拟智能柜门开合动作；舵机控制简单，通过 PWM 信号即可精准控制旋转角度，用于模拟柜门机械结构。
四路继电器模块：分别驱动加热片、紫外消毒灯、换气风扇；继电器实现强弱电隔离，保障单片机主控电路安全，完成大功率外设驱动。
LED 指示灯：柜门开启状态指示，柜门打开时持续点亮，直观反馈柜门工作状态。
独立按键模块（4 路）：实现模式切换、设备选择、阈值增减等本地人机交互操作，提供脱离 APP 的本地操控方式。
JDY-31 蓝牙串口模块：建立单片机与手机 APP 之间无线通信链路，完成环境数据上传、远程指令下发，实现移动端远程监控与控制。
硬件整体架构：各类传感器、按键作为输入设备向主控传输信号；单片机完成逻辑运算后，输出信号控制舵机、继电器、OLED、LED 等输出设备；蓝牙模块作为无线通信桥梁，打通嵌入式终端与移动端 APP 的数据交互通道。

核心功能

一、基础感知功能

温湿度数据采集功能：由 DHT11 传感器持续采集柜内环境温湿度数据并传输至 STM32 主控，为自动调控策略提供数据依据；系统周期性读取数据，保障环境状态实时更新。
人体存在检测功能：红外光电传感器持续检测柜体前方区域，当检测到人员靠近时，向主控发送触发信号，用于实现感应开门逻辑。
本地数据显示功能：OLED 显示屏实时刷新展示当前采集的温度、湿度数值，现场工作人员无需借助手机即可查看柜内环境信息。

二、本地模式控制核心功能

运行模式切换功能：通过按键循环切换自动模式、手动模式、阈值设置模式，三种模式相互独立，满足不同场景下操控需求。
自动模式智能调控功能：系统读取实时温湿度并与预设阈值对比；湿度高于阈值时启动加热烘干、紫外消毒；温度高于阈值启动风扇换气；红外检测到人时舵机动作模拟柜门开启，柜门开启后 LED 指示灯点亮。
手动模式设备操控功能：按键二用于循环选择烘干、消毒、换气、柜门目标设备，按键三控制选中设备启停；支持工作人员自主控制各个执行机构，脱离自动逻辑人工干预。
阈值参数设置功能：进入阈值设置模式后，按键三实现数值增加、按键四实现数值减少，可自由调整温度、湿度触发阈值，适配不同物品存放环境要求。

三、远程蓝牙通信功能

数据远程查看功能：单片机周期性将温湿度、设备运行状态通过 JDY-31 蓝牙模块发送至手机 APP，移动端实时展示系统状态。
远程阈值配置功能：用户可在 APP 下发参数指令，远程修改温湿度控制阈值，无需现场按键操作。
远程设备控制功能：APP 下发控制指令，远程控制烘干、消毒、换气、柜门机构启停，实现远距离操控柜体设备。

技术路线

C 语言：作为 STM32 单片机主程序开发语言，用于编写传感器数据读取、外设驱动、业务逻辑、串口蓝牙通信代码，语法成熟，是嵌入式单片机开发主流语言。
STM32CubeMX：图形化配置单片机时钟、GPIO、定时器、串口外设，自动生成初始化工程代码，简化底层驱动开发流程，提升开发效率。
Keil MDK5：嵌入式程序编译、调试、下载工具，用于 STM32 工程代码编写、在线调试与程序烧录。
JDY-31 蓝牙串口通信：采用串口透传方式实现单片机与手机 APP 数据交互，无需复杂通信协议，快速搭建无线控制链路。
OLED 屏幕驱动技术：基于 IIC 通信协议驱动显示屏，实现字符、数值实时刷新显示。
PWM 舵机驱动技术：利用单片机定时器输出 PWM 波形，控制 SG90 舵机旋转角度，模拟柜门开合动作。
Android 蓝牙调试 APP / 蓝牙串口助手：移动端上位机，完成蓝牙连接、数据接收、指令下发，用于系统远程控制功能调试与使用。
Altium Designer（可选）：绘制硬件接线原理图，梳理器件电气连接关系，辅助硬件搭建与故障排查。
串口调试助手：电脑端调试工具，监测单片机串口输出数据，用于开发阶段传感器、通信功能调试。
硬件测试工具（万用表、电源）：完成硬件电路通断检测、供电调试，保障硬件平台稳定运行。

项目演示

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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。