【单片机毕业设计】基于 STM32 单片机的红外人体感应智能柜体装置设计基于 STM32 的温湿度阈值可控智能柜体调控系统设计（013004）

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原创最新推荐文章于 2026-11-14 12:15:00 发布 195 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

零基础学会制作基于STM32/51单片机的输液监控系统设计/医院输液/输液检测/输液检测装置设计一基于单片机的输液监控系统，该系统以单片机作为控制芯片，可以检测输液瓶内液位、检测液体点滴速度值及液体温度，传感器采集到的信号通过A/D转换传送到单片机中完成数据处理，控制步进电机工作来调整滴速，实现液体点滴的智能监控。 1）实现输液瓶中液位的测量、点滴速度的测量及液体温度检测； 2）可手动设置液位阈值、速度阈值及温度阈值； 3）在显示屏上显示相关数据信息； 4）可实现报警功能； 5）可实现点滴速度控制和液体温度控制功能。 6）可将数据通过蓝牙传输到手机端。阅读详情

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基于 STM32 单片机的环境感知智能柜体联动装置实现
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项目研究背景

物联网技术持续向仓储、档案保管、小型储物柜体等场景渗透，各类密闭柜体内部温湿度环境直接影响存储物品保存状态。传统柜体普遍缺乏自动化环境调控手段，依靠人工定时巡检、手动启停除湿、消毒设备，存在人力成本高、调控滞后、无法实时感知环境参数等问题。多数简易柜体控制设备功能单一，仅支持单一环境参数采集，缺少人体感应、柜门联动、多设备协同控制能力，同时难以实现远程数据查看与设备管控。随着嵌入式单片机、无线 WiFi 通信技术不断普及，嵌入式物联网终端开发门槛持续降低。STM32 单片机具备充足外设资源与稳定运算性能，搭配各类传感器与无线通信模块，能够搭建一体化智能柜体控制终端。本课题依托嵌入式物联网技术，设计集成温湿度采集、人体红外检测、柜门控制、环境调控与无线远程交互功能的智能柜体控制系统，解决传统柜体智能化程度不足、管控方式单一、无法远程监测控制等痛点，实现柜体环境自动调控与移动端远程管理，具备良好实用价值。

摘要

本文设计一套基于 STM32F103C8T6 单片机的智能柜体监测控制系统。系统采用 DHT11 采集环境温湿度，通过 OLED 显示屏实时展示数据，利用 E18-D80NK 红外传感器检测人体存在状态，SG90 舵机模拟柜门启闭。系统支持自动模式、手动模式、阈值设置三种工作模式，可依据温湿度阈值自动控制烘干加热、紫外消毒、换气风扇等外设；搭载 ESP-01S WiFi 模块实现与移动端 APP 通信，支持远程查看环境数据、修改控制阈值与远程操控柜体设备。系统配套按键实现本地模式切换与参数调节，LED 指示灯反馈柜门开关状态。测试结果表明，系统能够稳定完成环境感知、设备联动调控、无线远程控制等功能，可应用于密闭储物柜体环境智能管控场景，具备成本低、部署便捷的特点。

总体方案

主控单元：STM32F103C8T6 单片机

作用：作为系统核心控制器，承担传感器数据采集、逻辑运算、外设驱动、模式判断、串口通信等全部数据处理任务。选型理由：芯片外设资源丰富，拥有多路 GPIO、串口，满足传感器、舵机、WiFi 模块接入需求，资料丰富，适配本科嵌入式开发学习，运行稳定。
温湿度采集模块：DHT11 传感器

作用：实时采集柜体内部环境温度、湿度数据，并将采集数据传输至主控芯片。选型理由：单总线通信方式接线简单，成本低廉，能够满足本系统常规温湿度监测精度需求。
显示模块：OLED 显示屏

作用：本地可视化展示实时温湿度数值，方便现场人员直观读取环境信息。选型理由：功耗低，显示清晰，支持 I2C 通信，占用单片机引脚资源少。
人体检测传感器：E18-D80NK 红外光电传感器

作用：检测柜体周边是否存在人员，作为自动模式下柜门开启的触发条件。选型理由：检测距离可调，抗干扰能力较强，数字信号输出，便于单片机读取识别。
柜门执行机构：SG90 舵机

作用：机械模拟柜体柜门开启与关闭动作。选型理由：体积小巧，驱动简单，角度可控，适合小型柜体模拟开关门场景。
状态指示：LED 指示灯

作用：柜门开启时点亮，直观反馈柜门当前工作状态。选型理由：电路简易，功耗低，实现状态可视化提示。
人机交互：独立按键 4 个

作用：实现模式切换、设备选中、设备启停、阈值增减调节等本地操作。选型理由：硬件成本低，编程逻辑简单，满足本地控制需求。
执行负载：多路继电器模块

作用：驱动加热片、紫外消毒灯、换气风扇负载设备。选型理由：实现强弱电隔离，单片机弱电信号可以控制外部用电设备。
无线通信模块：ESP-01S（ESP8266）WiFi 模块

作用：通过串口与 STM32 通信，建立无线网络连接，实现单片机与移动端 APP 的数据交互。选型理由：体积小、价格低廉，成熟稳定，能够完成数据上传、远程指令下发。
上位设备：智能手机

作用：运行配套 APP，远程查看温湿度数据、设置温湿度阈值、远程操控柜体各类设备。

核心功能

基础采集与显示功能

温湿度数据采集功能：由 DHT11 持续采集柜内温湿度，单片机周期性读取传感器数据，完成数据校验与解析，作为系统自动调控的判断依据。
本地 OLED 数据显示功能：实时刷新展示当前采集到的温度、湿度数值，工作人员可在柜体本地直接读取环境信息。
人体红外检测功能：E18-D80NK 持续探测前方区域人体信号，检测到人员存在时向主控芯片输出电平信号，用于自动模式开门触发。

本地控制与模式管理功能

工作模式切换功能：通过按键 1 循环切换自动模式、手动模式、阈值设置模式，单片机保存当前模式标识，按照对应模式逻辑运行。
自动模式联动控制功能：湿度高于设定阈值，自动启动加热烘干；温度高于设定阈值，自动开启风扇换气；满足条件时启动紫外消毒；红外检测到人，舵机转动模拟开门；柜门开启后 LED 常亮提示开门状态。
手动模式控制功能：按键 2 切换待控制设备，按键 3 控制烘干、消毒、换气、柜门设备启停，允许人为独立控制各个外设，不受温湿度阈值约束。
阈值参数设置功能：切换至阈值设置模式后，按键 3 实现参数加、按键 4 实现参数减，完成温度、湿度报警阈值调整，参数断电可保存。
柜门状态指示功能：舵机模拟柜门开启时，LED 持续点亮；柜门关闭后 LED 熄灭，直观反馈柜门状态。

物联网远程管控功能

ESP-01S 无线数据上传功能：单片机定时将温湿度、设备运行状态通过 WiFi 模块上传至移动端 APP，实现远程数据查看。
远程阈值配置功能：APP 下发阈值修改指令，主控接收指令更新系统温湿度控制阈值，实现远程参数配置。
远程设备控制功能：APP 下发指令远程控制烘干、消毒、换气、柜门开关动作，实现脱离现场的远程设备管控。

技术路线

硬件开发环境：Keil MDK5

用途：STM32 单片机程序编写、编译、调试与程序烧录，为本课题嵌入式主控程序开发核心工具。
编程语言：C 语言

用途：编写 STM32 底层驱动代码，实现传感器读取、舵机驱动、按键扫描、继电器控制、串口通信等逻辑。
硬件驱动库：STM32 标准外设库

用途：简化单片机 GPIO、串口、定时器等外设初始化代码开发，降低嵌入式开发难度。
通信技术：串口 UART 通信、WiFi 无线网络通信

用途：实现单片机与 ESP-01S 模块数据交互，完成终端与手机 APP 之间指令、数据传输。
电路设计软件：Altium Designer / AD

用途：绘制系统硬件电路原理图，完成硬件接线方案设计。
移动端 APP 开发工具：Android Studio / 网络串口调试 APP

用途：搭建手机端控制程序，完成数据接收、指令下发、界面交互。
仿真调试工具：ST-Link 调试器

用途：实现单片机在线调试、程序下载，实时观测程序运行变量。
测试工具：串口助手

用途：调试单片机与 ESP-01S 通信数据，验证上下行数据收发是否正常。
辅助工具：逻辑分析仪（可选）

用途：辅助调试传感器时序、串口通信波形，排查硬件通信故障。
文档绘图工具：Visio

用途：绘制硬件总体架构图、软件流程图、系统框图，用于毕业设计论文插图制作。

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。