每年的這個時候，總能看到許多為畢業設計而發愁的同學。大家手里握著熟悉的STM32，知道它性能強大、控制精準，是完成畢設的可靠伙伴，但恰恰因為這份“可靠”，反而讓選題變得困難——能做的東西似乎都被人做過了，怎樣才能讓項目既有技術含量，又有些新意，足以讓人眼前一亮呢？

我們意識到，問題的關鍵或許不在于STM32本身，而在于如何為它加點“料”——如何讓它與更前沿的技術結合起來。如今，“萬物互聯”與“人工智能”已不再是遙遠的概念，它們正越來越多地出現在實際應用中。那么，何不讓我們的STM32項目，也嘗試具備聯網、上云，甚至一點簡單的“思考”能力？

這個想法，正是我們籌劃這一系列分享的初衷。我們希望能為你們的畢業設計，提供一些不同的思路和具體的參考，增加一些創新點。在接下來的時間里，我們會陸續帶來從易上手的AI趣味小應用，到綜合性項目的講解，包括13個AI入門應用項目、2個小智AI項目、3個LVGL綜合項目、一個AI桌寵機器狗，以及那個經典的、國民級嵌入式項目——AI智能小車。

本篇就讓我們從這個系列開始，先從13個AI入門應用講起。項目本身不復雜，但它能讓你直觀地感受到，當STM32和AI技術結合起來后，能實現哪些不一樣的功能。

《AI廚房安全衛士》

01 項目應用場景

• 家庭廚房火情監測
• 智能安防系統
• 災害早期預警

02 項目功能

本項目實現了基于語音交互的火焰監測與告警系統。STM32配置火焰傳感器為中斷式檢測模式，當檢測到火焰時觸發中斷服務函數，記錄觸發次數并啟動蜂鳴器告警。用戶通過語音指令（如"廚房有異常嗎"、"有火情嗎"）查詢火情，ESP32-S3將不同指令統一下發為0x0D查詢幀，STM32返回傳感器狀態和觸發次數，ESP32生成差異化語音反饋。系統實現了從火焰檢測、數據記錄、狀態查詢到語音反饋的完整安防閉環，特別適合廚房等易發生火情的場所。

03 項目硬件平臺

主硬件平臺：華清遠見F103&ESP32-S3 AI開發板（板載麥克風、揚聲器、有源蜂鳴器）+2.8寸顯示屏

擴展模塊：可采用火焰傳感器，也可以直接用我們的資源擴展板（擴展板上非常多的傳感器執行器，非常方便多項目實戰）

關于華清遠見F103&ESP32-S3 AI開發板：

這是一款能讓你的STM32項目瞬間擁有聯網和AI能力的雙核開發板，集成了STM32F103和ESP32-S3。兩個核心都可以獨立運行，也可以協同工作。對于初學者來說，你可以把它當成兩塊板子來分別學習（STM32F103開發板+ESP32-S3開發板）。對于項目實戰來說，可以讓它們分工合作——ESP32作為“AI大腦”，STM32作為“控制雙手”，低成本實現更復雜、更穩定的高級應用。

04 項目實現關鍵點

1.火焰傳感器中斷處理 ：配置PB3引腳為下降沿中斷，火焰觸發時進入中斷服務函數

2.防抖機制 ：中斷處理中添加1000ms時間防抖，避免重復計數

3.觸發次數統計 ：每次有效觸發使計數器+1，保留歷史記錄

4.告警聯動 ：火焰觸發時自動啟動蜂鳴器，火焰消失后自動停止

5.雙芯通信協議 ：9字節固定幀格式，支持火焰觸發次數查詢指令(0x0D)

6.反饋生成邏輯 ：根據觸發次數生成不同反饋（0次→"當前無火焰異常"；3次→"廚房已觸發3次火焰異常"）

05 涉及學習技術點

- 中斷式傳感器檢測

- 外部中斷處理

- 傳感器防抖技術

- 蜂鳴器控制

- 雙芯架構任務分工

- 串口通信協議設計

- 安防系統設計原理

06 項目實現原理

1. 硬件原理

火焰傳感器（一種光電二極管）對火焰中所產生的紅外線特別靈敏，當在火焰傳感器兩端施加電壓時，就會產生電流。當火焰亮度變大時，發出的紅外線越多，火焰傳感器檢測到的紅外線增加，產生的電流變大。當火焰亮度變小時，發出的紅外線越少，檢測到的紅外線減少，產生的電流也會變小。

擴展板原理圖

根據上圖可以看到，U15對應的是火焰傳感器，當沒有火焰的時候，U15為高阻抗狀態，此時通過R60和R76電阻分壓后，U14B比較器的6號腳大約1.6V左右，這是在理想狀態下。此時電壓比較器負向端是1.6V，那么同向端是由電位器控制，要調節電位器到一個臨界值，此時可以通過LD6來判斷，當LD6微微亮的時候就是臨界值，火焰傳感器的靈敏度最高。那么此時比較器的反向端大于同向端，U14B比較器的7號腳輸出低電平，LED燈點亮。

根據以上特性，調整好電位器器后，只要有火焰那么U14的6號腳就是低電平，反向端小于正向端，U14比較器7號腳輸出高電平，LED燈熄滅。

原理圖

通過以上原理圖可以看到資源擴展板對應的引腳，可以看出火焰傳感器控制引腳使用的是PB3，引腳定義如下表：

2. 雙芯通信原理（ESP32 為主機，STM32 為從機）

采用9 字節固定幀格式，幀結構與解析邏輯如下：

3. 核心邏輯

火焰檢測與中斷處理：STM32 配置火焰傳感器引腳為下降沿中斷，火焰觸發時觸發中斷服務函數，觸發次數 + 1 并啟動告警（蜂鳴器）；

指令統一觸發：ESP32 識別類指令（如 “廚房有異常嗎”“有火情嗎”），均統一下發 0x0D 查詢幀，無需區分指令類型；

反饋生成邏輯：STM32 返回 “傳感器狀態（0x01 = 正常）+ 觸發次數”，ESP32 結合次數反饋：0 次→“當前無火焰異常，歷史觸發 0 次”；3 次→“廚房已觸發 3 次火焰異常，當前無火情，建議檢查”；告警解除：火焰消失后，STM32 自動停止告警，但保留觸發次數。

07 項目實現步驟

完整的實驗步驟目錄如下圖。

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08 硬件平臺詳細介紹

《AI廚房安全衛士》項目硬件平臺是華清遠見STM32F103&ESP32-S3 AIoT開發板。

開發板簡介

F103&ESP32-S3 AI 開發板是華清遠見針對嵌入式與 AI 開發市場需求，打造的高性能、低成本AIoT實戰平臺。該開發板采用雙核心設計，整合了STM32F103與ESP32-S3兩款芯片：以ESP32-S3作為AI中樞，承擔視覺識別、語音交互及 WiFi/BLE 無線通信任務；以STM32F103作為控制核心，實現實時運動控制與多傳感器數據融合，二者通過 UART 總線無縫協同，形成 “AI 決策 + 實時執行” 的高效工作模式。

相較于僅使用STM32F103的方案，這一架構提升了系統整體性能，同時擴展了板載資源與外設接口，為更多AI及物聯網應用的拓展提供了便利。為了方便實戰練手，我們為該平臺配套了多種硬件模塊及20個實戰項目，涵蓋13個AI基礎應用項目、2個小智AI項目、3個LVGL物聯網應用，以及AI桌寵機器狗和AI智能車各1個。所有項目均基于STM32F103與ESP32-S3協同開發，“學完就能用”，助你快速打造硬核作品，輕松開發智能AIoT應用。相關資料持續更新中，私信領取。

STM32 與 ESP32 是單片機入門經典 MCU，技術普及度、生態完整性和商業應用優勢顯著。STM32 擅長精準控制，是工業與教育首選；ESP32 及升級版 S3 主打物聯網，集成聯網與 AI 能力，廣泛應用于 AIoT 終端。二者高度互補，所以我們提倡“雙核學習路徑”，從入門到綜合項目實戰 ，建議先通過 STM32 夯實通用 MCU 開發基礎，再用 ESP32 拓展物聯網等開發能力，掌握后可提升技術廣度與就業競爭力，實現 1+1>2，這也是雙核心開發板的教學設計初衷。

對于STM32/ESP32開發感興趣的朋友，歡迎關注~！本開發板也非常適用于高校嵌入式與AI教學、學生畢業設計、競賽項目、個人學習及項目開發。

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