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智能藥盒提醒器》
01 項目應用場景
- 用藥提醒與管理
- 老年人健康監護
- 病患服藥依從性監測
02 項目功能
本項目實現了基于語音交互的智能用藥提醒系統。用戶通過自然語言(如"下午3點提醒吃藥")設置提醒,ESP32解析時間信息,對比NTP當前時間,自動判斷是否需要設為次日。STM32控制4位數碼管顯示倒計時,時間到觸發聲光提醒。用戶可通過"User"按鍵終止提醒。系統采用雙芯架構:ESP32負責自然語言時間提取、NTP時間獲取和倒計時計算;STM32負責數碼管顯示、蜂鳴器控制和按鍵中斷處理。整個系統實現了從語音設置、倒計時顯示到提醒觸發的完整用藥管理閉環。
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、用戶按鍵)+2.8寸顯示屏。
擴展模塊:可采用4位共陰極數碼管(SPI總線),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.自然語言時間解析 :提取目標時間(如"下午3點"→15:00),判斷時間合理性
2.NTP時間同步 :獲取網絡標準時間,計算倒計時秒數
3.數碼管動態刷新 :通過TIM6定時器(1秒中斷)更新倒計時顯示
4.提醒觸發機制 :倒計時=0時,置高PA15引腳驅動蜂鳴器
5.按鍵中斷處理 :配置User按鍵(PA0)為下降沿中斷,按下后停止蜂鳴器,重置倒計時
6.雙芯通信協議 :9字節固定幀格式,支持設置提醒鬧鐘指令(0x0F),傳輸倒計時秒數
05 涉及學習技術點
- 自然語言處理
- NTP時間協議
- 數碼管動態顯示
- 定時器中斷應用
- GPIO中斷處理
- 雙芯架構任務分工
- 串口通信協議設計
06 項目實現原理
1. 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:
2. 核心邏輯
1)ESP32 端時間處理與指令下發
自然語言時間提取:識別指令A(如 “下午 3 點提醒吃藥”),通過時間解析庫提取 “15:00”,對比 NTP 當前時間(如當前 16:00),自動設為次日 15:00;
倒計時計算:目標時間- 當前時間 = 剩余秒數(如次日 15:00 - 當前 16:00 = 82800 秒);
指令下發與反饋:將剩余秒數(如259 秒→0x0103)填入 0x0F 發送幀,等待 STM32 返回成功幀(0xBA)后,語音確認 “已收到提醒,將在 2025-X-X 15:00 觸發提醒”。
2)STM32 端硬件控制
數碼管倒計時:接收0x0F 幀后,啟動定時器(1 秒中斷),每次中斷將剩余秒數減 1,同步刷新數碼管;
提醒觸發:剩余秒數= 0 時,GPIO 置高驅動蜂鳴器(連續響);
按鍵終止:配置“user 按鍵” 為下降沿中斷,按下后蜂鳴器置低(停止),倒計時重置為 0,數碼管顯 “0000”。
07 項目實現步驟
完整的實驗步驟目錄如下圖。
后臺私信(備注:AI智能藥盒提醒器),免費領取項目完整文檔、源碼。
08 硬件平臺詳細介紹
《AI智能藥盒提醒器》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。
后臺私信,備注“AIoT開發板”,免費領取開發板教程/源碼。
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