基于stm32的智能烟灰缸设计

第1章绪论1.1研究目的及意义单片机已被成熟应用于许多工业控制和家电的设计领域中，使用单片机最小系统板与外部扩展模块相结合，对最小系统板与外部模块之间的通讯进行设计和实现成为研究课题的难点与重点。智能烟灰缸是一种新型的烟灰缸，它将传统的烟灰缸与智能模块相结合，具备实用性和艺术性，能够满足不同的使用需求，并且具备极高的艺术品鉴赏价值。通过对传统技术和先进技术的融入，我们开发出了一种全新的智能烟灰缸，它集超声波传感器、加湿器和其他功能于一体。1.2国内外研究现状2014年TobaccoControl期刊有一篇文章《TraditionalTrackingwithKalmanFilteronParallelArchitecturesJournalofPhysics》做了一个实验来比较香烟与汽车柴油机对PM(fineparticulatematter)的贡献率。在60立方公尺的储藏室里，依次点上三根香烟，共烧30分钟。在此期间，TDCi2000

cc柴油发动机将在30min内（760km/min）运行。结果资料表明，烟草的燃烧量是柴油的十多倍。2017年，孙慧翔在《汽车烟灰缸设计研究》中，本文对车载烟灰缸的结构、性能、安全性等方面进行了分析，为车载烟灰缸的研制提供了依据。车载烟灰缸是一种置于车辆仪表板、副仪表板或车门等部分，是一种用于扑灭烟头和储存烟灰的装置。烟灰缸是一种用于车辆内部装饰的功能性部件，由外壳，门，消烟片，弹簧，齿轮，阻尼组成；由装饰件，缓冲垫，及其他部件构成。烟灰缸是提高车辆内部装饰质量的关键部件之一，它不仅要达到实用、美观的目的，而且要符合一套规范的规定；它的设计好坏非常关键。2019年MOLLERM发表的《SmarteyeData:devdtopahealtO0%ofoundationformedicalrescarchusingSmartdataapplications》提到，2010年国家卫生部发表的研究结果表明，所有披露于大麻烟雾中的致癌化学成分均会对DNA诱发肝癌产生不利影响。2.二手烟暴露于环境中会对心血管系统造成严重的损害，它会加速血液凝结，加大心脏病发作和中风的危险性。3.抽烟还会使女性更难受孕，并可能会造成流产、早产和产后身材不佳。此外，二手烟还会损害男性的生殖能力REF_Ref4700\r\h[18]。2019年米娟芳在《单片机控制系统的干扰因素及控制策略研究》一文中提出中国的卷烟产量大约为26，000亿支。一支烟自然燃烧，足以让100平米左右房间的PM2.5值达到800REF_Ref4785\r\h[4]。PM2.5超过500就属于严重的污染，对大气和环境都有很大的影响。当排放量超出了空气循环系统的容量和承受范围时，空气中的微粒物质会继续积累。将导致大面积的空气污染，尤其是在宁静的环境中，更容易发生大规模的空气污染。2019年杨晓燕,徐广振,王琐琐三人在《基于STM32单片机的表面贴装自动质检装置的设计》一书中提到本研究采用问卷调查法，采用网上问卷调查法及现场访谈法，共收集到99人的调查问卷。男性和女性的比例是一样的。49‎.50%的人认为烟灰缸存在难清理的问题，21.21%的人认为放在烟灰缸上未熄灭的烟头也会制造二手烟影响他人，另外有23.23%的人同意现有烟灰缸的使用功能过于单一的看法REF_Ref4913\r\h[3]。这反应了目前的设计缺乏对两个问题的关注：1、干净；2、被动烟雾。其次是30.30%的受访者，他们觉得普通的玻璃烟灰缸又重又脆，17.17%的受访者觉得木质烟灰缸在清洁之后会吸收水分而变得扭曲。说明了用户想要的是更轻的材料，同时也想要的是形状和材料在使用时容易保存，不会变形。而目前的烟灰缸在这一点上还存在一定的不足，今后还需对其进行进一步的完善，使其成为一种方便、多功能的产品。2020年，Raafi在《DesignofIntelligentAshtraySystemBasedonSingleChipMicrocomputerTechnology》中提到，现在的吸烟者数量特别多，大约有三亿一千六百万人，其中百分之二十七点七是世界上最大的吸烟者。抽烟的人越来越多了。大量吸烟者将烟蒂丢到公共场合是常有的事，造成了很大的环境污染。另外，虽然烟蒂很小，但是它的表面的温度通常为200~300摄氏度，而其中央的温度可以达到700~800摄氏度。如果抽过一支香烟后，没有将烟头的火花彻底熄灭就将其丢弃在地面，如果丢弃在干燥疏松的可燃物体上，或者丢弃在绿地或垃圾箱等地方，都有可能引起火灾。为了解决这个问题，我们设计了一个可以有效地减轻抽烟人员抽完烟后，不能找到烟灰缸，随便丢的现象，从而降低对环境的损害，从而有效地提高了城市的品位。经过对北京市南站抽烟者的采访问答，我们深入了解了烟尘缸的使用，并对其材质、造型和功能进行了分析，总结出了优缺点，最终结合现有产品的功能，进行了全面的改进和升级，以满足不同的使用需求。1.3主要研究内容1.阅读相关文献确定了设计功能和软件硬件的选择方案2.硬件部分采用STM32单片机3.设计采用KEIL5软件平台和C编程语言完成位软件设计4.将系统进行调试运行并成功实现5.实现的成果为实物该系统应完成的主要功能有: 蓝牙通信，手机端上位机上位机：1.需要通过蓝牙模块接收下位机数据，显示温度，湿度，烟雾浓度。各个模块是否工作2.控制烟灰缸盖子的打开或者关闭；下位机：1.烟雾传感器采集烟雾浓度，发送至上位机；2.温湿度传感器采集烟灰缸内温湿度信息，发送至上位机；温湿度传感器注意其最高可承受的温度，避免高温烧毁传感器。3.超声波检测是否有障碍物，若有，打开烟灰缸盖子；明确超声波测距的距离，确保使用者的方便。4.当温度过高时，开启加湿器，湿度达到一定值，加湿器关闭；5.当烟雾浓度过高时，开启风扇。为保证烟雾可以吸进烟灰缸内部。需要在烟灰缸内部提前加入少量的石灰水，并在风扇另一侧加通风口，并加滤纸。第2章系统总体结构2.1设计方案本设计是一种基于单片机技术的智能烟灰缸系统，该系统主要由烟雾传感器模块、超声波传感器模块、温湿度传感器模块、STM32单片机、蓝牙模块等部分组成；采用STM32单片机技术对传感器模块采集参数进行处理，并通过手机端显示并通过按键模块来实现开启和关闭烟灰缸，实现自动模式和手动模式的切换。2.2功能需求分析2.2.1技术路线：（1）硬件部分需要STM32单片机；（2）软件平台程序用keil5；（3）画原理图用CAD；（4）编程语言用C语言；2.2.2预期结果：作品展示，完成一个智能烟灰缸系统设计，并且该设计能实现的功能如下：完成烟灰缸的实物设计，并对其中的功能完成实现。蓝牙通信，手机端上位机上位机：1.接收下位机各个传感器的数据，并对其显示；2.通过按键来控制烟灰缸盖子的开启与关闭；下位机：1.烟雾传感器采集烟雾浓度信息，发送至上位机，并通过手机端app显示烟雾浓度；2.温湿度传感器采集烟灰缸内温湿度信息，发送至上位机，通过手机端app显示温度与湿度；3.通过超声波测距模块与舵机控制烟灰缸盖子的开启与关闭；；4.当温度过高时，达到一定值，加湿器自动开启，湿度过高达到一定值则会自动关闭。5.当烟雾浓度过高时，风扇自动开启，把烟灰缸外的烟雾吸到烟灰缸内部，通过加湿器，使烟雾浓度降低2.3总体方案设计第一：在理论知识准备阶段，要深入理解设计课题，仔细研究其中所包含的内容，以便更好地掌握相关知识；第二：明确系统的各个组成部分，梳理出它们之间的联系，并搜集有关软硬件的信息；第三：制定详细的计划，明确系统的组成部分，建立一个宏观的系统框架，并以此为基础绘制出相应的原理图；第四：使用软件来实现硬件电路的设计，画出各个部分的电路图，把各个部分用连接器连接起来，并画出对应的电路图；第五：进一步分析了系统的控制流程，进一步改进了软件的设计，并将其转化为可视化的主流程图；第六：进行实物设计，并对该系统的控制功能进行检验，整理论文。2.4单片机型号选择方案一：采用C51单片机。该系统包含了一个完整的存储器、一个可以连接到各种设备的输入/输出端子、一个可以连续计数的定时器和一个串行外设端子。采用的是按键位式操作和处理技术系统，可以对片内器件进行各种操作，它还具备很强的保护电路，可以使程序在正常运行后得到很好的维护保养，它在片内的RAM地址区间外还有一个具备双重保护电路功能的地址区间，使其在使用和维护上都很方便。然而由于其恢复速度较慢，所以保护电路的能力也很差，很容易出现短路和烧坏芯片的现象。方案二：STM32系列单片机是一款‎‏性能好，功能强的系‎‏列单片机。这一系列的单个微处理器通常被用在对成本、性能和功耗都有较高要求的嵌入式系统，其在集成和功耗方‎‏面也展现出良好的性‎‏能。STM单片机因其易用、紧凑、高效、可靠等优势，在操控上表现出色，它可以自动调整时间，不需要人力介入，可以按照预定义的时间间隔进行操控，从而提高效率。在业界很受欢迎。‎‏本实验采用的最小系统如图2.1。图2.1STM32F103C8T6原理图通过对比，再考虑到本设计所需要完成的功能，所以应该选择STM32F103C8T6单片机作为本设计的主控器主控制芯片选择STM32F103C8T6，STM32F103C8T6是由意法半导体集团基于STM32系列ARMCortex-M内核开发的一款具有64KB的程序存储器的32位微控制器。其工作时需要2V~3.6V的电压和-40℃~85℃环境温度。表2.1STM32F103C8T6各个部分表示意义1STM32STM32表示ARMCortex-M内核的32位微控制器2FF代表芯片子系列3103103代表增强型系列4CR这一项代表引脚数，其中T代表36脚，C代表48脚R代表64脚，V代表100脚，Z代表144脚，I代表176脚58B这一项代表内嵌Flash容量，其中6代表32K字节Flash，8代表64K字节Flash，C代表256K字节Flash，D代表384字节Flash，E代表512K字节Flash，G代表1M字节Flash6TT这一项代表封装，其中H代表BGA封装，T代表LQFP封装，U代表VFQFPN封装766这一项代表工作温度范围，其中6代表-40——85℃，7代表-40——105℃

2.5系统总体设计本设计是智能烟灰缸系统，用单片机实现对数据的操作与处理，温湿度传感器和烟雾传感器采集烟灰缸内部信息；超声测距传感器检测是否有物体靠近，有物体靠近通过舵机打开烟灰缸盖子，通过步进电机来刮蹭烟灰；上位机端实时检测温湿度、烟雾浓度以及盖子、风扇、加湿器的状态。总体原理图如下所示：图2.2总体原理图第3章系统的硬件部分3.1烟雾检测模块设计图3.1烟雾检测模块原理图与实物这个模块使用了MQ-7烟雾传感器，它的工作原理是通过与其相连的负载电阻RL产生有效的电压信号VRL来测量气体的浓度。这个模块的主要功能是测量气体中烟雾的浓度。两个量的比值是：Rs/RL=（Vc-VRL）/VRL。MQ-7型的烟雾传感器是一种采用了二氧化锡气敏材料的气体敏感元件，它的特点是在温度达到200-300℃的时候，二氧化锡会从房间里的氧气中吸取氧气，产生负离子，从而减少了半导体里的电子浓度。这就使得电感器的电阻率变得更高。烟尘进入晶粒间界面后，会引起表面电导率的变化，进而影响电路的性能。因此，可以利用这一点来获取烟雾存在的信息，当烟气的浓度增加时，表层导电率也会提高，进而导致电路的阻力降低，进而产生更多的模拟信息。特点：1、具有信号输出指示。2、双路信号输出（模拟量输出及TTL电平输出）3、TTL输出的有效信号为低电平。（当输出低电平时信号灯亮，可以直接接单片机）4、模拟量输出0~5V电压，浓度越高电压越高。5、对一氧化碳具有很高的灵敏度和良好的选择性。6、具有长期的使用寿命和可靠的稳定性3.2温湿度检测模块设计在该设计方案中，我们使用了DHT11型温湿传感器。该传感器所占空间很小，测量精确度为0.2，使用单总线进行数据传送。该传感器具有很好的抗干扰性能，通常被应用在高炉测温，机房检测，家庭温度控制等，适用于许多空间相对狭小的场所和数字温度检测等。这种温度感应器转换时间只需75纳秒，比传统DS1820速度要快很多。检测的结果以数字量方式串行传送。温湿度传感器模块电路图如图3.2所示:图3.2温湿度检测模块原理图DHT11数据温湿度传感器使采用了高级的数字模组技术，能够实时采集、传输温度、湿度等数据，并进行校正，具有很高的精度。和长时间安全性，可以满足各种环境需求。这款感应器由一组电阻式感湿器件和一组NTC测温元件构成，它们与一组先进的8位数字单片机相连接，使得它能够提供出色的测量性能，拥有出色的反馈速度，高度的耐受性，以及出色的性能与性能的完美结合。每个DHT11感应器都经过严格的校准，其校准结果被存储在OTP内存中，这些校准结果可用于处理检测信号，从而提高测量准确性和可信度。使用单线制串行端口，使网络实现变得更为简便快速，其容积小巧、消耗低廉，数据传送长度可到达20米之上，使其变成各种应用，尤其是极端环境下的理想之选。这款产品采用4针单排引脚封装，连接简单，并且能够满足不同封装要求。应用信息：超过所推荐的工作范围，会引起暂态信号，最多可达到3%相对湿度。当传感器回到正常的工作条形时，它就会慢慢的回到标定的位置。在异常工况下长期工作，可加快制品的老化进程。电阻式湿度检测传感器的探测层深受化学蒸气的影响，这或许会造成测量结果的偏差和敏感度的降低。然而，在一种完全无污染的自然环境中，污染物质会被有效地抑制，从而使测量结果更加准确可靠。高浓度的化学污染会导致传感器感应层的彻底损坏。下文所述的恢复处理将加速实现这一过程。当一个传感器处于极端工作环境或在化学蒸气环境中时，可以按照以下操作步骤，将它还原为标定时的情况。在50-60摄氏度，相对湿度为10%（干燥）的情况下（干燥）保存2小时。然后在20-30摄氏度，相对湿度70%的环境中保存超过5个小时。气体中的相对湿度，与温度有极大的关系。所以，在进行湿度测定时，应该尽量使湿度传感器保持在相同的工作温度。若与散热的电子器件共用一块印刷电路板，则DHT11要尽量与电子器件距离较远，且要放在热源下面，并要保证机箱的空气流通。为了减少导热，DHT11和印刷电路板其他部位的镀铜应该尽量减少，并且在它们中间留下一个狭缝。3.3蓝牙模块设计方案一：Zigbee是一种广泛应用于各个领域的无线网络，它能够支持2.4GHz、868MHz、915MHz等多种频段，并且具有极高的传输速度，最高可达每秒250kbit/s。然而，在某些情况下，在特定频段上可以更高的速度传输。传输距离已经达到了10-75m，而且还有望进一步提升。(1)低功耗:由于ZigBee技术具有极高的性能，特别是在节能方面。它的传输速度很快，只需要1mW的发射能量，并且具有休眠模式，所以能够节约大量电力。根据测试，只需两节5号电池。（2）zigbee具有极低的传输速率，其中包括传输的30毫秒、传输的15毫秒以及传输的15毫秒以内，这使得它特别适合那些需要极高传输速率的工业控制场合，如工业自动化系统。(3)一个Zigbee星形架构的系统具有极高的容错能力，它能够承载254个从端与一个主端，一个地理范围内也能够同时拥有100个ZigBee网络，这使得它具有极强的灵活性(4)安全：ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证，采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。方案二:使用WiFi模组来进行通讯。Wi-Fi模组也叫串口Wi-Fi模组，这是物联网中的一种传输层，其功能是将串行接口或

TTL电平转化为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块。在传统的硬件设备中，嵌入Wi-Fi模块，使其可以利用Wi-Fi直接与互联网相连，在无线智能家居、M2M等物联网应用中，它是一个重要的组成部分，是一种十分重要的智能硬件。Wifi模块包含两类拓扑：基础网（Infra）和自组织网（Adhoc）。1.Infra又称为基础网，是一种以AP为核心的、以STA为支撑的复杂的、高效的、可靠的、可扩展的无线网络系统，它的核心在于AP，它可以将网内的数据传输和控制，从而实现网内的数据交换和控制。2.Adhoc：又被称作“自组网”，它的特点是只包含两个或更多的STA，而没有AP，因此它具备一种极其灵活的架构，使得每个STA之间能够进行实时的交互。3.该模块具有强大的安全性，可以提供多种不同的无线网络加密技术，以确保用户的信息在不同的环境中得到有效的防护，其中包括：WEP64/WEP128/TKIP/CCMP（AES）、WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK等。4.这个模块可以帮助用户快速联网，只需要指定一个信道号即可。它可以自动扫描当前的所有信道，以便找到目标AP，并将它们连接到一个网络上。这样，用户就可以快速地实现无线联网。通过本模块，用户可以根据已知的目标网络信道，自由调整工作信道参数，从而大大提升联网效率，实现更高效、更稳定的网络连接。方案三：采用蓝牙通讯模块HC05其传送效率高，可以和各种蓝牙技术相结合的通信，其中包含了蓝牙技术的计算机，蓝牙主机，移动电话；与

PDA,

PSP等多个终端相匹配，可以进行串口传输。在驱动HC05模块的时候，只要使用TTL电平标准的串口（5

V/3.3

V电压均可）就可以了，它所支持的波特率范围为4800~1382400，十分适用于在单片机系统中扩展蓝牙特性。综上所述本设计选择蓝牙通信作为本实验的通信方法。图3.3蓝牙模块原理图3.4超声波传感器模块设计图3.4超声波传感器模块原理图方案一:采用红外感应模块。红外感应开关检测设备广泛应用于城市公共场所的红外线路灯开关自动报警控制等的应用，但同时也存在着一些缺陷，主要表现在；红外线探测距离远。红外感应开关检测设备利用了人体的热辐射原理，采用光电转换技术，使其在测量物体表面温度的同时，也可以测量物体内部的温度。这种技术利用了人类的视觉系统来探测物体表面的温度。适用场所范围广。红外感应开关检测设备采用人体的热辐射原理，适用于城市公共场所以及工矿企业、科研机构、学校等场所，其应用范围广泛。抗干扰处理能力强。红外感应开关检测设备利用光电转换技术，使其在工作过程中不受电磁、环境等因素影响。工作性能较稳定持久。实际测距时，光线强度可能与距离关系不一定成正比方案二:使用超声模组。超声探测的基本理论是：被探测对象发射出的声波。然后，我们再通过检测物体发出的超声波，还需要根据其声速变化，来计算出该物体与其所在点的距离。通过使用压电陶瓷材料制造的超声波探测器，我们可以同时检测和传播多种波长的信号。这些信号的频率通过将电荷分配给陶瓷材料的不同部位来调节，从而使得探测器的检测精度达到最佳。通过比较分析可以看出，第一种方案在有日照的户外不能很好地实现。至于第二个方案，则是没有室内外之分，因此，选择第二个方案。本文采用HC-SR04超声波定距系统拥有出色的非接触式间距感测功能，即可检测出间距到达3mm的间距，它由超声波发射器、接收机和精确的控制电路构成。这款超声波模块有着出色的性能，其能够准确地检测出特定的物体，而且模块的准确率极高，能够有效地减少盲点的出现。基本工作原理：（1）使用IO端TRIG来检测物体的位置，并提供至少10us的高精度数据。（2）该模块能够同时产生8组40khz的方波，并能够快速识别并反馈出任何信息；（3）当一个信号被接收并被IO和ECHO控制后，它将导致一个高电平，而此高电平所维持的时间就是整个传输过程所需的长度。我们可以根据高电平的长度，测量出传输的真实距离。3.5舵机模块设计舵机作为一种角度控制驱动器，已经被广泛应用于高端遥控系统玩具，如航模、航空模具和潜艇模具，以及遥控机器人中，以适应变化的角度需求，并保持其安全性。舵机，也被叫做伺服电动机，它的功能比较强大。工作原理：控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，得到一个直流偏压。其内部有一个参考电路，其生成一个周期为20

ms，宽度为1.5

ms的参考信号，将所得到的直流偏置电压与电位计的电压进行比较，得到一个电压差。最终将该电压差值的正向和负向输入给电机驱动器芯片，以确定马达的正向和反向。在电动机的速度不变的情况下，利用串联的减速器，使电位计转动，从而使两个电位的差值等于0，电动机就会停止运转。舵机的控制：通常，舵机操作所需的时基脉冲大约为20ms，其中高电平部分可以在0.5ms~2.5ms范围内实现精确的角度调节。例如，当以180度角度进行伺服时，相应的控制机构如下：0.5ms0度；1.0ms45度；1.5ms90度；2.0ms135度；2.5ms180度；图3.5舵机模块原理图第4章系统的软件设计4.1软件主流程图软件部分的主要任务时完成对温湿度传感器和烟雾传感器采集的信号进行处理；通过超声波传感器和舵机来烟灰缸自动开启关闭盖子；步进电机来实现刮蹭烟灰；通过蓝牙模块实现上位机与下位机通信。图4.1软件主流程序图

4.2烟雾检测模块的软件设计如图4.2为该模块的设计流程图。接通电源后，烟雾传感将会对烟灰缸内的烟雾浓度信息进行收集，然后传输给单片机，在由单片机进行信息处理。图4.2烟雾检测模块设计流程图4.3温湿度检测模块的软件设计如图4.3，当电源被激活时，温湿度传感器就可以采集并发送数据至单片机，然后经过精确的数据分析和处理，以实现对环境的实时监测。图4.3温湿度检测模块设计流程图在总线闲置状态是高电平的时候，服务器会降下总线，等待DHT11的应答。服务器必须使总线下降到18毫秒以上，来使DHT11检测到开始信号。从伺服器收到讯号之后，等待开始讯号完成，推送低电平回应讯号。等待20.40us，收到服务器的开始信号，加载DHT11的应答信号。当启动信号传出之后，会出现一个功率大的均值，总线被上拉电阻下拉。图4.4DHT11时序图4.4舵机模块的软件设计在设计中，为了更好地控制舵机的角度，我们需要使用delaymemory指令，它的延迟时间由8位的数据存储单元的1个指令周期组成，其中memory的数据为0-255位的数据可以满足舵机角度级数的要求，而且，由于舵机的角度级数一般为1024级，因此，我们可以使用两个内存单元来存储舵机的角度伺服参数，从而更好地控制舵机的性能。通过采用这种软件架构，我们可以实现更高效的工作效率。图4.5舵机软件结构4.5蓝牙模块的软件设计如图4.6为该模块的设计流程图。接通电源后，通过该模块实现上位机与下位机通信。HC-05嵌入式蓝牙串口通讯模块(以下简称模块)。有两种运行方式：指令应答运行方式和自动连接运行方式，其中该模块可以分为主（Master）、从（Slave）和回环（Loopback）运行方式。在模块在自动连接工作模式中的时候，它会按照预先设置好的方法来进行数据的传送：在模块在命令响应工作模式中的时候，它可以完成下面描述的全部

AT命令，使用者可以给模块发出不同的

AT指令，为模块设置一个控制参数或者发出一个控制命令。藉由模组外部引脚（PIO11）输入电平来进行模组操作之动态切换。图4.6蓝牙模块软件设计

第5章系统测试5.1系统实物图本系统以STM32单片机为主要控制单元。该系统包括一系列的传感器，例如温度，湿度传感器，烟雾传感器和超声波传感器。其它还包括蓝牙模组、步进电机、加湿器和风扇继电器。在此基础上，实现了一套完整的烟灰缸智能控制系统。通过实验对该系统的软硬件设计方案进行了验证。在实际生产过程中，要求将电路中的所有元件都准备好，因为是人工焊接，所选用的元件都是直插的，便于焊接生产。焊接制作要随时进行测试，连接的线路不能有短路，这一点很重要，如图5.1所示，为整体焊接好的实物图。图5.1系统完整实物图在焊接的第一步中，必须确认单片机的最低端电路已经被正确地连接，并且检查所有的连接点是否存在短路的问题。这样，我们才能够在检查完整部分的基础上，检查和评估整体的性能。以使用

Keil对软件代码设计进行调试，调试代码的逻辑性、语法等，找到与逻辑、语法等相关的问题，优化代码设计，解决问题。Keil的能力很强，可以看到每个步骤中，所有的代码都运行了一遍，查看每个字后面的代码，是否合理，是否正确。5.2测试原理图5.2蓝牙模块如图5.2为蓝牙模块，通过蓝牙模块来实现下位机与上位机通信。图5.3温湿度模块如图5.3为温湿度模块，采集烟灰缸内温湿度信息，当温度上升时，达到一定值，烟灰缸内部的加湿器开始工作。湿度达到一定值后，加湿器会停止工作图5.4风扇继电器和加湿器继电器如图5.4为继电器模块，模拟烟灰缸内的风扇和加湿装置，当烟灰缸内部温度过高，达到一定值时，加湿装置开启。确保烟雾与烟灰进入烟灰缸的潮湿状态。方便烟灰缸对空气的净化以及步进电机对烟雾的剐蹭。当烟雾浓度过高，达到一定值时，风扇开启。通过风扇的转动，将烟雾吸进烟灰缸的内部，完成对空气的净化。图5.5烟雾传感器模块如图5.5为烟雾检测模块，用来采集烟灰缸内部的烟雾浓度，当烟雾浓度过高时，风扇开启。图5.6超声波与舵机测距模块如图5.6通过超声波传感器来检测是否有人需要使用烟灰缸，通过舵机来实现烟灰缸的开盖关盖的功能。当超声波测距模块前方有障碍物时，舵机转动则烟灰缸的盖子会自动打开图5.7步进电机模块如图5.7为步进电机模块，当进行开盖的操作时，步进电机开始工作，起到一个剐蹭烟灰的作用。图5.8手机APP如图5.8为上位机端手机APP，通过蓝牙与下位机进行通信。上位机实时显示当前系统时间、温湿度、烟雾浓度以及盖子、加湿装置、风扇是否开启，0表示“关闭”，1表示“开启”；可通过上位机手动打开和关闭盖子；当通过上位机开启盖子时，步进电机不会运行，且此时下位机无法通过超声波传感器和舵机来实现开盖关盖的功能。方便了对烟灰缸内部的清理。

第6章总结与展望6.1总结当今，STM32芯片的应用已经成为无线通信技术发展的重要驱动因素，其发展的重要性已经深刻地改变了人类的日常生活。在STM32单片机的基础上，开发出一种以净化空气为目的的智能烟灰缸，它根据烟灰缸前方有无障碍物来控制烟灰缸盖子的开启与关闭。它可以根据温度的变化来调节风机的开关，根据烟气的浓度来调节加湿器的运转和关机。最后，对整个系统进行了实物验证。通过与设计的功能进行比对，符合设计要求。但在实际使用中仍存在不足之处，比如对于温度的阈值确定存在一些问题。环境温度对该设计的影响较大。需要减少外界环境对该设计的影响，以便适应不同的工作环境。6.2展望设计以智能烟灰缸系统为研究对象，在具体分析人们对各种生活中常用的道具要求逐渐提高的现象，明确提出了一种智能烟灰缸设计。全部设计的首要工作中如下所示。(1)根据查看相关资料，确定了人们对烟灰缸的更高要求，并在这个基础上明确提出了自动开盖关盖和监测烟灰缸内部温湿度及烟雾的浓度。以净化空气为首要目的的智能烟灰缸系统；(2)对于上一部分提到的问题，明确提出了运用单片机和传感器实现对系统功能的实现，运用单片机设计操纵所有体系的设计计划方案。(3)硬件配置电源电路以STM32为主板芯片。虽然实物显示，整个设计完全可以满足智能烟灰缸系统的要求，但是，整个系统软件还是有一些问题和需要改进的地方，这些都需要在以后的讨论中完善。(1)设计的操作系统包括温湿度检测模块。在具体运用中，采用DHT11温湿度传感器来检测烟灰缸内部的温湿度情况。对于DHT11传感器的耐热程度问题，需要进一步的对其增加保护(2)在该设计中没有操纵误差实行的优化算法。在具体运用中，应加入优化算法操纵，如模糊算法、神经网络控制算法等。根据引入该优化算法，可以进一步提高实行高效率。

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附录电路图程序#include"sys.h"#include"delay.h"#include"oled.h"#include"tim.h"#include"port.h"#include"app.h"#include"hcsr04.h"#include"usart3.h" #include"usart.h"#include"timer.h"#include"adc.h"#include"dht11.h"intmain(void){ delay_init(); NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); system_Time_Init(9,7199); sys_gpio_init();adc_init();DHT11_Init(); OLED_Init(); OLED_Clear();OLED_ShowString(0,0,"nihao",1