基于STM32的AI识别与坐姿检测智能台灯原型系统设计

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基于STM32的多功能智能护眼台灯的设计

基于STM32的多功能智能护眼台灯的设计

图 2 系统软件运行流程图 5 总结展望 设计的智能护眼台灯能够是准确的检测距离和光照强度 和使用时间。能够清晰播放提示语音,同时能够识别语音指令 进行状态转换,因此设计的台灯实现了设计的护眼和智能化的 功能需求。由于条件限制系统之后应向小型化、简洁化方向进 行优化。下图 3 为设计实物图。
图 3 多功能智能护眼台灯实物图 参考文献: [1]丁学用,陈越艳,王旭龙,等. 一 种 自 动 感 应 及 预 防 近 视 智能台灯设计[J].中国科技信息,2017( 24) : 77-78. [2]洪家平.LD3320 的嵌入式语音识别系统的应用[J]. 单 片机与嵌入式系统用,2012( 2) : 47-49,53. [3]王陈璐.基于用户体验的健康智能灯具设计研究[D]. 上海: 华东理工大学,2015. [4]黄孝康,汤莉莉,郑金亮,姚杰.红外智能 LED 台灯的研 究与设计[J].科技创新导报,2014,11( 33) : 5-6.
科技创新 DOI:10.19392 / j.cnki.1671-7341.201912002
科技风 2019 年 4 月
基于 STM32 的多成都 610000
摘 要: 本文设计了一款具备语音控制、自主调光、距离检测、语音提示、状态显示的多功能智能台灯。该台灯采用 STM32 芯 片为控制处理器、应用 LD3320 语音识别芯片、ISD4004 语音录放芯片、光敏传感器、定时芯片、超声波模块等多传感器融合实现设 计功能。台灯能够自主检测使用距离和时间,根据周围环境自主调节灯光强度,显示台灯运行状态。并且可以通过语音控制台灯 状态、根据检测状态进行语音提示。设计台灯可以通过距离、时间、灯光强度的检测调节来达到护眼效果,通过语音控制和语音提 示使台灯操作更具智能化。

基于STM32的多功能智能护眼台灯的设计

基于STM32的多功能智能护眼台灯的设计

基于STM32的多功能智能护眼台灯的设计作者:王超宇祝忠明何春燕来源:《科技风》2019年第12期摘要:本文设计了一款具备语音控制、自主調光、距离检测、语音提示、状态显示的多功能智能台灯。

该台灯采用STM32芯片为控制处理器、应用LD3320语音识别芯片、ISD4004语音录放芯片、光敏传感器、定时芯片、超声波模块等多传感器融合实现设计功能。

台灯能够自主检测使用距离和时间,根据周围环境自主调节灯光强度,显示台灯运行状态。

并且可以通过语音控制台灯状态、根据检测状态进行语音提示。

设计台灯可以通过距离、时间、灯光强度的检测调节来达到护眼效果,通过语音控制和语音提示使台灯操作更具智能化。

关键词:STM32;语音控制;语音提示;自主检测;护眼智能台灯1 概述近年来随着学习压力的不断增加,使用台灯的频率和时间不断增加。

台灯在提供足够光照的同时对人眼视力也有很重要的影响。

根据相关研究报告我国近视人数占比非常高,大多数人视力保护意识淡薄。

同时随着智能技术的不断发展人们对物体的智能化的要求越来越高。

根据现实需求设计了一款多功能的智能护眼台灯,该台灯通过检测距离、时间、光强自主调节达到护眼功能,并且能够进行语音识别,语音控制、语音提示提高了台灯的便捷性和智能化程度。

2 系统设计系统设计框图如下图1所示,系统通过时钟模块、测距模块、光强模块对使用时间、距离、环境光强进行检测。

主控模块对监测的数据进行处理,将系统状态输出至显示模块,根据数据处理结果控制调节模块改变光强,通过语音录放模块对使用者进行语音提示。

系统由电源模块进行供电,并且通过语音识别芯片实现台灯的语音控制,使系统智能化。

3 硬件设计根据系统设计框图对系统各硬件模块进行设计。

首先系统采用STM32F103VET6作为主控制器,驱动检测芯片获取检测数据、对监测数据进行处理,然后输出控制信号和状态信号。

系统检测模块,采用DS1320芯片作为时钟计时芯片,用于记录台灯使用时间,台灯使用2小时之后输出语音提示信号。

基于STM32的智能家居检测控制系统设计

基于STM32的智能家居检测控制系统设计

基于STM32的智能家居检测控制系统设计随着科技的不断发展,智能家居系统已经成为了现代家居生活中不可或缺的一部分。

智能家居系统的发展,不仅提高了家居生活的便利性和舒适度,也为我们的生活带来了更多的可能性。

在智能家居系统中,检测和控制是其中非常重要的一环,它们能够帮助我们监测家庭环境的变化,并且让我们能够对家庭中的各种设备进行智能化的控制。

在本文中,我们将针对基于STM32的智能家居检测控制系统进行设计,并介绍系统的整体架构、关键技术和功能模块,帮助大家更好地了解智能家居系统的设计与实现。

一、系统架构基于STM32的智能家居检测控制系统,主要由传感器模块、STM32单片机、通信模块(Wi-Fi、蓝牙等)、执行控制模块(继电器、执行器)和控制终端(手机APP、PC端软件等)等组成。

传感器模块负责采集家庭环境的各种参数,比如温度、湿度、光照强度、烟雾浓度等。

STM32单片机作为系统的核心控制器,负责接收传感器模块采集到的数据,进行数据处理和分析,并根据分析结果来控制执行控制模块的动作。

通信模块则负责将采集到的数据上传到云端服务器,或者接收来自控制终端的控制指令。

执行控制模块则负责对家庭设备进行控制,比如灯光、空调、窗帘等。

控制终端则是我们日常使用的手机APP或者PC端软件,通过它我们可以远程监控家庭环境的变化,并且进行智能化的控制。

二、关键技术1. 嵌入式系统设计技术:STM32单片机作为系统的核心控制器,需要具备丰富的嵌入式系统设计技术,包括芯片的底层驱动、系统资源的管理、定时器、中断、串口通信等模块的应用和调试,以及功耗优化、实时系统设计等方面的技术。

2. 传感器数据采集技术:传感器模块负责对家庭环境的参数进行采集,需要掌握各种传感器的工作原理和数据采集方法,进行数据的滤波和校准,以保证采集到的数据准确性和稳定性。

3. 通信技术:系统需要实现与云端服务器和控制终端的通信,因此需要掌握各种通信技术,比如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等,能够进行稳定可靠的数据传输。

基于STM32的智能台灯系统设计

基于STM32的智能台灯系统设计

基于STM32的智能台灯系统设计作者:陈俊妍刘秒秒来源:《中国新通信》2022年第15期摘要:隨着智能化家居的不断发展,一些传统家电的问题也越来越突出。

本文所设计基于STM32的智能台灯系统,不仅解决了传统台灯亮度调节不便,还解决了不能根据外界环境及时调整亮度的问题。

本文设计采用了STM32为核心控制器,人体红外传感器、超声波传感器和数字光照强度模块作为检测元件,实现了两种模式的控制:自动模式和手动模式,用户可以在两种模式之间自由切换。

自动模式是根据环境亮度实施自我亮度调节,而手动模式下用户通过不同手势手动调节台灯亮灭。

两种模式控制下,智能台灯的使用更加方便,不仅有效地节省了电能,还能通过自动开关灯来为人们解决黑暗中摸灯的困扰和安全隐患。

关键词:STM32、人体红外传感器、超声波传感器和数字光照强度模块。

一、引言随着社会的发展,移动互联技术不断进步,智能化家居产品也逐步进入到消费者的视野中。

随着LED灯光科技、电源技术的蓬勃发展,城市照明将顺应技术的发展趋势逐步迈向现代化。

[1]通过人们对生活品质要求的不断提高,人们对于家居照明的需求也从单纯的照明等基础功能上升到更高的要求。

在日常忙碌过后,智能化台灯能给人们提供最贴心化的服务,让人们能够调整状态迎接新的一天。

目前,智能化灯具在拥有传统灯具强调的质量的同时,还要使人们使用得更加便利安全。

智能化台灯的优势在于节约电能,通过自动开关灯来为人们解决黑暗中摸灯的困扰和安全隐患。

[2-4]传统照明灯具与之相比毫无优势可言,所以智能化照明灯具具有非常可观的市场潜力,它的出现与普及是未来发展的必然趋势。

本设计使用了单片机STM32F407VET6作为核心控制器,以人体红外传感器HC-SR501和超声波传感器HC-SR04作为测量元器件,LED作为执行部件。

智能台灯分为自动模式和手动模式,使用者能够在二个模式间随意转换。

自动模式是根据环境亮度实施自我亮度调节,环境越暗台灯越亮,环境越亮台灯越暗。

基于STM32的LED智能学习型台灯系统的设计

基于STM32的LED智能学习型台灯系统的设计

基于STM32的LED智能学习型台灯系统的设计一、本文概述随着科技的不断进步和人们生活水平的提高,人们对于家居环境的智能化和舒适性的需求也日益增强。

LED智能学习型台灯系统作为一种结合照明与智能控制技术的创新产品,旨在为用户提供更加舒适、节能和个性化的照明体验。

本文旨在探讨基于STM32微控制器的LED 智能学习型台灯系统的设计与实现。

本文将首先介绍LED智能学习型台灯系统的整体架构和核心功能,包括LED照明模块、光感模块、人体红外传感器模块以及基于STM32微控制器的智能控制模块等。

随后,将详细阐述各模块的工作原理和设计要点,包括LED驱动电路的设计、光感传感器和人体红外传感器的选型与配置、以及STM32微控制器的编程与调试等。

在此基础上,本文将重点介绍LED智能学习型台灯系统的学习功能实现,包括环境光线自适应调节、人体活动感知与智能开关控制、以及用户习惯学习与记忆等。

通过深入分析和讨论相关算法和程序设计,展示如何实现台灯系统的智能化和自适应学习功能。

本文将总结LED智能学习型台灯系统的设计特点和创新之处,并展望其在智能家居和照明领域的应用前景。

通过本文的研究,旨在为相关领域的研发人员和爱好者提供有益的参考和启示,推动LED智能照明技术的进一步发展。

二、系统总体设计在STM32的LED智能学习型台灯系统的设计中,我们遵循了模块化、可扩展性和易于维护的原则。

整个系统由硬件和软件两部分组成,其中硬件部分主要包括LED灯组、STM32微控制器、环境光传感器、人体红外传感器、触摸屏幕以及电源模块等。

软件部分则主要包括系统初始化、传感器数据采集、LED亮度调节、环境光自适应、人体感应以及用户交互等功能模块。

硬件设计方面,我们选择STM32F103C8T6作为主控制器,该控制器拥有强大的处理能力和丰富的外设接口,能够满足系统的各种需求。

LED灯组采用高亮度的白光LED,通过PWM(脉冲宽度调制)方式实现亮度的精细调节。

基于STM32的智能台灯系统设计

基于STM32的智能台灯系统设计

Intelligent lam p system designbased on the STM 32
Song Bin Yuan Qingqing Yang Na
(School of 0ptica卜E1ectrica1 and Computer Engineering,University of Shanghai for Sc ience and Technology,Shanghai 200093,China)
飞利 浦 Hue其 设置 简 单 ,可支 持 IFTTT,但 Android应 用 会 出现错 误 ;三 星 的 Smart Bulb设 置 比较 容 易 ,可 以兼 容 大量 第三 方开关 ,但对 于多房 间照 明的优化还 不够 好 ,需 要 逐 个 进 行 设 置 。 பைடு நூலகம்
Abstract: In view of the dem and of high quality life and the application of the existing desk lam p can ’t m eet the requirements of intelligent home, the design and production of a real—time operating system based on the STM 32 m ulti{unction intelligent desk lam p. T his design is based on ST M icroelectronics Cotex-M 3 core m icrocontroller STM 32 as the main controller,the hardware circuit and write the corresponding software program to achieve intelligent lamp light regulation, Bluetooth short distance com m unication, hum an-com puter interaction, m easuring room tem perature display function,real—time control sensor,makes the lamp control more convenient,more intelligent.The experim ents show that the design of the intelligent desk lam p using ST M 32 to the table lam p system for m ulti task m anagem ent, enhance the stability of the system ,improve the system s real—time performance. Keywords:intelligent lamps;STM 32;human-computer interaction;hluetooth communication

基于STM32单片机的穿戴式坐姿调整器的设计及其实现

基于STM32单片机的穿戴式坐姿调整器的设计及其实现

m | SMART FACTORY | 智慧工厂
产 品 ,本产品利用提醒器-网页端可视化窗口二者有机结合 使 得 该 产 品 既 有 效 矫 正 不 良 坐 姿 又 迎 合 时 代 潮 流 ,实用性 强 ,“可玩性”强。 2 硬件单元 2 . 1 纽扣式震动电机
纽 扣 式 震 动 电 机 广 泛 应 用 于 手 机 中 ,属 于 一 种 微 型 震 动 马达,归属于直流有刷电机。选用原因如下:噪音小、功 耗 低 震 感 强 ,可以有效地起到提醒警告效果;尺寸小、重 量 轻 ,不会增加人体负担;径向/周 向 旋 转 (扁平);结构简 单 ,工作原理简单;响应时间短;可靠性强。 2.2 WIFI 模块
经 过 捜 集 人 体 坐 姿 的 有 关 数 据 后 ,发 现 可 以 利 用 m pu6050陀 螺仪对人体姿态进行实时的角度测量,并通过 该陀螺仪所得到的原始数据,加 上 一 定 的 算 法 ,从而得知 人体正 处 于 何 种 坐 姿 状 态 ,进而得知是否进行提醒。为了 方便用户获取自己的坐姿信息,本文利用W IF I通信网络对 该产品进行有关数据的采集以及相关操作。为了增加产品 的 实 用 性 ,本设计还添加了心率传感器模块,让用户时刻 关注自己的身体健康。 同 时 ,为 了 不增加人体负担,该款 坐姿矫 正 器 以 便 携 为 初 衷 ,不同于市面上已有的较大型的 同类产品,本产品具有竞争性。再 者 ,相较市场上的同类
《智慧工厂》Smart factory March 2019
基于STM3 2 单片机的穿戴式坐姿调整器的设计及 其实现
Design And Implementation of a Wearable Sitting Position Adjuster Based on STM32 Microcontroller

基于STM32的LED智能学习型台灯系统的设计

基于STM32的LED智能学习型台灯系统的设计

基于STM32的LED智能学习型台灯系统的设计一、概述随着科技的快速发展和人们生活质量的不断提高,照明设备作为日常生活中不可或缺的一部分,其智能化、人性化、节能化的需求日益显著。

传统的台灯设计已无法满足现代人对于学习、工作照明环境的多元化需求。

基于STM32的LED智能学习型台灯系统应运而生,旨在通过先进的科技手段,提升照明设备的智能化水平,为用户创造一个舒适、健康、节能的学习环境。

本设计以STM32微控制器为核心,结合LED照明技术、传感器技术、无线通信技术等,实现台灯的智能化控制。

通过光线传感器,系统能够自动检测环境光线强度,并调节LED灯珠的亮度,确保用户始终处于舒适的照明环境中。

同时,结合人体红外传感器,台灯能够智能识别用户的存在与离开,实现自动开关灯功能,有效避免能源浪费。

本设计还引入学习模式,通过用户的学习行为和习惯,智能调整光线色温、亮度等参数,为用户提供个性化的照明体验。

同时,系统支持通过手机APP进行远程控制和参数设置,实现用户与台灯之间的智能互动。

基于STM32的LED智能学习型台灯系统,通过集成多种先进技术,实现了台灯的智能化、人性化、节能化设计,为用户提供了一个舒适、健康、节能的学习环境。

该设计不仅满足了现代人对照明设备的多元化需求,同时也为照明设备的智能化发展提供了新的思路和方法。

1. 研究背景:介绍传统台灯与现代学习需求之间的不匹配,以及智能化台灯的市场需求和前景。

随着科技的不断进步和人们生活品质的提升,传统的台灯设计已经无法满足现代学习的多元化需求。

传统台灯通常只具备基础的照明功能,而缺乏对学习环境的智能适应和对使用者学习习惯的考虑。

现代学习不仅要求光源提供足够的亮度,还需要根据学习内容的不同调整光线色温、亮度,甚至要求台灯能够配合电子设备如平板电脑、笔记本电脑等进行智能互动。

与此同时,随着物联网、人工智能等技术的快速发展,智能化台灯的市场需求日益凸显。

智能化台灯不仅可以通过传感器自动检测环境光线,调节至最舒适的光照条件,还可以结合学习者的用眼习惯,提供个性化的照明方案。

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基于STM32的AI识别与坐姿检测智能台
灯原型系统设计
摘要:针对中国青少年的高近视率以及能源日益短缺的社会问题,设计并制
作了一种基于SMT32的AI识别与坐姿检测智能台灯系统。

本设计以意法半导体
公司CoteX-M3内核微控制器STM32为主控制器,通过搭建硬件电路以及编写相
应软件程序,实现智能台灯的灯光调节、AI手势识别、坐姿检测等功能,使得台
灯控制方式更加方便、智能化,可以进行姿势的纠正以及预防青少年用眼过度的
问题。

实验表明,所设计的智能台灯采用STM32对台灯系统进行多任务管理,增强
了系统的稳定性,提高了系统的实时性。

关键词:智能台灯;STM32;手势识别;坐姿检测
1.项目系统方案设计
1)本项目采用了光敏电阻模块,用来获取当前环境中的光照强度。

光敏电阻
模块有两种输出方式,一种为模拟量输出,另一种为数字量输出。

在本项目中,
采用了光敏电阻的模拟量输出,将此模拟量输出值传入单片机的端口,在单片机
的内部进行模数转换,获取当前环境中的光照强度,单片机将根据此值来控制
LED灯的亮度;
2)本项目通过OpenCV进行手势图像识别。

对获取到的手势图像进行图像的
预处理,提取图像的特征,生成分类器进行学习,再通过调用分类器输出分类进
行识别,从而可以判断使用者的手势,使用者就可以通过手势进行台灯的开关以
及调光。

3)通过人体感应模块实现自动检测系统。

人体感应模块可以探测到人体中特
殊的红外波长继而发出信号。

本项目主要利用HC-SR501人体热释电红外传感器
检测人体到来与离开的信号,将信号传送给单片机,再有单片机来驱动照明模块,
从而实现台灯的自动开关,达到节能的目的。

可以设置HC-SR501恰当的灵敏度
和延时时间,使人离开时,延时一段时间在自动熄灭台灯,避免误判断;
4)测距模块采用的是HC-SR04超声波模块。

将传感器调整到合适的检测距离,当人体里台灯过近时,超声波模块会将检测到的信号传送给单片机,单片机通过
蜂鸣器发出警报,从而实现对用户姿势的纠正;
5)本项目采用RTC实时时钟模块进行计时,记录用户学习的时间,到达设定
时间后,蜂鸣器响,提示用户学习时间过久,进行适当的休息。

图1 模型架构思维图
2.系统硬件电路的设计
2.1 主控模块
本项目采用的主控模块是意法半导体公司推出的STM32F4系列单片机,它基
于专为须要高性能、低成本和低功耗的嵌入式应用而设计的arm Cortex-M内核,拥有最好的外设:1μs双12位ADC、4Mbit/s UART、18Mbit/s SPI等在功耗和
集成度上也有不错的表现。

STM32F4系列集成了新的DSP和FPU指令,168MHz的
高速性能使得数字信号控制器应用和快速的产品开发达到了新的水平。

提升控制
算法的执行速度和代码效率。

F4系列单片机同时具备带有日历功能的32位RTC:
<1us的实时时钟,1s精度;ADC的转换速率更是达到了0.41us转换/2.4Msps。

STM32外设多样,能够处理模拟和数字信号,操作简略,适用于本项目所设计的控
制电路。

2.2 人体红外感应模块
本项目采用HC-SR501人体热释电红外传感器作为人体红外感应模块。

红外
感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就
会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生信号。

人体都
有恒定的体温,所以会发出特定波长10um的红外线,该波长的红外线通过菲涅
尔滤光片增强后聚集到红外感应源上,即输出感应信号。

所谓热释电效应,即当
一些晶体受热时,在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。

这种由于热
变化而产生的电极化现象称为热释电效应。

HC-SR501本身不发生任何类型的辐射,器件功耗很小,隐蔽性好,价格低廉。

2.3 测距模块
本项目测距模块采用HC-SR04超声波模块。

HC-SR04模块性能稳定,测度距
离精确,模块高精度,盲区小,能够有效测量人体距离桌面的距离。

2.4 时钟模块RTC
RTC是个独立的定时器。

RTC模块拥有一个连续计数的计数器,在相应的软
件配置下,可以提供时钟日历的功能。

修改计数器的值可以重新设置当前时间和
日期 RTC还包含用于管理低功耗模式的自动唤醒单元。

3.系统软件设计
3.1 PWM调光程序设计
首先利用ADC采集周围环境光照强度值,再转换成有效值,利用有效值改变
占空比从而实现PWM调光
图2 光照强度采集程序
图3 PWM调光程序
3.2 红外感应程序设计
图4 人体感应程序设计
3.3 人机交互(AI手势识别)
3.4 坐姿检测程序
4.结语
该项目从视力的保护以及节能减排的角度出发,阐述了该项目研究的目的。

项目的设计对青少年视力保护具有重要意义,同时也响应当下节能减排的号召,减少资源的浪费。

基金项目(2个):“2022年宿州学院省级大学生创新创业训练计划项目资助
项目名称:基于STM32的具有AI识别与坐姿检测功能的台灯设计
宿州学院校级项目资助,项目编号:2021fzjj20”。

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