【STM32项目_3_基于 STM32 的智慧行李箱:智能出行新伴侣】

摘要:本文介绍了基于 STM32 的智慧行李箱。该行李箱通过超声波测距模块精确检测主人距离方位,L298N 电机驱动模块实现动力控制,蜂鸣器和警示灯组成报警装置,FSR402 压力传感器进行重力测量。硬件上分为多个模块,电路设计详细。软件方面,阐述了各模块算法原理和程序代码。

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STM32项目_3_基于 STM32 的智慧行李箱:智能出行新伴侣

一、项目概述

这款智慧行李箱是一款融合了先进技术的创新产品,旨在为旅行者提供更加便捷、安全和智能化的出行体验。它基于 STM32 微控制器,通过一系列传感器和执行器,实现了自动跟随主人、重力测量和报警等功能。

二、核心技术亮点

(一)超声波测距模块

  • 高精度测量:采用 HC-SR04 超声波测距模块,测量精度可达厘米级,能够准确检测主人与行李箱之间的距离和方位。
  • 多传感器协同:通过两个超声波传感器相隔距离放置,结合数学模型计算主人方位,为行李箱的定向跟随提供了基础。

(二)动力模块

  • 强大驱动能力:使用 L298N 电机驱动模块搭配直流减速电机,能够提供足够的动力,确保行李箱的稳定运行。
  • 智能调速控制:通过改变 PWM 输出占空比,根据距离信息调整电机功率,实现了行李箱的匀速行驶和转向控制。

(三)报警装置

  • 声光报警:由蜂鸣器和警示灯组成,当距离主人超过预设值或物体重量异常时,及时发出报警信号,提醒主人注意行李安全。
  • 精准判断:根据超声波测距和重力测量数据,实现了对报警条件的精准判断,提高了报警的准确性和及时性。

(四)重力测量模块

  • 高精度传感器:选用 FSR402 压力传感器,测量范围为 100g - 10kg,能够准确测量行李的重量。
  • 有效受力面积扩大:通过塑料托盘与压力传感器薄膜区域固定在一起,扩大了有效受力面积,提高了重力测量的可靠性。

三、硬件设计

(一)模块划分

整个系统分为超声波测距模块、动力模块、报警装置、重力测量模块和供电装置五个部分,各模块之间协同工作,实现了行李箱的智能化功能。

(二)电路设计

  • 超声波测距电路:详细介绍了超声波测距模块的电路连接方式,包括 TRIG 和 ECHO 端口的连接,以及如何通过测量 ECHO 信号的脉冲宽度来计算距离。
  • 动力电路:给出了 L298N 电机驱动模块的电路原理图,包括电机的连接方式和 PWM 输出串口的选择,为实现电机调速提供了基础。
  • 报警电路:展示了蜂鸣器和警示灯的电路连接方式,以及如何通过单片机控制引脚输出高低电平来实现报警功能。
  • 重力测量电路:介绍了 FSR402 压力传感器与电压转换电路的连接方式,以及如何通过单片机的 AD 口读取压力对应的模拟量值。

四、软件实现

(一)算法原理

  • 超声波测距算法:详细阐述了如何使用两个外部中断接口分别接两个 HC-SR04 的 TRIG 信号输入端,实现对距离的测量和计算。
  • 角度计算算法:根据数学模型中的算法,介绍了如何将测定的距离带入公式,计算出主人的方位角度。
  • 动力控制算法:说明了如何根据超声波测距模块的测量结果,调整 PWM 输出,实现电机的调速和转向控制。

(二)程序代码

提供了各个模块的程序代码,包括超声波测距模块、动力模块、报警装置和重力测量模块的程序实现。代码注释详细,易于理解,方便开发人员进行二次开发和优化。

五、应用价值

(一)提高出行便利性

  • 自动跟随功能:行李箱能够自动跟随主人,减轻了旅行者的负担,让旅行更加轻松愉快。
  • 智能管理行李:重力测量功能可以帮助旅行者更好地管理行李重量,避免超重带来的不便。

(二)增强安全性

  • 报警提醒:当行李箱与主人距离过近或物体重量异常时,及时发出报警信号,防止行李丢失或损坏。
  • 防误操作:通过智能控制,避免了旅行者在操作行李箱时可能出现的误操作,提高了使用安全性。

六、项目代码下载地址

https://download.csdn.net/download/weixin_46549923/89899899?spm=1001.2014.3001.5503

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