
一、项目简介
本项目以STM32F103C8T6单片机为主控,在 Proteus 仿真平台搭建衣柜温湿度智能监测系统。系统可以实时采集衣柜内部的温度、湿度数据,搭配红外人体检测实现衣柜智能开门与照明控制;OLED 屏幕实时展示环境参数,串口终端打印运行日志,可对衣柜内部环境进行监测,适合课程设计、单片机毕设学习。
核心功能清单:
- DHT11 传感器采集衣柜内温度、湿度;
- 红外检测模块感应人体靠近,触发自动开门、开启 LED 照明灯;
- OLED12864 屏幕实时显示温度、湿度、红外数值与柜门状态;
- PCF8591 模数转换模块采集红外模拟量;
- 虚拟串口终端循环打印温湿度、红外检测信息,方便调试;
- 电机模拟衣柜门锁机构,实现柜门自动开启控制。
二、硬件电路设计(Proteus 原理图解析)
1. STM32 主控单元
主控芯片采用 STM32F103C8T6 最小系统,作为整个系统核心,负责读取 DHT11 温湿度、PCF8591 的红外模拟量,驱动 OLED 屏幕、门锁电机、LED 灯,同时处理串口数据输出。
2. 环境感知模块
- DHT11 温湿度传感器:单总线数字传感器,采集衣柜内部的温度与湿度,将数据送入 STM32;
- 红外检测模块 + PCF8591:电位器模拟红外探头输出的模拟电压,通过 PCF8591 I2C AD 转换芯片读取红外信号强度,判断是否有人靠近衣柜。
3. 显示模块
- OLED12864(I2C 接口):本地实时展示温度 Tem、湿度 Hu、红外检测数值以及柜门开关状态;
- Virtual Terminal 虚拟终端:串口实时打印系统日志,输出温湿度、红外状态、开门提示信息,用于程序调试。
4. 执行机构模块
- 直流电机模拟衣柜门锁:IO 口控制电机运转,实现柜门自动解锁开门;
- LED 指示灯 D2:衣柜开门后自动点亮,模拟衣柜内部照明。
5. 串口通信模块
串口外设连接虚拟终端,实时上传全部监测数据,便于上位机读取与查看系统运行状态。
三、系统工作原理
系统上电后,STM32 完成 I2C、GPIO、串口、DHT11 外设初始化,进入循环检测:
- 读取 DHT11 传感器,获取衣柜当前温度、湿度;
- 通过 PCF8591 采集红外检测模拟信号,判断是否检测到人;
- 数据刷新至 OLED 屏幕,同时串口打印信息到虚拟终端;
- 逻辑判断:红外检测到人体靠近 → 电机驱动门锁开门,LED 照明点亮;
- 红外检测不到人体,系统保持待机状态,门锁关闭,照明灯熄灭;
- 持续循环采集监测衣柜环境参数。
四、Proteus 仿真演示效果
运行仿真后可以观察到:
- OLED 屏幕实时刷新温湿度、红外数据,显示柜门状态;
- 虚拟终端持续打印温度、湿度、红外数值,触发人体检测时输出提示文字:
红外检测无人,自动开门,灯亮起; - 调节电位器改变红外模拟量,模拟人体靠近 / 远离衣柜;
- 检测到人体信号,电机动作模拟开门,LED 灯点亮;
- DHT11 可以修改环境温湿度参数,屏幕与终端数据同步更新。
五、项目拓展方向
- 增加阈值报警:湿度过高时,启动除湿提示或者声光告警,防止衣物发霉;
- 增加独立按键,手动控制柜门开关;
- 增加 EEPROM 存储,记录历史温湿度数据;
- 增加蓝牙 / WiFi 模块,将衣柜温湿度上传手机 APP,远程查看;
- 增加紫外线消毒模块,开门自动关闭消毒灯,关门定时开启衣物消毒。
六、总结
本项目基于 STM32 实现智能衣柜温湿度监测与人感自动开门,使用 DHT11 单总线采集、PCF8591 ADC 采集、I2C OLED 显示、电机驱动控制,在 Proteus 完成整套仿真验证。项目覆盖嵌入式多种常用外设,适合单片机课程设计、毕业设计练习,锻炼传感器采集、I2C 通信、状态机逻辑开发能力。
通过网盘分享的文件:仿真文件获取.zip
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