每年的這個時候，總能看到許多為畢業(yè)設(shè)計而發(fā)愁的同學(xué)。大家手里握著熟悉的STM32，知道它性能強(qiáng)大、控制精準(zhǔn)，是完成畢設(shè)的可靠伙伴，但恰恰因?yàn)檫@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(xiàng)目既有技術(shù)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(guān)鍵或許不在于STM32本身，而在于如何為它加點(diǎn)“料”——如何讓它與更前沿的技術(shù)結(jié)合起來。如今，“萬物互聯(lián)”與“人工智能”已不再是遙遠(yuǎn)的概念，它們正越來越多地出現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中。那么，何不讓我們的STM32項(xiàng)目，也嘗試具備聯(lián)網(wǎng)、上云，甚至一點(diǎn)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(yè)設(shè)計，提供一些不同的思路和具體的參考，增加一些創(chuàng)新點(diǎn)。在接下來的時間里，我們會陸續(xù)帶來從易上手的AI趣味小應(yīng)用，到綜合性項(xiàng)目的講解，包括13個AI入門應(yīng)用項(xiàng)目、2個小智AI項(xiàng)目、3個LVGL綜合項(xiàng)目、一個AI桌寵機(jī)器狗，以及那個經(jīng)典的、國民級嵌入式項(xiàng)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(yīng)用講起。項(xiàng)目本身不復(fù)雜，但它能讓你直觀地感受到，當(dāng)STM32和AI技術(shù)結(jié)合起來后，能實(shí)現(xiàn)哪些不一樣的功能。

《AI智能家庭安防助手》

01 項(xiàng)目應(yīng)用場景

• 家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)
• 智能家居安防集成
• 遠(yuǎn)程安全狀態(tài)查詢

02 項(xiàng)目功能

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了多傳感器融合的家庭安防監(jiān)控系統(tǒng)。STM32同時控制三類傳感器：火焰?zhèn)鞲衅鳎ú渴饛N房，監(jiān)測火情）、人體紅外傳感器（部署房門旁，監(jiān)測人員靠近）、光電開關(guān)（部署房門縫隙，監(jiān)測出入動作）。用戶通過語音指令（"今天家里沒事吧"）查詢安防狀態(tài)，ESP32向STM32發(fā)送0x16查詢幀，獲取三類傳感器觸發(fā)次數(shù)，匯總分析后生成自然語言反饋。當(dāng)火焰?zhèn)鞲衅饔|發(fā)次數(shù)>0時，生成警告反饋。系統(tǒng)采用防抖處理，確保傳感器數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，實(shí)現(xiàn)了從多源數(shù)據(jù)采集、整合分析到語音反饋的完整安防監(jiān)控流程。

03 項(xiàng)目硬件平臺

主硬件平臺：華清遠(yuǎn)見F103&ESP32-S3 AI開發(fā)板（板載麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器）+2.8寸顯示屏。

擴(kuò)展模塊：可采用火焰?zhèn)鞲衅?人體紅外傳感器+光電開關(guān)，也可以直接用我們的資源擴(kuò)展板（擴(kuò)展板上非常多的傳感器執(zhí)行器，非常方便多項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)）

關(guān)于華清遠(yuǎn)見F103&ESP32-S3 AI開發(fā)板：

這是一款能讓你的STM32項(xiàng)目瞬間擁有聯(lián)網(wǎng)和AI能力的雙核開發(fā)板，集成了STM32F103和ESP32-S3。兩個核心都可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以協(xié)同工作。對于初學(xué)者來說，你可以把它當(dāng)成兩塊板子來分別學(xué)習(xí)（STM32F103開發(fā)板+ESP32-S3開發(fā)板）。對于項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)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(shí)現(xiàn)更復(fù)雜、更穩(wěn)定的高級應(yīng)用。

04 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn)

1.多傳感器協(xié)同工作 ：同時處理三類不同傳感器，各自獨(dú)立計數(shù)

2.傳感器防抖處理 ：每類傳感器均采用1000ms時間防抖，過濾誤觸發(fā)

3.數(shù)據(jù)整合機(jī)制 ：將三類傳感器數(shù)據(jù)按固定格式（數(shù)據(jù)域1=火焰，數(shù)據(jù)域2=人體，數(shù)據(jù)域3=光電）返回

4.異常判斷邏輯 ：ESP32根據(jù)火焰?zhèn)鞲衅饔|發(fā)次數(shù)判斷是否需要生成警告

5.雙芯通信協(xié)議 ：9字節(jié)固定幀格式，支持多傳感器查詢指令(0x16)

6.差異化反饋生成 ：根據(jù)數(shù)據(jù)生成自然語言，示例：

-無異常："今天家里安防情況：廚房火焰?zhèn)鞲衅饔|發(fā)3次，房門旁有人靠近5次，房門出入2次，目前無異常"

-有異常："注意！廚房火焰?zhèn)鞲衅饔|發(fā)3次，可能有火情；房門靠近5次，出入2次，請留意"

05 涉及學(xué)習(xí)技術(shù)點(diǎn)

- 多傳感器協(xié)同工作

- 傳感器數(shù)據(jù)融合

- 異常檢測與處理

- 數(shù)據(jù)匯總與分析

- 雙芯架構(gòu)任務(wù)分工

- 串口通信協(xié)議設(shè)計

- 語音交互與反饋生成

06 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)原理

1. 硬件原理

參考1.10章，1.9章，1.5章。

2. 雙芯通信原理（ESP32 為主機(jī)，STM32 為從機(jī)）

采用9 字節(jié)固定幀格式，幀結(jié)構(gòu)與解析邏輯如下：

3. 核心邏輯

1)STM32 端多傳感器檢測與計數(shù)

a)傳感器防抖與計數(shù)：

火焰?zhèn)鞲衅鳎河|發(fā)中斷后，確認(rèn)明火則callbackCount_flame++；

人體傳感器：檢測到中斷后，確認(rèn)人員靠近則callbackCount_pir++；

光電開關(guān)：檢測到中斷后，確認(rèn)出入則callbackCount_itr++；

b)數(shù)據(jù)響應(yīng)：

接收ESP32 0x16 查詢幀后，按 “數(shù)據(jù)域 0（成功）+ 數(shù)據(jù)域 1（火焰）+ 數(shù)據(jù)域 2（人體）+ 數(shù)據(jù)域 3（光電）” 填充返回幀，反饋當(dāng)前計數(shù)。

2)ESP32 端數(shù)據(jù)匯總與反饋

a)數(shù)據(jù)整合：

接收STM32 返回幀后，提取三類傳感器觸發(fā)次數(shù)，關(guān)聯(lián)場景含義（火焰 = 廚房火情，人體 = 房門人員靠近，光電 = 房門出入）；

b)差異化反饋生成：

基于計數(shù)生成自然語言，示例：

反饋1：“今天家里安防情況：廚房火焰?zhèn)鞲衅饔|發(fā) 3 次，房門旁有人靠近 5 次，房門出入 2 次，目前無異?！保?/p>

反饋2：“今日安防匯總：火焰觸發(fā) 3 次，有人靠近房門 5 次，出入房門 2 次，沒發(fā)現(xiàn)問題”；異常反饋（火焰> 0）：“注意！廚房火焰?zhèn)鞲衅饔|發(fā) 3 次，可能有火情；房門靠近 5 次，出入 2 次，請留意”。

07 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)步驟

完整的實(shí)驗(yàn)步驟目錄如下圖。

后臺私信，免費(fèi)領(lǐng)取項(xiàng)目完整文檔、源碼。

08 硬件平臺詳細(xì)介紹

《AI智能家庭安防助手》項(xiàng)目硬件平臺是華清遠(yuǎn)見STM32F103&ESP32-S3 AIoT開發(fā)板。

開發(fā)板簡介

F103&ESP32-S3 AI 開發(fā)板是華清遠(yuǎn)見針對嵌入式與 AI 開發(fā)市場需求，打造的高性能、低成本AIoT實(shí)戰(zhàn)平臺。該開發(fā)板采用雙核心設(shè)計，整合了STM32F103與ESP32-S3兩款芯片：以ESP32-S3作為AI中樞，承擔(dān)視覺識別、語音交互及 WiFi/BLE 無線通信任務(wù)；以STM32F103作為控制核心，實(shí)現(xiàn)實(shí)時運(yùn)動控制與多傳感器數(shù)據(jù)融合，二者通過 UART 總線無縫協(xié)同，形成 “AI 決策 + 實(shí)時執(zhí)行” 的高效工作模式。

相較于僅使用STM32F103的方案，這一架構(gòu)提升了系統(tǒng)整體性能，同時擴(kuò)展了板載資源與外設(shè)接口，為更多AI及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的拓展提供了便利。為了方便實(shí)戰(zhàn)練手，我們?yōu)樵撈脚_配套了多種硬件模塊及20個實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，涵蓋13個AI基礎(chǔ)應(yīng)用項(xiàng)目、2個小智AI項(xiàng)目、3個LVGL物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，以及AI桌寵機(jī)器狗和AI智能車各1個。所有項(xiàng)目均基于STM32F103與ESP32-S3協(xié)同開發(fā)，“學(xué)完就能用”，助你快速打造硬核作品，輕松開發(fā)智能AIoT應(yīng)用。相關(guān)資料持續(xù)更新中，后臺私信領(lǐng)取。

STM32 與 ESP32 是單片機(jī)入門經(jīng)典 MCU，技術(shù)普及度、生態(tài)完整性和商業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢顯著。STM32 擅長精準(zhǔn)控制，是工業(yè)與教育首選；ESP32 及升級版 S3 主打物聯(lián)網(wǎng)，集成聯(lián)網(wǎng)與 AI 能力，廣泛應(yīng)用于 AIoT 終端。二者高度互補(bǔ)，所以我們提倡“雙核學(xué)習(xí)路徑”，從入門到綜合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn) ，建議先通過 STM32 夯實(shí)通用 MCU 開發(fā)基礎(chǔ)，再用 ESP32 拓展物聯(lián)網(wǎng)等開發(fā)能力，掌握后可提升技術(shù)廣度與就業(yè)競爭力，實(shí)現(xiàn) 1+1>2，這也是雙核心開發(fā)板的教學(xué)設(shè)計初衷。

對于STM32/ESP32開發(fā)感興趣的朋友，歡迎關(guān)注~！本開發(fā)板也非常適用于高校嵌入式與AI教學(xué)、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計、競賽項(xiàng)目、個人學(xué)習(xí)及項(xiàng)目開發(fā)。

后臺私信，備注“AIoT開發(fā)板”，免費(fèi)領(lǐng)取開發(fā)板教程/源碼。