为你的STM32毕设项目加点“料”：“AI厨房安全卫士”火情监测与语音报警系统

每年的这个时候，总能看到许多为毕业设计而发愁的同学。大家手里握着熟悉的STM32，知道它性能强大、控制精准，是完成毕设的可靠伙伴，但恰恰因为这份“可靠”，反而让选题变得困难——能做的东西似乎都被人做过了，怎样才能让项目既有技术含量，又有些新意，足以让人眼前一亮呢？

我们意识到，问题的关键或许不在于STM32本身，而在于如何为它加点“料”——如何让它与更前沿的技术结合起来。如今，“万物互联”与“人工智能”已不再是遥远的概念，它们正越来越多地出现在实际应用中。那么，何不让我们的STM32项目，也尝试具备联网、上云，甚至一点简单的“思考”能力？

这个想法，正是我们筹划这一系列分享的初衷。我们希望能为你们的毕业设计，提供一些不同的思路和具体的参考，增加一些创新点。在接下来的时间里，我们会陆续带来从易上手的AI趣味小应用，到综合性项目的讲解，包括13个AI入门应用项目、2个小智AI项目、3个LVGL综合项目、一个AI桌宠机器狗，以及那个经典的、国民级嵌入式项目——AI智能小车。

本篇就让我们从这个系列开始，先从13个AI入门应用讲起。项目本身不复杂，但它能让你直观地感受到，当STM32和AI技术结合起来后，能实现哪些不一样的功能。

《AI厨房安全卫士》

01 项目应用场景

• 家庭厨房火情监测
• 智能安防系统
• 灾害早期预警

02 项目功能

本项目实现了基于语音交互的火焰监测与告警系统。STM32配置火焰传感器为中断式检测模式，当检测到火焰时触发中断服务函数，记录触发次数并启动蜂鸣器告警。用户通过语音指令（如"厨房有异常吗"、"有火情吗"）查询火情，ESP32-S3将不同指令统一下发为0x0D查询帧，STM32返回传感器状态和触发次数，ESP32生成差异化语音反馈。系统实现了从火焰检测、数据记录、状态查询到语音反馈的完整安防闭环，特别适合厨房等易发生火情的场所。

03 项目硬件平台

主硬件平台：华清远见F103&ESP32-S3 AI开发板（板载麦克风、扬声器、有源蜂鸣器）+2.8寸显示屏

扩展模块：可采用火焰传感器，也可以直接用我们的资源扩展板（扩展板上非常多的传感器执行器，非常方便多项目实战）

关于华清远见F103&ESP32-S3 AI开发板：

这是一款能让你的STM32项目瞬间拥有联网和AI能力的双核开发板，集成了STM32F103和ESP32-S3。两个核心都可以独立运行，也可以协同工作。对于初学者来说，你可以把它当成两块板子来分别学习（STM32F103开发板+ESP32-S3开发板）。对于项目实战来说，可以让它们分工合作——ESP32作为“AI大脑”，STM32作为“控制双手”，低成本实现更复杂、更稳定的高级应用。

04 项目实现关键点

1.火焰传感器中断处理 ：配置PB3引脚为下降沿中断，火焰触发时进入中断服务函数

2.防抖机制 ：中断处理中添加1000ms时间防抖，避免重复计数

3.触发次数统计 ：每次有效触发使计数器+1，保留历史记录

4.告警联动 ：火焰触发时自动启动蜂鸣器，火焰消失后自动停止

5.双芯通信协议 ：9字节固定帧格式，支持火焰触发次数查询指令(0x0D)

6.反馈生成逻辑 ：根据触发次数生成不同反馈（0次→"当前无火焰异常"；3次→"厨房已触发3次火焰异常"）

05 涉及学习技术点

- 中断式传感器检测

- 外部中断处理

- 传感器防抖技术

- 蜂鸣器控制

- 双芯架构任务分工

- 串口通信协议设计

- 安防系统设计原理

06 项目实现原理

1. 硬件原理

火焰传感器（一种光电二极管）对火焰中所产生的红外线特别灵敏，当在火焰传感器两端施加电压时，就会产生电流。当火焰亮度变大时，发出的红外线越多，火焰传感器检测到的红外线增加，产生的电流变大。当火焰亮度变小时，发出的红外线越少，检测到的红外线减少，产生的电流也会变小。

扩展板原理图

根据上图可以看到，U15对应的是火焰传感器，当没有火焰的时候，U15为高阻抗状态，此时通过R60和R76电阻分压后，U14B比较器的6号脚大约1.6V左右，这是在理想状态下。此时电压比较器负向端是1.6V，那么同向端是由电位器控制，要调节电位器到一个临界值，此时可以通过LD6来判断，当LD6微微亮的时候就是临界值，火焰传感器的灵敏度最高。那么此时比较器的反向端大于同向端，U14B比较器的7号脚输出低电平，LED灯点亮。

根据以上特性，调整好电位器器后，只要有火焰那么U14的6号脚就是低电平，反向端小于正向端，U14比较器7号脚输出高电平，LED灯熄灭。

原理图

通过以上原理图可以看到资源扩展板对应的引脚，可以看出火焰传感器控制引脚使用的是PB3，引脚定义如下表：

2. 双芯通信原理（ESP32 为主机，STM32 为从机）

采用9 字节固定帧格式，帧结构与解析逻辑如下：

3. 核心逻辑

火焰检测与中断处理：STM32 配置火焰传感器引脚为下降沿中断，火焰触发时触发中断服务函数，触发次数 + 1 并启动告警（蜂鸣器）；

指令统一触发：ESP32 识别类指令（如 “厨房有异常吗”“有火情吗”），均统一下发 0x0D 查询帧，无需区分指令类型；

反馈生成逻辑：STM32 返回 “传感器状态（0x01 = 正常）+ 触发次数”，ESP32 结合次数反馈：0 次→“当前无火焰异常，历史触发 0 次”；3 次→“厨房已触发 3 次火焰异常，当前无火情，建议检查”；告警解除：火焰消失后，STM32 自动停止告警，但保留触发次数。

07 项目实现步骤

完整的实验步骤目录如下图。

后台私信（备注：AI厨房安全卫士），免费领取项目完整文档、源码。

08 硬件平台详细介绍

《AI厨房安全卫士》项目硬件平台是华清远见STM32F103&ESP32-S3 AIoT开发板。

开发板简介

F103&ESP32-S3 AI 开发板是华清远见针对嵌入式与 AI 开发市场需求，打造的高性能、低成本AIoT实战平台。该开发板采用双核心设计，整合了STM32F103与ESP32-S3两款芯片：以ESP32-S3作为AI中枢，承担视觉识别、语音交互及 WiFi/BLE 无线通信任务；以STM32F103作为控制核心，实现实时运动控制与多传感器数据融合，二者通过 UART 总线无缝协同，形成 “AI 决策 + 实时执行” 的高效工作模式。

相较于仅使用STM32F103的方案，这一架构提升了系统整体性能，同时扩展了板载资源与外设接口，为更多AI及物联网应用的拓展提供了便利。为了方便实战练手，我们为该平台配套了多种硬件模块及20个实战项目，涵盖13个AI基础应用项目、2个小智AI项目、3个LVGL物联网应用，以及AI桌宠机器狗和AI智能车各1个。所有项目均基于STM32F103与ESP32-S3协同开发，“学完就能用”，助你快速打造硬核作品，轻松开发智能AIoT应用。相关资料持续更新中，私信领取。

STM32 与 ESP32 是单片机入门经典 MCU，技术普及度、生态完整性和商业应用优势显著。STM32 擅长精准控制，是工业与教育首选；ESP32 及升级版 S3 主打物联网，集成联网与 AI 能力，广泛应用于 AIoT 终端。二者高度互补，所以我们提倡“双核学习路径”，从入门到综合项目实战 ，建议先通过 STM32 夯实通用 MCU 开发基础，再用 ESP32 拓展物联网等开发能力，掌握后可提升技术广度与就业竞争力，实现 1+1>2，这也是双核心开发板的教学设计初衷。

对于STM32/ESP32开发感兴趣的朋友，欢迎关注~！本开发板也非常适用于高校嵌入式与AI教学、学生毕业设计、竞赛项目、个人学习及项目开发。

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