第1章 项目简介 4
1.1项目研究背景及意义 4
1.2项目研究目的 4
1.3项目主要内容 5
6
第2章 关键技术介绍 7
2.1 语音识别技术 7
2.2 蓝牙通信技术 7
2.3 语音模块与硬件接口集成 8
2.4 定时与自动控制技术 8
第3章 系统分析 9
3.1 构架概述 9
3.2 系统开发环境 9
3.3 系统任务的可行性分析 10
3.3.1 技术可行性 10
3.3.2 系统安全性分析 10
第4章 系统实现 12
4.1 主控模块电路 12
4.2 烟雾监测模块电路 12
4.3 光照强度监测模块电路 13
4.4 红外接收模块电路 14
4.5 时钟模块电路 14
4.6 LCD1602显示模块电路 15
4.7 步进电机驱动模块电路 16
4.8 声光报警模块电路 17
第5章 系统实现 18
5.1 系统主流程设计 18
5.2 舵机模块子流通 19
5.3 蓝牙模块子流程 20
5.4 A/D模数转换子流程 21
第6章 结 论 23
6.1作品总结 23
6. 2注意事项 23
6. 3学习收获 23
7. 4成果物 23
7.4.1 硬件成果物 23
7.4.2 软件成果物 24
参考文献 25
第1章 项目简介
智能语音蓝牙灯控系统的设计旨在结合语音识别技术和蓝牙通信技术，打造更加便捷、高效的家庭或办公环境控制方式。随着物联网（IoT）和智能家居的快速发展，传统的手动控制设备已无法满足人们日益增长的智能化需求。智能语音控制作为一种自然的交互方式，正在成为现代智能家居系统中的重要组成部分。
语音控制不仅提高了使用的便利性，还能让老年人、儿童等群体更加便捷地操作设备，尤其在手部不便或视力障碍的情况下，语音指令能够极大地提升生活质量。此外，蓝牙作为一种低功耗、短距离的无线通信技术，能够确保设备间的高效连接与稳定性。通过蓝牙与智能手机或其他语音助手（如Alexa、Google Assistant等）配合，用户可以远程或近距离控制家中灯光的开关、亮度、颜色等设置。
在此背景下，智能语音蓝牙灯控系统应运而生，旨在解决传统照明控制方式的局限性，提升居住环境的智能化、自动化水平。这不仅符合现代人对智能家居的需求，也顺应了科技发展对便捷、舒适生活方式的追求。
1.2项目研究目的
基于语音模块的智能语音蓝牙灯控系统的设计研究目的，主要集中在提升智能家居系统的便捷性、智能化水平和用户体验。随着物联网（IoT）技术的普及和智能家居的逐步发展，人们对居住环境的智能化需求日益增加，传统的灯光控制方式已经无法满足现代家庭对舒适性和便利性的要求。因此，设计一个集成语音控制和蓝牙通信的智能灯控系统，能够有效解决这一问题，并推动智能家居技术的进步。
研究该系统旨在探索语音识别技术和蓝牙技术的结合应用。语音识别能够让用户通过语音命令控制家庭照明系统，减少了对传统遥控器或物理按钮的依赖，使得灯光控制变得更加直观、便捷。特别是对于老年人、儿童或行动不便的群体，语音控制提供了一种无需手动操作的方式，大大提高了设备的易用性和适应性。
本项目的研究还着眼于蓝牙技术的应用与优化。蓝牙作为一种低功耗、稳定的无线通信技术，能够确保语音控制命令与灯控设备之间的高效传输，且具有较强的兼容性。通过蓝牙连接，用户可以直接用智能手机或其他智能设备进行灯光控制，无需复杂的设置，提升了系统的便捷性和灵活性。
本系统还将关注用户体验的优化。通过语音模块与蓝牙技术的协同作用，不仅能够实现灯光的开关、调节亮度和颜色，还能根据用户的不同需求设置场景模式，提供更加个性化的灯光效果，从而提高居住环境的舒适度和智能化程度。
1.3项目主要内容
（1）通过语音识别控制灯的开关
语音识别技术的引入是智能灯控系统的一大创新，它使得用户能够通过自然语言与系统进行互动，直接控制家中的灯光。通过嵌入语音识别模块，用户只需要发出简单的语音命令，如“打开灯”、“关掉灯”，系统即可识别并执行相应操作。
语音识别系统通常包括语音采集、声音信号处理、特征提取、匹配识别等多个步骤。当用户说出命令时，系统会将声音信号转换为数字信号并通过算法分析，识别出用户的指令内容。经过匹配算法处理后，系统确定执行“开灯”或“关灯”命令，并通过控制信号发送到灯光控制模块，从而实现灯光的开关控制。这一过程实现了免手动操作的便利，特别适合家庭环境中双手忙碌或者行动不便的用户。
语音识别的准确性与稳定性直接影响用户体验，设计中可以结合现有的语音助手（如Google Assistant、Amazon Alexa等）或定制语音识别系统，支持多种语音指令，提高系统的智能响应能力。此外，还可以扩展更多控制功能，如调节灯光亮度、变换灯光颜色等。
（2）通过蓝牙可远程控制灯的开关和定时功能
蓝牙技术在智能灯控系统中的应用主要体现在其低功耗、稳定性和高效传输能力上。通过蓝牙模块，用户可以通过智能手机、平板或其他带有蓝牙功能的设备，远程控制灯光的开关状态。无论用户身处何地，只要设备和灯光模块保持蓝牙连接，都可以实现灯光的远程开关控制。
进一步来说，蓝牙不仅能够控制灯的开关，还能支持定时功能。例如，用户可以设定灯光在一定时间后自动关闭或开启。系统可以允许用户设置“开灯时长”，如每次加长或缩短一定的时间。例如，“加1小时”、“减30分钟”命令能够调整灯光开启的时长，使用户在不同场景下获得更加灵活的控制方式。这一功能特别适用于需要在特定时间段内开灯的场景，如夜间照明、睡前灯光、定时关灯等，提高了系统的智能性和节能效果。
蓝牙模块在设计中通常与智能手机应用进行配合，用户通过手机应用界面设定灯光的开关、定时和时长等参数。应用程序与灯光模块之间通过蓝牙协议进行数据交换，确保每个命令的实时执行。
（3）通过舵机控制灯的开关
舵机（Servo Motor）在本系统中的作用是作为执行机构，真正物理地控制灯的开关状态。舵机广泛应用于机器人、自动化控制系统中，其能够根据输入信号精准调整角度和位置，从而控制连接的设备动作。
在智能语音蓝牙灯控系统中，舵机负责灯的开关控制。设计中可以通过舵机驱动一个机械装置，如一个自动遮光板或灯罩，当舵机的角度发生变化时，灯的遮挡装置会随之变化，从而实现灯的开或关。例如，当系统接收到开灯命令时，舵机会旋转至特定角度，打开遮光板，灯光便亮起；当接收到关灯命令时，舵机调整角度，关闭遮光板，灯光熄灭。
舵机控制的优势在于其高精度和可靠性，可以确保灯光开关的精准性。同时，舵机操作的物理性使得系统可以实现更为“真实”的控制效果，不仅仅局限于电子开关的操作，更通过物理动作带来更直观的控制体验。
第2章 关键技术介绍
2.1 语音识别技术
语音识别技术是实现智能语音控制的核心技术之一。它能够将用户的语音指令转换为机器可以理解的文本或命令，以便进行后续处理。语音识别过程包括信号采集、预处理、特征提取、声学模型与语言模型的匹配等步骤。通过麦克风采集到的声音信号经过预处理后，转换为数字信号并进行特征提取，提取出语音中的关键特征（如音频频谱等），然后通过训练好的声学模型对其进行识别。
在智能语音蓝牙灯控系统中，语音识别技术负责识别用户的指令，例如“打开灯”或“关闭灯”。为了提高识别精度，通常会采用深度学习和自然语言处理（NLP）技术，对不同的语言环境、噪声干扰及用户发音进行优化。现代语音识别系统还具备连续语音识别、语音命令意图理解以及多轮对话的能力，能更好地理解用户的需求。
除了本地嵌入的语音识别模块，智能语音助手（如Google Assistant、Amazon Alexa等）也可以与系统集成，通过云端处理提升识别准确率和扩展指令集。语音识别技术是实现无接触、免手动操作的关键，极大地提升了用户体验。
2.2 蓝牙通信技术
蓝牙通信技术在智能语音蓝牙灯控系统中的应用，主要用于实现手机、语音模块和灯光控制模块之间的无线通信。蓝牙是一种短距离无线通信技术，具有低功耗、传输速率适中、连接稳定等特点，特别适合于智能家居中各类设备之间的连接与控制。
在智能灯控系统中，蓝牙模块将用户的控制指令从智能手机或语音助手传递到灯光控制设备。系统通过蓝牙协议（如Bluetooth Low Energy，BLE）实现通信，控制灯的开关、亮度、颜色等属性。蓝牙技术还允许用户在一定范围内（例如家中的各个房间）通过手机、平板或其他蓝牙设备进行远程控制，不需要通过互联网连接，降低了成本并简化了使用流程。
蓝牙通信技术的优势在于其较低的功耗，适合长时间稳定运行。为了确保用户体验，设计中需要考虑蓝牙模块的功耗管理、信号干扰与传输距离等问题，同时保证通信的实时性和准确性。通过蓝牙控制系统，用户可以在家中的任何地方轻松操作灯光，提升生活便捷性。
2.3 语音模块与硬件接口集成
语音模块是智能语音蓝牙灯控系统中的关键硬件组成部分，它负责将用户的语音信号转化为机器可理解的指令，并与其他控制模块协同工作。语音模块通常由麦克风阵列、数字信号处理器（DSP）和内置语音识别算法组成。麦克风阵列用于采集用户的语音输入，DSP处理器负责实时分析音频信号，并将其转化为文本或命令。
在系统设计中，语音模块与蓝牙模块、灯光控制模块之间的硬件接口集成至关重要。语音模块接收到语音命令后，通过内置的处理器将指令转发给灯光控制模块，并通过蓝牙与智能设备进行数据交换。为了实现无缝的语音控制，语音模块需要支持与主控芯片的高效通信，可能会使用如SPI、I2C等接口协议，确保各个硬件模块的数据同步与协调。
此外，语音模块的工作环境对系统性能影响很大，尤其是环境噪声。为了提高识别精度，设计时通常会使用降噪算法来提高信号质量，并采取多麦克风阵列以增强语音的拾取灵敏度。整体硬件接口的设计要兼顾模块间的兼容性、稳定性和高效性，保证语音控制的实时响应。
2.4 定时与自动控制技术
定时与自动控制技术是智能灯控系统的重要功能之一。用户不仅可以通过语音和蓝牙控制灯光的即时开关，还能设置灯光的定时任务，例如在指定时间开灯、关灯或调整亮度。定时控制的实现涉及到时间管理、任务调度和事件触发等技术。
该技术通常基于微控制器（MCU）或智能设备的时钟系统实现。系统内部会有一个时间计时器或时钟模块，实时跟踪当前时间，并根据用户的设置执行定时任务。例如，用户可以通过语音命令“设定1小时后关灯”，系统会根据设定的时间延迟执行关灯操作。这项功能需要系统具有较高的准确性和实时性，避免时间偏差或延迟。
此外，自动控制技术常常结合传感器技术进行扩展，如人体感应器、光照传感器等。这些传感器能够在没有特定命令的情况下根据环境变化自动调整灯光。例如，当感应到房间内没有人时，灯光自动关闭；或者根据室内光照强度自动调节灯光亮度。通过自动化控制，系统不仅能为用户提供更为智能化的灯光管理，还能实现节能效果，提高系统的效率和智能化程度。
第3章 系统分析
3.1 构架概述
本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。输入由两部分组成，第一部分是语音识别模块，通过语音识别控制灯的开和关；第二部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出由三部分组成，第一部分是显示模块，通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值；第二部分是舵机模块，通过舵机真正控制灯的开和关；第三部分是蓝牙模块，蓝牙模块既作为输入又作为输出，蓝牙模块和手机进行连接，可以将监测的数据传输到用户手机端，用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。
如图3.1所示。
图3.1 系统体系结构
3.2 系统开发环境
（1）硬件环境
主控板：通常使用树莓派（Raspberry Pi）或Arduino作为核心控制单元。树莓派适合进行语音处理和联网功能，而Arduino更适合简单的传感器和舵机控制。
语音识别模块：可选择带有麦克风阵列的模块，如ReSpeaker，用于捕捉用户语音并进行识别。
传感器与舵机：温湿度传感器（如DHT22）监控环境，舵机控制衣物收纳箱的开关。
（2）软件环境
操作系统：树莓派通常使用Raspberry Pi OS（Linux），支持多种开发工具和库。
编程语言：Python是常用的开发语言，特别适合语音识别、传感器控制等功能。Arduino开发使用C/C++语言。
语音识别库：如Google Speech-to-Text（在线）或PocketSphinx（离线）用于语音转文本。
开发平台与工具：使用Arduino IDE或PlatformIO进行硬件编程，树莓派上可使用Visual Studio Code等IDE进行开发。
3.3 系统任务的可行性分析
3.3.1 技术可行性
基于语音模块的智能语音蓝牙灯控系统的技术可行性分析主要依赖于语音识别、蓝牙通信、硬件集成和智能控制算法等关键技术的成熟与可应用性。目前，语音识别技术已经取得了显著的进展，尤其是深度学习和自然语言处理（NLP）的发展，使得语音模块的准确率大幅提高，能够在噪声环境下也能较为精确地识别指令，满足家庭环境中的语音控制需求。此外，蓝牙通信技术（特别是蓝牙低能耗技术BLE）也已经成熟，具有低功耗、稳定连接、传输速度适中的特点，非常适合智能家居产品的无线控制。
硬件方面，语音识别模块、蓝牙模块和灯光控制硬件的集成已逐步实现，市面上现有的模块可满足设计需求。语音模块可通过I2C、SPI等接口与控制芯片和蓝牙模块连接，进行数据交换。智能控制算法方面，现有的定时控制、自动控制技术已经有许多成熟的应用案例，且可以结合传感器、时钟等进行有效集成，提升系统的智能化。
因此，从技术角度来看，语音蓝牙灯控系统在硬件可用性、软件支持和通信技术方面具备较强的可行性，能够实现设计目标。
3.3.2 系统安全性分析
从系统可行性角度来看，基于语音模块的智能语音蓝牙灯控系统具有较高的实施潜力。首先，市场对智能家居产品的需求持续增长，消费者对便捷的语音控制和智能灯光管理有较强的兴趣，尤其是在家庭自动化和智能生活环境的趋势下，该系统具备广泛的应用前景。
随着硬件技术的不断发展，语音识别模块、蓝牙模块和传感器的成本逐步降低，性能稳定性提高，使得系统的实现更加经济可行。此外，现有的语音识别平台（如Google Assistant、Amazon Alexa等）和开源技术为系统开发提供了丰富的资源和支持，降低了开发难度。
在实施过程中，设计团队需要关注系统的集成与调试、用户体验、能源效率等方面。通过合理的硬件配置与优化算法，可以确保系统在不同环境下的稳定性与高效性，保障用户使用过程中的流畅性。
第4章 系统实现
4.1 主控模块电路
在此次设计之中，主要包括此次设计的单片机的最小系统：STC89C52单片机和复位部分和晶振部分，然后是为整个系统提供提供能量的电源电路，还有可以将温度检测的数据，时钟模块获取的时间，通过显示屏将结果显示在显示屏上的显示模块。最后是通过单片机的输入进行内部的处理控制步进电机等的运行状态。
单片机的电路图如图4.1所示，单片机的最小系统包括单片机芯片和晶振电路以及复位电路；本设计使用STC89C52，此芯片作为最基础的单片机芯片，也是人们十分熟悉的，一共有P00-P07、P10-P17、P20-P27、P30-P37口，P0口因为单片机内部上拉不够高的缘故只能作为数据口使用，或者外接10KΩ的上拉电阻可以作为普通的I/O使用，P1口常常作为一些普通外设使用，如按键等。P2口依然是同样作为普通I/O口使用的，无复用功能，但是P3口就有比较多的复用功能了，如P30、P31可作为串口通讯口使用，P32、P33可以作为中断使用等。
复位电路和晶振电路也是最小系统的一部分，没有这个的话程序没法烧录并且单片机也不能正常工作，复位电路有按键复位和上电复位，而晶振电路是需要使用规定的规格的晶振大小。为了获取准确的9600的波特率一般采用11.0592MHZ。
图4.1 单片机最小系统原理图
4.2 烟雾监测模块电路
烟雾监测模块的功能：烟雾监测模块（MQ-2）用于检测环境中的烟雾浓度。当检测到的烟雾浓度超过预设的最大值时，会触发声光报警并开启窗帘，以提醒用户注意环境安全。
工作原理：MQ-2烟雾传感器基于化学敏感元件，其灵敏度对于各种气体是可调的。在检测烟雾时，传感器元件与目标气体发生化学反应，导致电阻值发生变化。烟雾浓度越高，电阻值变化越大。通过检测电阻值的变化，可以判断环境中的烟雾浓度。
引脚功能：VCC: 供电正极，连接到正电源。GND: 地，连接到地线。DO: 数字输出引脚，传感器检测到烟雾时，输出高电平信号，可以连接到单片机的输入引脚进行检测。AO: 模拟输出引脚，根据检测到的烟雾浓度变化产生模拟电压信号，可连接到模数转换器（ADC）输入引脚。
在此次设计中，烟雾监测模块的3引脚（DO）连接到单片机的P10引脚，用于接收数字输出信号。同时，模拟输出引脚（AO）连接到ADC0832的CH1通道，用于将烟雾传感器的模拟输出信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
烟雾监测模块在系统中负责检测环境中的烟雾浓度，当烟雾浓度超过预设的最大值时，触发了数字输出信号（DO），从而触发声光报警并开启窗帘，以提醒用户注意安全。同时，模拟输出信号（AO）也可以用于监测烟雾浓度的实时变化，烟雾监测模块电路原理图如图4.2所示。
图4.2 烟雾监测模块电路原理图
4.3 光照强度监测模块电路
光照强度监测模块的功能：光照强度监测模块用于获取环境的光照强度值。根据获取的光照强度值，系统可以自动控制窗帘的开闭状态。当光照强度值小于预设的最小值或大于最大值时，系统会自动关闭窗帘，否则保持窗帘打开状态。
工作原理：光照强度监测模块通常基于光敏电阻，也称为光敏电阻传感器。光敏电阻的电阻值会随光照强度的变化而变化。在强光照射下，电阻值较小；在弱光照射或无光照的情况下，电阻值较大。
引脚功能：VCC: 供电正极，连接到正电源。GND: 地，连接到地线。OUT: 输出引脚，通常为模拟输出，连接到ADC0832的输入引脚（例如CH0）。
在此次设计中，光照强度监测模块的输出引脚（OUT）连接到ADC0832的输入引脚，通常连接到CH0通道，以将模拟输出信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
光照强度监测模块负责感知环境的光照情况。系统根据获取到的光照强度值判断是否需要自动开启或关闭窗帘，以维持适当的室内光照水平。当光照值小于设置的最小值或大于设置的最大值时，系统将自动关窗帘；否则，窗帘将保持开启状态，以适应光照变化，光照强度监测模块原理图如图4.3所示。
图4.3 光照强度监测模块电路原理图
4.4 红外接收模块电路
红外接收模块的功能：红外接收模块用于接收遥控器发送的红外信号，从而实现对窗帘的开关和模式切换操作。通过解码接收到的红外信号，系统可以识别遥控器发送的命令，并据此执行相应的窗帘控制操作。
工作原理：红外接收模块能够感知红外光信号，例如遥控器发送的红外信号。红外遥控通常使用红外LED发射信号，而红外接收模块则用来接收这些信号。当遥控器按下按钮时，红外LED会发射特定的红外编码，红外接收模块能够捕捉并解码这些编码，从而识别出不同的命令。
引脚功能：VCC: 供电正极，连接到正电源。GND: 地，连接到地线。OUT: 输出引脚，连接到一个10K上拉电阻，然后外接到单片机的输入引脚（例如P32）。
在此次设计中，红外接收模块的输出引脚（OUT）通过10K上拉电阻连接到单片机的输入引脚（P32）。当遥控器发送红外信号时，红外接收模块会将接收到的信号转换为电压变化，并通过输出引脚传递给单片机。单片机可以通过解码这些电压变化来识别遥控器发送的命令，然后执行相应的窗帘控制操作，如开关窗帘或切换工作模式，红外接收模块原理图如图4.4所示。
图4.4 红外接收模块电路原理图
4.5 时钟模块电路
时钟模块的功能：时钟模块（DS1302）在此次设计中用于获取当前时间，并且允许用户设定开关窗帘的特定时间。通过时钟模块，系统能够按照预设的时间自动地控制窗帘的开关操作，提供了定时功能，增强了智能家居窗帘控制系统的便利性和实用性。
工作原理：DS1302是一个实时时钟模块，能够精确地获取年、月、日、小时、分钟和秒的时间信息。它内部有一个计数器和一个时钟发生器，通过外部电池供电来保持时钟在掉电情况下的运行。
当系统上电或者重置时，单片机会通过与DS1302进行通信，读取DS1302内部的时间信息。用户可以通过系统界面设定特定的开关窗帘时间，将这些时间设置写入DS1302内部的寄存器。DS1302会持续地更新自身的时间计数器，并且按照设定的开关时间进行比较。当系统检测到达预设的开关时间时，会触发窗帘的开关操作。
引脚功能：
在DS1302模块中，一般的引脚功能如下：VCC: 供电正极，连接到正电源。GND: 地，连接到地线。SCLK: 时钟引脚，用于传递时钟信号。I/O: 数据引脚，用于传递数据信号。CE:使能引脚。X1个X2获取时间，控制时钟工作频率，时钟模块电路原理图如图4.5所示。
图4.5 时钟模块电路原理图
4.6 LCD1602显示模块电路
LCD1602是一种常用的字符型液晶显示模块，它能够显示文字和简单的图标，通常用于显示各种信息。在你的设计中，LCD1602用于显示测量值、模式和窗帘状态等信息。
功能：LCD1602显示模块的主要功能是将数据以可视化的方式显示在液晶屏上，从而让用户能够直观地了解系统的状态和参数。
工作原理：LCD1602显示模块通过控制液晶中的液晶分子来达到显示的目的。它由多行多列的像素组成，每个像素可以是一个字符或一个图标。通过控制每个像素的电压，可以改变液晶的透明度，从而显示出不同的字符或图标。
引脚功能：LCD1602模块通常具有16x2个字符的显示区域，以及用于控制和数据传输的引脚。以下是常见的引脚功能：
VSS: 模块的地线。VCC: 模块的电源正极。VO: 对比度调节引脚，可用电位器调整液晶的对比度。RS: 指令/数据选择引脚，用于区分传输的是指令还是数据。RW: 读/写选择引脚，用于选择读取或写入操作。E: 使能引脚，用于触发数据传输操作。D0-D7: 数据线，用于传输字符和命令数据。A (LED+): 背光正极。K (LED-): 背光负极。在设计中，你需要将LCD1602的各引脚与单片机的相应引脚连接，以实现数据的传输和显示控制。
总之，LCD1602显示模块在你的智能窗帘自动控制系统中，可以方便地显示测量值、模式和窗帘状态等信息，提供用户友好的界面，显示模块原理图如图4.6所示。
图4.6 显示模块电路原理图
4.7 步进电机驱动模块电路
功能：步进电机在你的设计中用于模拟开关窗帘的运动，从而实现窗帘的自动开合功能。驱动模块 ULN2003 用于控制和驱动步进电机，使其按照预定的步进序列旋转，从而控制窗帘的运动。
工作原理：步进电机是一种特殊的电机，它通过依次通断电流来实现精确的角度控制。每次通电会使步进电机转动一个固定的角度，这个角度被称为步距角。通过适当的步距角和步进序列，可以精确地控制步进电机的旋转。驱动模块 ULN2003 可以为步进电机提供适当的电流和脉冲信号，使步进电机按照预定的步进模式运动。
引脚功能：在步进电机中，通常会有两组线圈，每组线圈有两个引脚。ULN2003 是一个高电平输入低电平输出的驱动器，适用于驱动步进电机。以下是步进电机和 ULN2003 驱动模块的引脚功能：
步进电机引脚（通常为四相步进电机）：A: 第一组线圈的引脚 A。B: 第一组线圈的引脚 B。C: 第二组线圈的引脚 A。D: 第二组线圈的引脚 B。
ULN2003 驱动模块引脚：
IN1, IN2, IN3, IN4: 分别用于控制步进电机的四相线圈。控制这些引脚的高低电平组合，即可控制步进电机的旋转方向和步进模式。GND: 地线。VCC: 驱动电源正极在你的设计中，你需要将步进电机的四组线圈引脚连接到 ULN2003 驱动模块的 IN1, IN2, IN3, IN4 引脚上，然后将驱动模块的 GND 和 VCC 连接到适当的电源，如电池或稳压电源。
总之，通过步进电机和 ULN2003 驱动模块的结合，你可以实现对窗帘的精确自动控制，使其模拟开合的动作，提供更智能的窗帘控制体验，步进电机驱动模块原理图如图4.7所示。
图4.7 步进电机驱动模块电路原理图
4.8 声光报警模块电路
功能：声光报警在你的设计中用于在检测到烟雾超过设定的最大值时发出声音和光亮的警报信号，同时开启窗帘以促进通风，以提醒用户有烟雾存在并采取必要的措施。
工作原理：声光报警通常由声音发生器和发光二极管（LED）组成。当 MQ-2 烟雾传感器检测到烟雾值超过设定的阈值时，会触发单片机的操作。单片机会通过控制声音发生器（蜂鸣器）发出声音信号，并通过控制 LED 发出光亮信号。同时，根据设计，单片机会开启窗帘以促进通风。
引脚功能：声光报警通常由两部分组成：声音部分和光亮部分。
声音部分：声：连接到单片机的某个引脚（在你的描述中是 P24）。当单片机控制该引脚输出高电平时，声音发生器（蜂鸣器）发出声音。
光亮部分：光：连接到单片机的某个引脚（在你的描述中是 P23）。当单片机控制该引脚输出高电平时，LED 发光。
设计中，声光报警模块通过控制声音发生器和 LED，当检测到烟雾超过设定的阈值时，发出声音和光亮的信号，同时开启窗帘。这种设计可以帮助用户迅速察觉到烟雾情况，并及时采取相应的措施，从而增强了家庭安全和防范能力，声光报警模块原理图如图4.8所示。
图4.8 声光报警模块电路原理图
第5章 系统实现
5.1 系统主流程设计
系统的主流程图如图5.1所示。在主程序中：首先对各个模块进行初始化，随后进入while主循环，在主循环中，首先进入第一个函数按键函数，该函数主要分为两部分，第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值，第二部分通过键值进行相应的处理操作，包括切换界面、设置阈值等；紧接着进入第二个函数监测函数，该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值，并通过蓝牙模块将监测的数据传输到手机端，用户也可以通过手机端发送指令，设备根据用户发送的指令执行对应的处理，也可以语音控制灯的开关；紧接着进入第三个函数处理函数，该函数主要判断是否定时且定时是否未到达，如果定时且定时到达，舵机转为0°，关灯，否则舵机转为90°，开灯。
图5.1 程序总体流程图
5.2 舵机模块子流通
首先初始化引脚，然后初始化定时器，在定时器中断函数中定义一个周期，调节周期内高电平的占空比，从而调整角度，舵机程序子流程如图5.2所示。
图5.2 舵机子流程图
5.3 蓝牙模块子流程
首先配置定时器1，先清除定时器1的控制位，设置定时器1为模式2，即8位自动重装载定时器，当溢出时将TH1存放的值自动重装入TL1。然后配置串口为模式1，即8位UART，波特率可变。接下来配置定时器1的重装载值，使得最终的波特率为9600。最后启动定时器1，打开串口中断以及打开总中断。串口初始化完成后，如果接收到数据，则触发串口中断，从SBUF寄存器中获取接收值，清除接收中断标志位，等待下次接收。如果需要发送数据，则调用发送数据函数，只需将数据赋值到SBUF中即可，然后清除发送中断标志位，蓝牙传输子流程如图5.3所示。
图5.3 蓝牙传输子流程图
5.4 A/D模数转换子流程
首先初始化引脚，然后CS拉低使能ADC，接着DI拉高开始转换，先配置通道，如果是通道0，则通道选择第一位和第二位分别置1和0；如果是通道1，则通道选择第一位和第二位分别置1和1。配置好通道后，开始读取前8位数据，然后读取后8位数据，数据读取完后CS拉高释放ADC。最后判断前8位数据是否等于后8位数据，如果相等，则返回数据，如果不等，则返回0，A/D数模转换程序子流程如图5.4所示。
图5.4 A/D数模转换子流程图
第6章 结 论
最终，经过测试，系统能够准确识别用户指令，自动化控制衣物收纳箱，并且环境监控功能确保了箱内衣物的良好存储条件。该项目为智能家居领域提供了一个实用的解决方案，并具有良好的推广潜力。
响，诸如温湿度变化、灰尘等因素。因此，传感器选择和箱体设计需要考虑到这些外部环境的变化，确保系统长期稳定运行。
团队合作与沟通技巧：虽然本项目是个人开发，但在过程中，我也与同学或专家进行了讨论和交流，从中学到了如何与他人合作解决技术难题，如何清晰地表达自己的设计思路与解决方案。
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