基于STM32F103单片机智能风扇手机蓝牙无线控制系统

1. 适用场景

基于STM32F103单片机的智能风扇手机蓝牙无线控制系统是一款集成了现代智能控制技术的创新产品，适用于多种场景：

智能家居环境：该系统完美适配家庭环境，用户可以通过手机APP远程控制风扇的运行状态，实现真正的智能家居体验。无论是客厅、卧室还是书房，都能提供便捷的温控解决方案。

办公场所应用：在办公室环境中，该系统可以替代传统风扇，通过蓝牙无线控制减少布线需求，同时提供精确的温度调节功能，提升工作环境的舒适度。

实验室和教学演示：作为嵌入式系统教学的典型案例，该系统涵盖了STM32单片机编程、蓝牙通信、PWM控制等多个技术要点，非常适合电子工程专业的学生进行学习和实践。

小型商业空间：适用于小型商铺、咖啡厅等场所，通过智能化控制提升用户体验，同时降低能耗成本。

2. 适配系统与环境配置要求

硬件配置要求

核心控制器：STM32F103C8T6单片机，基于ARM Cortex-M3内核，主频72MHz，具有丰富的外设接口和强大的处理能力。

蓝牙通信模块：HC-05蓝牙模块，支持SPP串口协议，工作电压3.3V-5V，通信距离可达10米，支持主从模式切换。

显示模块：LCD1602液晶显示屏，用于实时显示风扇状态、温度信息、定时设置等参数。

传感器组件：DS18B20温度传感器，测量范围-55℃~+125℃，精度±0.5℃，提供准确的环境温度数据。

电机驱动：L298N电机驱动模块，支持直流电机和步进电机控制，最大驱动电流2A。

电源系统：5V直流电源供电，支持USB接口供电，确保系统稳定运行。

软件环境要求

开发环境：Keil MDK或STM32CubeIDE开发工具，支持C语言编程和STM32 HAL库。

编译工具：ARM GCC编译器，支持STM32系列芯片的编译和调试。

手机APP：支持Android系统的蓝牙终端应用，如"蓝牙串口"、"Serial Bluetooth Terminal"等。

通信协议：自定义串口通信协议，数据格式为ASCII字符格式，便于调试和数据处理。

3. 资源使用教程

系统初始化设置

硬件连接步骤：

1. 将HC-05蓝牙模块的TX引脚连接到STM32的PA10(RX1)引脚
2. 将HC-05蓝牙模块的RX引脚连接到STM32的PA9(TX1)引脚
3. 连接5V风扇到L298N电机驱动模块的输出端
4. 连接DS18B20温度传感器到STM32的GPIO引脚
5. 连接LCD1602显示屏到STM32的I2C或并行接口

软件配置流程：

1. 使用STM32CubeMX配置GPIO引脚功能
2. 配置USART1串口通信，波特率设置为9600bps
3. 配置定时器用于PWM输出，控制风扇转速
4. 配置ADC用于温度传感器数据采集
5. 编写LCD显示驱动程序和蓝牙数据处理程序

蓝牙控制操作指南

手机APP连接步骤：

1. 打开手机蓝牙功能，搜索可用设备
2. 选择"HC-05"设备进行配对，默认密码为"1234"
3. 打开蓝牙串口终端应用
4. 选择已配对的HC-05设备建立连接

控制命令格式：

• 启动/停止命令：*K1#
• 摇头控制命令：*K2#
• 风速切换命令：*K3#
• 定时设置命令：*K4#

状态反馈格式： 系统会定期向手机发送状态信息，格式为：*Q1R1S3T15# 其中Q表示启动状态，R表示摇头状态，S表示风速档位，T表示定时剩余时间。

PWM调速控制

系统支持三档风速调节，通过PWM占空比控制实现：

• 低速档：PWM占空比30%
• 中速档：PWM占空比60%
• 高速档：PWM占空比90%

PWM频率设置为1kHz，确保电机运行平稳且噪音较低。

4. 常见问题及解决办法

蓝牙连接问题

无法搜索到蓝牙设备：

• 检查HC-05模块供电是否正常，红色指示灯是否闪烁
• 确认模块处于可被发现模式（指示灯快闪）
• 检查手机蓝牙功能是否开启，距离是否在有效范围内

配对失败：

• 确认输入的配对密码为"1234"
• 尝试重启蓝牙模块和手机蓝牙功能
• 检查模块是否已与其他设备配对，需要先取消原有配对

数据传输不稳定：

• 确保通信距离在10米以内，避免障碍物阻挡
• 检查电源电压是否稳定，建议使用5V稳压电源
• 确认波特率设置一致（9600bps）

风扇控制异常

风扇不转动：

• 检查电机驱动模块供电是否正常
• 确认PWM输出引脚连接正确
• 检查程序中的PWM配置参数是否正确

转速控制不准确：

• 校准PWM占空比与实际转速的关系
• 检查电机负载是否过重
• 确认电源电压稳定，避免电压波动影响转速

温度检测问题

温度读数异常：

• 检查DS18B20传感器接线是否正确
• 确认传感器与STM32的通信时序配置正确
• 检查传感器是否损坏或接触不良

温度响应延迟：

• 调整温度采样频率，避免过于频繁的采样
• 添加软件滤波算法，平滑温度数据

显示异常处理

LCD显示乱码：

• 检查LCD初始化代码是否正确
• 确认数据传输时序符合LCD规格要求
• 检查电源电压是否在允许范围内

显示内容不更新：

• 检查刷新频率设置是否合理
• 确认显示缓冲区数据更新机制正常工作

系统稳定性问题

程序跑飞或重启：

• 检查堆栈大小设置是否足够
• 添加看门狗定时器进行系统监控
• 优化中断处理程序，避免长时间占用CPU

功耗过高：

• 在空闲时进入低功耗模式
• 优化外设使用策略，不使用时关闭相应模块
• 选择合适的时钟配置，平衡性能和功耗

通过以上详细的故障排除指南，用户可以快速定位并解决系统中可能出现的各种问题，确保智能风扇系统的稳定可靠运行。