[物联网] 基于STM32的语音采集与分析系统设计

自从人类社会进入到由人工智能主导的第四次工业革命,世界进入了万物互联的物联网时代。人工智能的飞速发展对人类与智能产品的交互产生了深刻影响,人机交互不再局限于命令行代码或键盘鼠标输入,取而代之的是更为便捷和自然的语音交互,让我们的交互体验变得更加舒适与高效。而语音信号的采集与处理则是实现语音人机交互不可或缺的重要部分。 随着计算机技术和音频处理技术的发展,音频处理算法变得越来越复杂,采用传统的模拟信号处理方法实现这些算法不仅难度大、成本高,有的甚至无法实现。因此,使用微型计算机控制的数据采集与处理系统逐渐代替人力完成大量的重复性工作,由于处理速度快、精度高,已经成为现场采集语音数据的有效手段。 本设计主要是开发一种基于STM32微控制器的语音采集和分析系统。该系统的核心功能是能够实时采集并分析语音信号,通过快速傅里叶变换(FFT)技术对语音信号进行频谱分析,以提取语音中的特征信息,该系统能够根据这些特征信息有效地区分出男女声音。此外该系统还附加LU-ASR01语音识别模块,该模块使用了基于深度学习的语音识别算法,包含了语音指令转换为文本、语音指令识别等拓展功能,并提供给应用程序进一步处理,为后期多种功能的开发带来了更多选择。 经过全面的测试和评估,该系统表现出了良好的性能和稳定性,能够准确地区分出男女声音。这一设计为智能家居、智能安防、语音识别等领域提供了新的解决方案,具有广泛的应用前景和实际价值。

[PLC] 基于西门子PLC的机械手控制系统设计

随着人工智能技术在工业领域的应用,机械手已成为工业生产的重要组成部分。搬运机械手作为装机数量最多的机械手,主要用于各固定位置之间物品移动和搬运。搬运

[物联网] 基于STM32单片机小车循迹避障跟随行驶系统设计与实现

随着科学的不断进步,人们对生活质量的要求也越来越高,进而市面上出现了很多智能产品,它们的 出现是必然的,智能产品的出现,很大程度上提高了人们的生活以及工作效率。此次设计采用超声波收发和 避障为设计基础并采用 STM32 单片机为内核芯片来对小车进行控制,小车系统由四个轮子的步进电动机组成。 并借助超声传送机的功能,顺利地将对应的超声讯号传送出去。另外,在小车中还安装了接收器,它将会顺 利地接收到来自发射器所发送的超声波信号,并通过声速、传递时间以及超声波接收器之间的距离,以超声 波探测为依据,可以通过超声波在空气中传播时碰见障碍物反射回来的时间计算出与障碍物的距离,实现转 弯、直行,因此,使得自动跟随小车可以 360 度转弯跟随。在本文中,先是简单地对目前主要的自动跟着方 案进行了描述,并进行了优劣的比较和分析。在此基础上,本文还对本设计所使用的超声定位跟着方案进行 了详细的描述,并将该方案的软硬件进行了设计。它由一个传感模组、一个无线模组、电机模块,循迹模块, 电源模块等,并对超声波定位识别算法,小车的控制算法进行了调试改进。最后,介绍小车的测试结果,分 析自动跟随小车的整体性能。结果表明,本课题采用的超声波识别定位方案可以高效、准确的得到目标的相 对位置并实现近距离跟随。

[单片机] 基于单片机蔬菜大棚智能监控系统的设计

在科学技术发展的当今现代社会里面,我们越来越依赖于智能机械的应用,农作物作为人生存的基本需要,更加应该加以发展利用,因此智能温室大棚就此而生。它能使蔬菜更好的在一个有利于他生长的环境里面生长。将单片机运用于蔬菜大棚的温度湿度等的一个采集。本设计通过以STC89C52RC单片机为核心单元,DHT11温湿度传感器为测量工具,收集并储存记录这些记录是否能够引发机器的报警系统。此设计可以有效并且直观的利用对农作物温度湿度等各种数据的记录收集来对应的做出相关的对应策略,不仅仅克服了传统人工的做出反应慢,效果差,效率低,不确定性的不足,还是对于人类科技进化的一个重要的标志型的代表。

[物联网] 基于Arduino的智能道闸设计

智能道闸通过手机客户端可进行控制和缴纳费用,这一系统工程是确保收费问题得到妥善解决的重要保障。目前国内各大城市均已建成了较为完善的智能化道闸设施体系,但仍存在不少不足。在全光网的支持下,智能道闸系统以智能化为核心,实现了简单高效的收费服务。目前国内各大城市纷纷开始建设和完善智能化道闸系统,并取得了显着成效。本文以智能道闸系统为研究对象,并进行了总体结构设计,硬件选型和软件调试。智能闸道系统硬件包括Arduino开发板、HX711称重模块和红外遥控系统。 Arduino开发板控制整个电路的运行,通过HX711称重模块精准测量车辆重量,并将数据传输到开发板上。编程计算应付金额,传输到显示屏上展示,用户支付后红外遥控系统启动电机模块,打开道闸。 Arduino开发板记录并显示车辆实际重量与应付金额,并启动报警系统,蜂鸣器发出警告声,LED灯闪烁红灯。

[PLC] 基于西门子S7-1200PLC制药装置的设计博途组态

聚丙烯酰胺,其简称为PAM,其分子结构是含有丙烯酰胺的高分子材料。PAM是一种功能型高分子,具有良好的热稳定性和化学稳定性等特性,因此被广泛应用于各种领域中,如农业、环境保护、石油开采、纺织等。PAM的合成方法有多种,例如自由基聚合法、阴离子聚合法、阳离子聚合法和辐射聚合法等,不同的合成方法可以,适用于不同的应用场。 制药装置自动化控制技术可以实现自动上料、自动下料、集中混合搅拌等功能,通过自动化技术代替人工混合搅拌繁等琐工况,可节省大量的人力资源。 本设计采用西门子博途全集成系统,将PLC的编程和上位组态一体化,通过强大的组态功能,进行监控界面设计和动态变量链接,实现了系统的上位监控,提高了控制系统可视性和远程的可控性。设计在博途平台上实现了PLC程序的仿真调试,通过博途的虚拟1200 PLC,实现了上位监控和下位PLC的联调。调试结果表明,该系统的设计符合预期要求,验证了系统设计的正确性和可行性。

[单片机] 基于AT89C52的智能循迹避障遥控小车系统的设计

技术和各产业的发展极大地推动了智能小车的发展。如今,智能小车可以解决目前人们在生产、生活和研究方面无法解决的一些问题。在上一个世纪,人们发明一种新型小车叫做遥控智能小车。它在各领域作战中有着广泛的应用。 本课题主要是基于 AT89C52单片机的智能遥控小车。红外遥控、前后启动、停止,可独立寻找黑线,并根据黑线的方向实现快速稳定的线跟踪驱动;能测距避障,行驶中能检测前后障碍物的距离,避免与障碍物接触;驾驶时可记录并有LED警告和声音信号。小车系统采用AT89S52单片机作为系统控制处理器。使用红外传感器技术来控制小车的方向。此外,所有控制软件的设计和编程,以及程序调试和最终的软硬件集成已经完成,实现了此物件的预期功能。

[物联网] 基于OneNet云平台物联网云平台的智能家居环境监测系统

在国内经济飞速发展的背景下,人民生活水平愈发提高,家居环境的适宜与否成了人们的重要需求。为了优化家居环境舒适度以及帮助用户随时随地掌握家居环境的状态,本文旨在设计一款基于物联网云平台的智能家居环境监测系统,硬件部分由树莓派、SHT31模块、MQ-2模块以及OLED组成。其中SHT31模块用于获取环境中的温湿度信息、MQ-2传感器用于监测烟雾浓度,OLED是一个用于显示传感器监测数据和系统信息的便携式、高效率的显示器,用于方便用户观察环境监测数据和系统运行状态,以树莓派作为设备网关接入OneNet云平台,将获取到的数据传至OneNet云平台。为方便用户获取家居环境数据,终端层采用安卓系统,具有欢迎界面、登录界面、注册界面、参数设置界面以及数据展示界面。用户只需登录APP完成参数设置,就可实现对家居环境状态的查看和管理。在本系统能够为人们提供智能化、个性化、精准化的家居环境管理服务,有效降低生活与健康风险,提高生活质量,同时为节省能源、减少污染等方面做出积极贡献,为可持续发展做出实质性贡献。

[PLC] 基于PLC的居民供暖系统设计

供暖系统采用人工制热技术对室内空气进行升温,以确保室内环境始终保持在人类活动所需的温度范围内。供暖系统作为建筑内必不可少的一部分,它对室内环境质量有着直接影响。供暖系统的构成要素包括热源供应、热循环系统运作以及用户温度设定,这三个要素相互协作,共同构成了整个供暖系统。供暖系统作为一种特殊的建筑结构形式,其对建筑物内部各部分设备的要求较高,所以对于供暖方式与质量有着很严格的标准。随着自动化技术的日益成熟和工业自动化的广泛应用,供暖系统一直是自动化控制技术中最具代表性的产物之一,特别是在我国北方,由于寒冷气候的影响,大多数公共场合和居民家庭都配备了一套供暖系统,因此供暖系统的控制和管理成为衡量一个城市现代化水平的重要指标。 本次设计采用了西门子S7-1500作为核心控制器,运用PID温控控制手段对居民供暖系统进行室温调节,实现了PLC控制下的高效供暖。为了实现对家庭供暖过程中的温度控制,本系统采用了变频调速技术对房间的环境温度和相对湿度进行实时处理。利用可编程控制器PLC、变频器、温度湿度以及氧气含量传感器等多种元件进行串口集成控制,实现了对老旧供暖系统的硬件和软件相互融合的升级改造。该系统能够有效地提高供暖效率,降低能源消耗,减少污染排放,为人们提供舒适的生活环境。该系统能够自动调节温度和湿度,以满足用户的需求。由于室内供暖温控采用内循环,以避免室内二氧化碳温度过高,因此需要定期进行外循环供氧。为了保证室内空气质量,还设置有紫外线杀菌装置。利用变频器的变频调速技术,可以实现对供暖管路进行快速供暖,而这种快速供暖方式需要根据用户设定的温差范围进行精准的调速控制。利用温度湿度传感器来检测室内空气中的湿度并将数据传给控制系统,当室内环境达到设定值时停止供暖。为了提升整个供暖室系统的智能化水平,我们采用了HMI上位机进行实时检测反馈,该上位机不仅能够对温度、湿度、氧含量进行曲线机构的可视化展示,还能够通过远程控制整个系统。该设计在保证安全性的前提下降低了能耗,达到节能减排的目的,而且还具有较好的人机界面。通过对老旧的暖气系统进行升级改造,可以显著提升供暖效率,同时结合HMI上位机和PLC的通信,使得整个系统的操控性更加灵活,同时也为后续的维护管理提供了便利。

[PLC] 基于PLC的原煤处理系统研究与设计

目前,在矿井工作过程中,重要的环节就是原煤运输的合理化和洗选过程的效果,而系统设备运行的智能化、稳定性、功耗等因素是制约原煤处理系统运转效率的几大要素。因此,研究原煤处理系统的智能控制具有重大意义。一方面有利于改善当前矿井生产、原煤运输破碎降温除尘的工作状况,节约大量的人力物力,提升工作运转效率;另一方面,保障了工作人员、管理人员的安全。 通过分析国内外原煤处理系统的研究现状得出了主要研究内容和此时需要亟待解决的难点,并制定了合理的研究方案和研究方法。本文首先介绍了原煤以及生产工艺流程,并对原煤处理系统进行了总体设计,重点介绍了系统中各个部分的基本信息。然后通过器件的合理选用原则对控制系统的器件进行选型,选取了适配于原煤处理系统的PLC可编程控制器、传感器、传送带、电机等设备;同时对开发软件进行了选型。接着对选取的设备进行系统硬件电路设计,对PLC进行合理的输入输出口分配,并布置PLC设备接线。本设计还通过设定科学的运行控制方案绘制了软件流程图,同时完成了梯形图编程设计。除此之外本设计进行了MCGS组态仿真开发,设计了原煤处理系统组态画面。最后通过将组态仿真与PLC程序进行联动调试,系统的运行状况得以直观展示。

[单片机] 基于 STM32单片机仓储环境智能监控系统设计

本次设计的目标是要实现一个能够对温度、湿度、有害气体以及非法侵入进行有效监测的仓库环境智能监控系统,具体包含了主控制器模块、屏幕显示模块、报警驱动模块以及按钮控制模块;温湿度传感器模块,烟雾传感器模块等.项目所要开发的仓库环境智能监测系统,既可以保障仓库物资的储存,又可以保障人员的生命安全。本系统以STM32F103C8T6为核心,利用多个传感器对仓库进行数据处理,从而达到对仓库环境进行实时监测与管理的目的。通过LCD1602液晶屏显示温度湿度和烟雾浓度的具体参数,从而实现对仓储环境参数的监控和实时调整,超出阈值就报警。

[PLC] 基于 S7-1200 分别控制两台电机单按钮 Y-△启动装置的设计与实现

本文旨在介绍基于 S7-1200 PLC 控制器,实现两台电机单按钮 Y-△启动的设置与实现方法。首 先根据课题绘制电气工程图,接着做电器选型,再接着做 PLC 程序,再接着做电器柜的设计。在程序实现 方面,通过使用 S7-1200 的输入模块和输出模块,我们可以实现对电机额定电流和电压等参数的实时监测 和控制。在程序代码中,我们通过线圈,来达到启动/停止平稳转变的效果,并保证了两台电机启动时序的 同步性与协调性。同时,在硬件连接方面,采用双控按钮的方式对两台电机进行了控制。当任意一个控制 按钮按下时,PLC 将自动检测电机运行状态,并按照 Y-△启动的方式启动电机,从而实现了两台电机单按 钮启停。

[PLC] 基于 PLC 的锅炉自动化监控系统的研究与MCGS组态设计

随着我国乃至全球环境问题的日益突出,特别是雾靈造成气候严重恶化,我 国现急需解决燃料燃烧对大气环境带来的恶劣影响。燃气锅炉燃烧所产生排放物对大 气污染很小,传统燃煤锅炉正逐步被燃气锅炉所取代。本文针对供暖系统所用燃气热 水锅炉做出系统设计,实现对燃气锅炉的运行过程合理、安全且高效的监测控制,提 高燃气锅炉监控系统的自动化水平,本课题旨在基于 PLC 控制的基础上结合组态软 件 MCGS,针对二段火多模式运行燃气热水锅炉控制系统的设计为具体内容,开发设计 适应于现场实际的锅炉自动化监控系统,主要内容如下: (1)结合热水锅炉工作基本原理制定控制任务,控制系统方案总体设计。 (2)实时采集锅炉内部的出水温度,回水温度和排烟温度等信息,根据控制系统任 务的需求作出相应的硬件选型。 (3)选用 STEP 7 V4.0 编写 PLC 控制程序,同时选用 MCGS 嵌入版设计触摸屏程 序,完成软件设计并进行了系统调试。

[单片机] 基于 MSP430 的坡道小车设计

当今世界,自动化智能化的设备已经成为发展趋势。智能小车作为当今时代最有研究意义的项 目之一,广泛应用于航空航天,工业控制,快递物流等各个领域,现已经成为科研学术界和各个高新技术 产业的重点研究方向之一。本项目研究的课题是智能小车的一个分支,是基于 MSP430 单片机的坡道小车 设计,要求小车可以独立运行,可以根据要求沿着不同角度的坡道循迹行驶,在指定位置转弯后继续行驶, 并且在指定位置停车并且,发出声音提示。小车通过该坡道的时间可以在 10 秒到 20 秒之间设定,循迹行 驶的过程中应保持匀速。主要内容包括硬件的设计与选用,软件的设计分析,以及测试结果的分析,是针 对智能小车的一次探索性研究。

[单片机] 基于51单片机大棚温度湿度自动控制器的设计

温度湿度控制技术早已在社会研究中广受关注。在工农业生产过程中应用颇多,在其生产过程中温湿 数据的把控尤为重要。在生产中温度和湿度不在以个体形式显示,一个细小误差就会使生产造成严重损失, 在小的数据都要走系统方面考虑。广泛应用于实验室,温室大棚,储存仓等诸多领域。随着农村现代城市化步 伐的日益加速及发展,农作物需求变化越来越的大,温湿型种植管理技术已给广大人们家庭带来了极为丰富 优质的粮食瓜果蔬菜和鲜花蔬菜等,温湿管理控制措施对家庭大棚作物种植而言尤为之重要,温湿度上的严 重偏差可能会大大影响大棚作物品质甚至可能会因致死而影响收入。随着物联网的发展,智能可以大大缩减 人工成本,同时也保障作物质量和提高作物产量,满足人们的需求,为从事者提供方便及利益。此次通过使用 单片机、LCD 显示屏模块、温湿度传感器、断电器,达到检测控制温湿度的目的。温湿传感器对环境中的温 湿度进行实时检测采集,将采集到的数据发送给单片机处理,最后在显示屏上准确显示。

[单片机] 基于STM32单片机的立体车库控制系统设计

随着中国社会经济的不断提升以及汽车行业的快速发展,有私家车的家庭越来越多,但与此相对应 的是停车位置的尴尬短缺。对于传统停车场占地面积广、容量小、停车难、缴费慢,泊车者进入停车场后 无法迅速的找到停车位。为增强停车需求,改造传统停车场为立体停车,对解决停车位短缺有显著效果, 不仅节省了面积,而且还更方便。立体车库的研究成果在一些大城市已经进入应用阶段,但它也仍存在着 问题,比如安全问题和使用率的问题,以及维护成本高,构造复杂,造价高等都是需要解决的问题。 本课题设计是以一款 stm32 单片机为基础的立体车库控制系统,主要的研究是 3*2 的升降横移式立体 车库的设计,简洁有效的标识与控制,方便用户使用。

[PLC] 基于 PLC 的猪舍环境监控系统设计

猪舍环境质量对猪只的生长发育、繁殖能力以及猪肉品质具有重大意义。畜牧业的生 产实际以及相关的研究证实了猪只的生长、繁殖以及饲养效率均深受猪舍环境的影响,因此 设计一款猪舍环境监控系统是很有必要的。猪舍养殖环境中对猪生长影响较大的参数主要包 括温度、湿度、二氧化碳浓度、氨气浓度等,因此本设计主要选取以上四种环境参数对猪舍 进行监控。设计前期完成了对猪舍环境监控系统的结构设计,对整个系统的工艺要求和控制 流程进行详细划分。然后根据系统的功能要求,完成硬件选型,制定出 I/O 分配表,绘制出 PLC 的控制电路图以及系统的主电路。接着采用了博图 V16 进行梯形图 LAD 的编写,程序设 计完成后结合控制流程采用西门子 SIM 仿真器进行逐一验证调试。最后对 HMI 人机交互界面 进行人性化的设计并完成与 PLC 的通讯,采用 PN 以太网通信并完成程序和 HMI 的联机仿真 调试。本设计采用了西门子 S7-1500 可编程控制器进行集成控制,并结合人机交互界面 HMI 进行监控反馈,实现了模拟量参数读取,以及对各项参数超标或者较低情况下的报警处理功 能,在报警后通过 PLC 控制执行器自动调节猪舍内环境参数。并且 HMI 人机交互界面可以实 现以太网通讯采用PC端实时链接,在监控管理室即可完成对整个猪舍环境监控的协调管理。 整个猪舍环境监控采用了 PLC 集成控制,功能方面更加灵活可靠,监控各项参数的可视化程 度更高,并采用 PLC 集成控制调控环境,整个系统具备了高效、节能、可视化、智能等特点。

[单片机] 基于单片机一种无线幻灯片控制器设计

幻灯片作为一种日常办公设备,因其易于显示而倍受青睐。传统的投影设备主要是通过有线控制,使用者只能通过鼠标来进行显示,而这种操作只能用于小型教室、办公室等场景,而对于某些大型的应用场景,则会产生一定的限制,从而影响到演示的效果。在教学和产品演示中, PPT和投影设备可以达到良好的演示效果。为了解决操作者在电脑面前不停地用鼠标来播放幻灯片的缺点,本论文提出一种结构简单、价格便宜、性能稳定的 PPT翻页控制器,它能够远程控制 PPT的播放。而红外线运用于通讯的主要原因是,它的电路结构简单,容易实现,在某些需要进行数据交换的地方,如果数据量不大,实时性也不高的时候,通过红外通讯,可以达到较低的故障率和高速率的信息传送。该方案利用单片机构成了红外发送和译码的电路,通过 USB接口PDIUSBD12来完成 USB器件的计数和数据传送,并通过 USB总线与 PC进行通讯,从而实现 PPT的翻页和热插拔。此控制器可以极大地提高 PPT演讲者和听众之间的沟通能力。针对传统的幻灯片控制器,利用无线装置连接使用者和播放机之间的距离,实现远程操作,与传统的幻灯片控制器相比,本设计的幻灯片显示效果更佳。

[PLC] 基于西门子S7-1500PLC TIA Portal 的水箱进给 PID 控制系统设计

随着近年来控制技术的发展和电子与机械相结合,PLC 作为一种以输入输出数字信号 和模拟信号,通过电脑程序控制机械运作微处理器数字运算控制器也越来越受到重视。本毕 业设计为基于 TIA Portal 的水箱控制系统优化设计。本设计着眼于可以将 PLC-1500 与 PID 控制相结合的 TIA 软件,通过 TIA 软件可以较好地同时进行程序的编写与仿真,具有及时性 和可控性。通过 PLC 的设计优化,控制水泵的运行起止,从而可以控制水箱的液位与温度。 本设计包括了 PLC 程序以及控制面板程序,可以通过控制面板以控制 PLC 程序的运行,即控 制水泵的运行。但是如果仅仅依靠 PLC 程序控制依旧会遇到反馈慢,收到了反馈无法及时自 动调节等问题。为了可以更好的精确控制机械的运行,本设计同时采用了 PID 控制,大大将 强了反馈的强度。因为温度与液位的变化是两个至关重要的变量,故采用了闭环控制而非开 环控制。经过反复的测试,本设计可以满足利用温度和液位控制水泵进行一系列有预案的运 行。

[matlab仿真] 基于simulink无线电能传输系统高频逆变器的效率优化设计

磁耦合谐振式无线输电系统是一种被广泛应用的无线电能传输技术,具有传输效率高、传输距离中等的优点。高频逆变器是系统的重要组成部分,但随着脉冲频率的提高,功率器件开关管损耗导致的传输效率变低、开关管器件产生不可修复性损耗等问题成为了阻碍高频逆变器发展的重要原因。本设计在此系统背景下,以优化系统中高频逆变器的效率为目标,完成本设计以下工作。 首先,阐释了磁耦合谐振式无线输电系统的结构和工作原理,指出逆变环节在系统的重要作用;其次,通过对比不同逆变电路拓扑结构和开关管性能,选择IRFP450型号MOSFET单相全桥串联型逆变器结构;然后,为了降低开关管损耗,在开关管两侧并联谐振极电容,配置好合理的参数,实现了逆变器的零电压开通和关断的软开关;同时,从电路本身出发,分析了高频逆变器的开关管过电流和过电压的原因,给出了合理的高频逆变保护电路。最后,在Simlink中对建立的单相全桥高频逆变电路模型进行了仿真。仿真结果表明,本设计中涉及的高频逆变器软开控制技术,在一定程度上降低了开关管损耗,提升了逆变器的转换效率。