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小智AI机器人开发系列项目之(2)小智AI智能风扇控制系统-基于STM32F103+ESP32-S3开发板(附教程/源码)

如今,对话机器人、智能小设备早已随处可见。刷到那些能语音交互、能联动家电的小玩意时,普通人可能会感叹智能生活带来的便利,而科班出身的小伙伴们,却会萌生一个更具体的念头——要是自己能动手做一个,该多好。无论是作为DIY爱好,还是毕业设计或简历作品,这样的项目都很出彩。像我们一个物联网专业的学员所说,他想亲手用小智AI为奶奶制作一个能语音打电话、问时间、问天气的对话机器人。

那么,要做出这样一个“小智AI机器人”产品,该从哪里入手呢?毕竟市面上成品的小智AI陪聊机器人用起来轻巧方便,可一旦真要开发,从零搭建AI交互框架、调试硬件联动逻辑,光理清技术链路就很容易让人犯难,更不用说兼顾实用性和创新点了。

其实完全不必被“开发智能机器人”这个想法吓住,关键是要找到循序渐进的实战路径。为此,我们专门研发了一款小智AI组合套件,主要面向有志于开发小智AI机器人的伙伴。它不仅是一套硬件,还配备了从入门到实战的完整学习路线及丰富学习资料。尤其是套件资料里包括20个项目实战案例,覆盖不同需求。其中小智AI方向的项目包括13个趣味对话场景的AI入门项目、2个小智AI典型项目、1个小智AI桌宠机器狗,以及1个小智AI智能车。不仅适合想要开发小智AI机器人的学习者,也非常适合单片机与物联网初学者(从入门到项目实战),同时可用于毕业设计、竞赛、教学等多种场景。

作为小智AI机器人的核心,语音对话功能必不可少。很多人好奇,实用的语音对话究竟如何实现?其实核心逻辑并不复杂,无需从头搭建复杂模型,而是借助小智AI服务器——这种将复杂AI技术轻量化落地的方式,就能轻松实现。我们提供的2个小智AI典型项目(小智AI智能灯与智能风扇)配有详细讲解,可以帮助你在实战中掌握这一关键能力。

今天这篇文章,主要就介绍其中一个小智AI项目——智能风扇项目。这个项目既能帮你夯实“语音交互 + 硬件控制”的核心能力,也可以作为亮点模块融入毕业设计或机器人项目,性价比非常高。

小智AI对话机器人系列之AI智能风扇项目

01 项目应用场景

智能家居多控风类产品

场景化智能家电调节系统

多模态交互家电控制方案

家庭/办公便捷降温设备

老人儿童友好型智能家电

02 项目功能

本项目构建了 “AI 语音 + 红外遥控” 的多模态智能风扇控制系统,同时实现场景化智能适配与双芯协同控制,兼顾便捷性与可靠性。用户可通过自然语言指令(如 “开启睡眠模式”“调大风扇风速”)作为主要交互方式,红外遥控作为补充,一键完成风扇启停、风速调节等核心操作,即使在无网络场景下也能正常使用基础功能;

支持语音或遥控一键触发,会根据不同场景自动调整风速大小,贴合用户使用需求;基于固定帧通信协议,ESP32-S3(AI 交互核心)与 STM32F1(硬件驱动核心)实现高效数据交互,ESP32-S3 解析指令后下发控制信号,STM32F1 精准执行动作并反馈状态,确保控制指令实时响应、准确执行,保障系统稳定运行。
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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)、DAP/STLINK-V2仿真器、2.8寸屏

扩展模块:可采用风扇模块+红外接收模块与遥控器,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)。
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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.双芯通信协议:采用 9 字节固定帧格式(帧头 0xAA + 命令地址 0x00 + 命令类型 + 数据域 + 校验和),校验和为前 8 字节累加和,确保指令传输可靠,支持启停、调速、正反转等核心指令;

2.风扇驱动技术:STM32 配置 TIM8 通道 1/2 为 PWM 模式,通过 PC6、PC7 引脚输出不同占空比信号,控制电机转速与转向,实现平稳调速;

3.多模态指令调度:红外遥控通过 TIM1 输入捕获中断解析按键码,优先响应;无红外活动时,处理 ESP32 下发的串口指令,避免控制冲突;

4.语音交互闭环:ESP32-S3 加载 “你好,小元” 唤醒词模型,实时监听麦克风输入,识别指令后构造协议帧下发,接收 STM32 应答后生成语音反馈(如 “风扇已调大”);

5.调速安全机制:风速调节设置最大 / 最小阈值,避免档位超出硬件承受范围,PWM 信号平滑过渡,防止电机卡顿或损坏。

05 涉及学习技术点

双核架构协同开发

串口通信协议设计

直流电机 PWM 驱动技术

红外遥控解码

语音交互开发

多指令调度逻辑

嵌入式软件模块化设计

06 项目实现原理

  1. 双芯通信原理(ESP32-S3 为主机,STM32 为从机)

通信角色分工:ESP32-S3(AI 端)作为主机,负责发起控制指令;STM32(控制端)作为从机,负责发送风扇控制数据,并响应主机查询。

通信帧结构:采用固定 9 字节帧格式,具体定义如下:
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校验机制:校验和=(帧头 + 命令地址 + 命令类型 + 数据域 0 + 数据域 1 + 数据域 2 + 数据域 3 + 数据域 4)& 0xFF,确保数据传输正确性(如查询帧校验和计算:0xAA+0x00+0x06+0x00+0x00+0x00+0x00+0x00=0xB1,校验和为 0xB1)。

  1. 语音交互原理

语音唤醒:ESP32-S3 加载 “你好,小元” 唤醒词模型,实时监听麦克风输入音频,通过语音识别算法匹配唤醒词,匹配成功后触发 “指令接收” 状态(屏幕提示 + 硬件指示灯亮)。

指令识别:指令接收窗口期内,ESP32-S3 采集用户语音指令,通过本地指令模型进行语义匹配,区分“开启风扇”“调大,调小” 等指令类型。

语音反馈:ESP32-S3 将风扇设置成功,通过语音合成库转换为音频信号,驱动扬声器播放,完成 “交互闭环”。

  1. 通信协议解析

采用 9 字节固定帧格式,支持以下核心指令,在此项目中,我们的命令类型固定为 0x18,主要通过更改数据域来进行协议发送:
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0af274af5e8f63149dbd6dd588149659
e4787ffad99dee46a060270d2501dcd1

07 项目实现步骤

完整的实验步骤目录如下图。
bf5eefeaa13b27253362ccf8a02645e4

后台私信备注:小智AI智能风扇项目,免费领取项目完整文档、源码。

08 硬件平台详细介绍

《小智AI智能风扇项目》硬件平台包括华清远见STM32F103&ESP32-S3 AIoT开发板、DAP/STLINK-V2仿真器、2.8寸屏、风扇模块、红外接收模块与遥控器。

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,这套架构大幅提升系统整体性能,同时扩展板载资源与外设接口,为更多AI及物联网应用拓展提供便利。配套的实战资源更是干货满满,专属小智AI系列项目覆盖不同学习需求:

13个AI入门项目全程搭载小智AI语音对话功能,新手能快速上手实操;

2个小智AI项目则聚焦核心,深度解析语音对话底层原理,帮你吃透技术本质;

3个LVGL物联网项目依托强大LVGL库,手把手教你实战嵌入式GUI开发,补齐界面交互能力;

还有小智AI桌宠机器狗与小智AI智能小车,双双集成小智AI语音识别+视觉识别双核心功能,带你解锁多模态交互的进阶玩法。
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09 小智AI视觉识别功能

除核心的语音交互功能外,小智AI同时具备完善的视觉交互能力,语音与视觉双模块协同,可大幅丰富智能设备的交互维度与应用场景。以下通过两段视频直观呈现相关功能:其一为智能对话相机功能演示,直观展现小智 AI 在视觉识别与语音交互结合场景下的实操效果;其二为小智 AI 图像识别全流程解析,清晰呈现从图像采集到结果输出的完整技术链路,助力大家透彻理解视觉功能底层逻辑,为后续项目实操筑牢基础。

智能对话相机功能
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小智AI图像识别全流程
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10 学习路线

作为小智AI语音/视觉实战的平台,我们提供了体系化的学习路线,可以从入门到项目实战。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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后台私信备注“AIoT开发板”,免费领取开发板教程/源码。

http://www.jsqmd.com/news/370066/

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