STM32智能风扇系统：基于PIR传感器的动态送风方案

1. 项目背景与核心价值

去年夏天实验室里发生了一件有趣的事：我们团队正在调试一块STM32开发板，突然发现所有人的笔记本散热风扇都在不同转速下疯狂运转。这个偶然现象让我意识到——传统风扇要么固定转速，要么简单分档调节，完全忽视了"人在哪风往哪吹"这个最本质的需求。于是我们决定开发一套能自动识别人群分布并智能调节的散热系统。

这个项目的核心创新点在于将常见的PIR人体红外传感器与STM32的计算能力相结合，通过多传感器数据融合算法，实现对人体位置的动态追踪和风量精准控制。与市面上动辄上千元的"智能风扇"相比，我们的方案硬件成本控制在200元以内，却实现了更符合真实使用场景的主动送风策略。

2. 系统架构设计

2.1 硬件组成框图

整个系统采用模块化设计，主要包含以下核心部件：

• STM32F103C8T6最小系统板（72MHz主频，足够处理传感器数据）
• 4路HC-SR501 PIR传感器（120°探测角度，有效距离7米）
• L298N电机驱动模块（驱动12V直流风扇）
• 5V/12V双路电源系统
• 1602 LCD显示屏（实时显示工作状态）

关键选型说明：STM32F103系列虽然性能不是最强，但其丰富的外设接口和适中的价格，特别适合这种多传感器控制场景。实测显示，处理4路PIR数据加PID调速算法，CPU占用率仅约35%。

2.2 软件流程图解析

主程序采用状态机设计模式，核心流程包括：

1. 传感器数据采集阶段（每100ms轮询一次）
2. 人员定位算法处理（三角定位法）
3. 风速需求计算模块
4. PWM输出控制
5. 系统状态显示更新

c复制// 伪代码示例
while(1) {
    Read_PIR_Sensors();  // 读取4路红外数据
    Position_Calculate(); // 计算人员坐标
    Fan_Speed_Algorithm(); // 生成调速指令
    PWM_Output();        // 驱动电机
    LCD_Refresh();       // 更新界面
    HAL_Delay(100);      // 控制循环周期
}

3. 核心算法实现

3.1 基于加权质心法的定位算法

传统方案直接