STM32温控风扇系统：物联网改造与PID控制实践

1. 项目概述：当传统风扇遇上物联网

去年夏天帮学弟调试这个毕设项目时，我深刻体会到传统家电智能化改造的乐趣。这个基于STM32的WiFi温控风扇系统，本质上是通过嵌入式技术给普通风扇装上"大脑"和"神经"。系统会实时监测环境温度，根据设定阈值自动调节风速，还能通过手机APP远程控制——这简直就是宿舍神器。

核心硬件架构很简单：STM32F103C8T6最小系统板作为主控，搭配DHT11温湿度传感器、ESP8266 WiFi模块、继电器和普通台式风扇。但实现起来涉及嵌入式开发、无线通信、PID控制等多个技术领域的融合。下面我就从硬件选型到软件调试，把整个开发过程中的关键点梳理一遍。

2. 硬件设计与核心器件选型

2.1 主控芯片：为什么选择STM32F103C8T6

作为性价比最高的Cortex-M3内核芯片，STM32F103C8T6拥有72MHz主频、64KB Flash和20KB RAM，完全满足本项目的需求。实测在运行FreeRTOS实时系统、处理传感器数据的同时，还能保持稳定的PWM输出控制风扇转速。相比Arduino，STM32的优势在于：

• 更丰富的外设接口（5个USART、2个SPI、2个I2C）
• 硬件PWM生成能力（高级定时器TIM1支持6路PWM）
• 更低的功耗（运行模式约36mA）

注意：购买时认准"正点原子"或"野火"开发板，市面上有些廉价板子的晶振精度不达标会导致串口通信异常。

2.2 无线模块：ESP8266的三种工作模式

ESP8266-01S模块虽然只有8个引脚，但支持STA/AP/STA+AP三种工作模式：

1. STA模式：连接现有路由器（适合家庭使用）
2. AP模式：自建热点（适合无路由器的临时场景）
3. 混合模式：同时作为客户端和热点（调试时最方便）

实际测试发现，在STA模式下模块平均功耗约70mA，传输距离在室内可达30米。关键配置代码如下（AT指令模式）：

c复制AT+CWMODE=1  // 设置为STA模式
AT+CWJAP="SSID","password"  // 连接WiFi
AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.100",8080  // 建立TCP连接

2.3 传感器选型对比：DH