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编号：

T3972310M

设计简介：

本设计是基于stm32的地铁智能站牌系统的设计与实现，主要实现以下功能：

通过温湿度传感器检测列车温湿度
通过雨水传感器检测是否是下雨天
通过两个红外传感器检测拥挤度，可以设置阈值，超过阈值进行报警
通过语音提醒乘客候车以及上下车安全，可以语音播报：当前站为一号站，下一站开往二号站，终点站为五号站（通过时间来判断是否到站）
通过oled显示屏显示列车到站时间，列车时刻表，温湿度，拥挤度
通过按键设置时间，阈值
通过WiFi连接手机（阿里云）进行监控

电源： 5V
传感器：温湿度传感器（DHT11）、雨水传感器（Raindrops module），红外传感器（TCRT5000）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：蜂鸣器，时钟模块（DS1302）
人机交互：独立按键，语音模块（SU-03T），WiFi模块（ESP8266）

标签：STM32、OLED12864、DHT11、Raindrops module、TCRT5000、DS1302、SU-03T、ESP8266

题目扩展：基于stm32的公交到站系统的设计与实现、基于物联网的汽车智能站牌系统的设计、基于单片机的地铁到站牌系统的设计

基于stm32的地铁智能站牌系统的设计与实现可以分为三个主要部分：中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述：

中控部分概述：

中控部分是地铁智能站牌系统的核心，由STM32单片机担任。它如同整个系统的“大脑”，负责接收来自输入部分的各类数据，包括时间、地铁人数、天气状况、温湿度值、用户操作指令以及供电状态等。在接收到这些数据后，STM32单片机进行内部处理，如数据校验、逻辑判断、算法运算等，然后根据处理结果向输出部分发出控制指令，以实现信息的显示、上传、语音播报及报警提示等功能。

输入部分概述：

1. 时钟模块：提供准确的时间信息，确保系统能够按时更新站点时间表、进行定时播报等。
2. 红外传感器：通过检测地铁车厢内外的人数，判断拥挤状态，为系统提供客流数据。
3. 雨滴检测模块：实时监测天气状况，判断是否有雨，为乘客提供出行参考。
4. 温湿度检测模块：测量地铁车厢内的温湿度值，确保乘客在舒适的环境中乘车。
5. 独立按键：作为人机交互的接口，用户可以通过按键切换界面、修改时间、设置定时时间等。
6. 供电电路：为整个系统提供稳定的电源，确保系统能够正常工作。

输出部分概述：

1. OLED显示屏：直观显示时间、拥挤状态、站台时间表、温湿度、天气状况及设置时间等信息，为乘客提供全面的出行信息。
2. WIFI模块：将站点信息上传至云平台，实现远程监控与数据分析，为地铁运营方提供数据支持。
3. 语音模块：根据系统指令，进行语音播报，提示用户站点信息，增强乘客的出行体验。
4. 蜂鸣器：当拥挤人数超过设定阈值（如24人）时，发出报警提示，提醒乘客注意乘车安全。

实物调试

5.1 电路焊接总图

首先在AD中根据各个模块画出原理图，然后导出PCB进行连线，最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程，第一部分是电源模块，将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入Type-C电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排母焊接好后，将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机最小系统板，因为最小系统板已经引出了程序烧录接口和自带复位电路，所以只要焊接两个排母将单片机最小系统板插入排母。第四部分是语音识别模块，本次设计用了一个转接板，只要焊接一个4Pin的排母，就可以连接语音识别模块。第五部分是俩个红外模块，焊接一个3Pin的排母插入。第六部分是DS1302时钟芯片。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器。第九部分是烟温湿度传感器。第十部分是雨水传感器。下图5-1为焊接完的整体实物图：

图5-1电路焊接总图

5.2 设置时间图

如图5-2所示，我们按下按键S1进入设置时间模式，按下按键S2时间加一，按下按键S3时间减一。

图5-2设置时间图

5.3 地铁拥挤实物测试

如图5-4所示，下图为上电后，我们触发红外模块，然后触发一次表示有一个人，当我们到了拥挤人数24时，蜂鸣器报警。

图5-4 地铁拥挤实物图

5.2 WiFi模块联网

先把它需要连接网络（注意是2.4G频段的网络）的名称改成大写的英文字母“WIFI”，密码设置为“123456789”,如果是用手机开热点的话，在给电路板通电之前，手机最好处于开热点的界面，特别是苹果手机。一切准备好之后，给电路板通电，WiFi模块上面的蓝色指示灯会闪，说明正在进行联网，在联网过程中OLED显示屏不显示，联上网之后，OLED显示屏开始显示，程序开始运行。如图5-2所示，

图5-2配网图

5.4 列车到站实物测试

如图5-6所示，我们设置了五个站点，每个站点间隔一分钟，可以同时设置加减时间，我们设置好想要的时间，当时间到第一个站点时，会播报“列车即将到达一号站”。同理其他站台播报也差不多。

图5-6列车到站实物图

仿真调试

6.1仿真总体设计

仿真设计总体包括32单片机芯片、OLED显示屏、三个按键、、时钟模块、蜂鸣器、模拟雨水模块的电位器和模拟出口入口的开关、语音识别模块的串口虚拟终端。

图6-1 仿真设计总图

6.2检测数据仿真测试

如图6-2所示，下图为上电后，此时显示屏显示测得的温湿度值，站点信息，站点人数，是否下雨情况。

图6-2测得信息检测仿真图

6.3 设置时间仿真测试

如图6-3所示，我们按下按键1进入设置时间模式，按下按键2时间加一，按下按键3时间减一。

图6-3设置温度阈值仿真图

6.4 列车到站测试

如图6-4所示，我们设置了五个站点，每个站点间隔一分钟，可以同时设置加减时间，我们设置好想要的时间，当时间到第一个站点时，会播报“列车即将到达一号站”。同理其他站台播报也差不多。

图6-5列车到站图

设计说明书部分资料如下

设计摘要：

本文介绍了一种基于STM32单片机的地铁智能站牌系统的设计与实现。该系统以STM32为核心控制器，结合多种传感器和模块，实现了对地铁站台的智能化管理。系统主要分为中控部分、输入部分和输出部分。

中控部分采用STM32单片机，负责获取输入部分的数据并进行处理，进而控制输出部分。输入部分包括时钟模块、红外传感器、雨滴检测模块、温湿度检测模块、独立按键和供电电路。时钟模块用于获取当前时间，红外传感器用于检测地铁站台的人数，雨滴检测模块用于判断是否有雨，温湿度检测模块用于监测当前环境的温湿度值，独立按键用于切换界面和设置时间，供电电路则为整个系统提供电力支持。

输出部分包括OLED显示屏、WIFI模块、语音模块和蜂鸣器。OLED显示屏用于显示时间、拥挤状态、站台时间表、温湿度、是否有雨和设置时间等信息；WIFI模块将站点信息上传至云平台进行实时监测；语音模块用于向用户播报站点信息；蜂鸣器则在拥挤人数超过24人时发出提示。

该系统通过集成多种传感器和模块，实现了对地铁站台的智能化管理，提高了站台的运行效率和乘客的出行体验。

关键词: STM32单片机，地铁智能站牌，传感器，OLED显示屏，WIFI模块，语音模块，蜂鸣器

字数：10000+

目录：

摘　要

ABSTRACT

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2　系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.3 显示模块

3.5 ESP8266-WIFI模块

3.6 SU-03T语音识别模块

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键功能图

4.4 显示函数流程设计

4.5 处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 设置时间图

5.3 地铁拥挤实物测试

5.2 WiFi模块联网

5.4 列车到站实物测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2检测数据仿真测试

6.3 设置时间仿真测试

6.4 列车到站测试

结  论

参考文献

致  谢