摘要：本文介绍了基于 STM32 的智慧行李箱。该行李箱通过超声波测距模块精确检测主人距离方位，L298N 电机驱动模块实现动力控制，蜂鸣器和警示灯组成报警装置，FSR402 压力传感器进行重力测量。硬件上分为多个模块，电路设计详细。软件方面，阐述了各模块算法原理和程序代码。
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STM32项目_3_基于 STM32 的智慧行李箱：智能出行新伴侣
- 一、项目概述
- 二、核心技术亮点
- （一）超声波测距模块
- （二）动力模块
- （三）报警装置
- （四）重力测量模块
- 三、硬件设计
- （一）模块划分
- （二）电路设计
- 四、软件实现
- （一）算法原理
- （二）程序代码
- 五、应用价值
- （一）提高出行便利性
- （二）增强安全性
- 六、项目代码下载地址
一、项目概述
这款智慧行李箱是一款融合了先进技术的创新产品，旨在为旅行者提供更加便捷、安全和智能化的出行体验。它基于 STM32 微控制器，通过一系列传感器和执行器，实现了自动跟随主人、重力测量和报警等功能。
二、核心技术亮点
（一）超声波测距模块
- 高精度测量：采用 HC-SR04 超声波测距模块，测量精度可达厘米级，能够准确检测主人与行李箱之间的距离和方位。
- 多传感器协同：通过两个超声波传感器相隔距离放置，结合数学模型计算主人方位，为行李箱的定向跟随提供了基础。
（二）动力模块
- 强大驱动能力：使用 L298N 电机驱动模块搭配直流减速电机，能够提供足够的动力，确保行李箱的稳定运行。
- 智能调速控制：通过改变 PWM 输出占空比，根据距离信息调整电机功率，实现了行李箱的匀速行驶和转向控制。
（三）报警装置
- 声光报警：由蜂鸣器和警示灯组成，当距离主人超过预设值或物体重量异常时，及时发出报警信号，提醒主人注意行李安全。
- 精准判断：根据超声波测距和重力测量数据，实现了对报警条件的精准判断，提高了报警的准确性和及时性。
（四）重力测量模块
- 高精度传感器：选用 FSR402 压力传感器，测量范围为 100g - 10kg，能够准确测量行李的重量。
- 有效受力面积扩大：通过塑料托盘与压力传感器薄膜区域固定在一起，扩大了有效受力面积，提高了重力测量的可靠性。
三、硬件设计
（一）模块划分
整个系统分为超声波测距模块、动力模块、报警装置、重力测量模块和供电装置五个部分，各模块之间协同工作，实现了行李箱的智能化功能。
（二）电路设计
- 超声波测距电路：详细介绍了超声波测距模块的电路连接方式，包括 TRIG 和 ECHO 端口的连接，以及如何通过测量 ECHO 信号的脉冲宽度来计算距离。
- 动力电路：给出了 L298N 电机驱动模块的电路原理图，包括电机的连接方式和 PWM 输出串口的选择，为实现电机调速提供了基础。
- 报警电路：展示了蜂鸣器和警示灯的电路连接方式，以及如何通过单片机控制引脚输出高低电平来实现报警功能。
- 重力测量电路：介绍了 FSR402 压力传感器与电压转换电路的连接方式，以及如何通过单片机的 AD 口读取压力对应的模拟量值。
四、软件实现
（一）算法原理
- 超声波测距算法：详细阐述了如何使用两个外部中断接口分别接两个 HC-SR04 的 TRIG 信号输入端，实现对距离的测量和计算。
- 角度计算算法：根据数学模型中的算法，介绍了如何将测定的距离带入公式，计算出主人的方位角度。
- 动力控制算法：说明了如何根据超声波测距模块的测量结果，调整 PWM 输出，实现电机的调速和转向控制。
（二）程序代码
提供了各个模块的程序代码，包括超声波测距模块、动力模块、报警装置和重力测量模块的程序实现。代码注释详细，易于理解，方便开发人员进行二次开发和优化。
五、应用价值
（一）提高出行便利性
- 自动跟随功能：行李箱能够自动跟随主人，减轻了旅行者的负担，让旅行更加轻松愉快。
- 智能管理行李：重力测量功能可以帮助旅行者更好地管理行李重量，避免超重带来的不便。
（二）增强安全性
- 报警提醒：当行李箱与主人距离过近或物体重量异常时，及时发出报警信号，防止行李丢失或损坏。
- 防误操作：通过智能控制，避免了旅行者在操作行李箱时可能出现的误操作，提高了使用安全性。
六、项目代码下载地址
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