智能洗衣顾问

📸 硬件实物照片

STM32F103C8T6 主控板

CH340 USB转串口

ST-LINK/V2 下载器

0.96寸 OLED 显示屏

MB-102 面包板

杜邦线 (公对母/母对母)

面包板跳线

面包板飞线

USB 公头/母头 (电源通路)

公对母杜邦线 (供电用)

📋 硬件模块详解

1. STM32F103C8T6 主控板

🧠 控制核心

ARM Cortex-M3 内核，72MHz 主频，64KB Flash / 20KB SRAM。负责接收串口命令、控制继电器通断、输出舵机 PWM 信号、驱动 OLED 显示状态。使用 Keil MDK 开发，ST-Link SWD 烧录。系统以 1Hz 频率通过串口上报 JSON 状态包。

2. CH340 USB 转串口模块

🔌 通信层

USB 转 TTL 串口芯片，连接 STM32 的 PA9(TX)/PA10(RX)，115200 bps 速率。配合浏览器 Web Serial API，无需安装驱动即可在 Chrome 中直接读写串口数据。同时提供 5V 电源给继电器和舵机供电。

3. ST-LINK/V2 下载调试器

💻 编程工具

SWD 接口（SWCLK/SWDIO/GND/3.3V）连接 STM32，Keil MDK 一键编译+下载。支持断点调试、变量查看。4 根杜邦线即可完成烧录。固件源码位于 E:\keli5\for-laundry\3-1stm\user\main.c。

4. 0.96寸 OLED 显示屏

📺 本地显示

SSD1306 驱动，128×64 分辨率，软件 I2C 接口（SCL/PB6，SDA/PB7）。实时显示洗涤阶段：清水预洗(Pre-Wash) → 投放洗衣粉(Adding Detergent) → 主洗(Main Wash) → 完成(Wash Done!)，倒计时精确到秒。

5. 继电器模块 (1路 5V 高电平触发)

⚡ 电源控制

STM32 PA8 输出高电平 → 光耦隔离 → 继电器吸合 → 洗衣机电源导通。跳线帽设为 HIGH（高电平触发），DC+ 由 CH340 5V 供电（不可用 3.3V，否则光耦关不断）。继电器 COM/NO 端串联在 USB 电源通路中，控制洗衣机整机通断。

6. USB 电源通路 (公头 + 母座)

🔋 供电链路

充电头 → USB 公头(VBUS 红线/GND 黑线) → 继电器 COM→NO → USB 母座 → 洗衣机。USB 公头的 D+ 和 D- 必须短接，否则充电头不会输出大电流。GND 黑线直通，不经过继电器。

7. SG90 舵机 (洗衣粉盒)

🧴 洗衣粉投放

舵机安装在洗衣粉盒下方，STM32 PA0 输出 50Hz PWM 信号（TIM2_CH1）。0° 位置关闭，90° 位置旋转倒粉，800ms 后自动复位到 0°。洗涤流程中在清水预洗结束后自动触发投放。

8. 面包板 & 连接线

🔧 结构件

MB-102 面包板 + 跳线 + 杜邦线 + 飞线，用于搭建 STM32 与各模块的电路连接原型。热熔胶固定关键节点（USB 母座、继电器端子），防止振动松脱。无需焊接，方便迭代调试。

🔌 引脚接线表

⚙ 系统工作流程

🧠 软件系统设计

状态机设计

通信协议

💻 核心代码模块

舵机 PWM 初始化 (TIM2_CH1, PA0)

static void Servo_Init(void) {
    // TIM2: 72MHz / 144 = 500kHz, ARR=9999 → 50Hz
    TIM_TimeBaseInitTypeDef t;
    t.TIM_Prescaler = 143;      // 500kHz
    t.TIM_Period    = 9999;     // 50Hz (20ms period)

    // PA0 = TIM2_CH1, AF_PP
    GPIO_InitTypeDef g;
    g.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_0;
    g.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_Init(GPIOA, &g);

    // PWM1 mode: 0°=CCR250, 90°=CCR750, 180°=CCR1250
    TIM_OCInitTypeDef oc;
    oc.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    oc.TIM_Pulse  = 0;  // 初始无脉冲
    TIM_OC1Init(TIM2, &oc);
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

两段式洗涤命令处理

if (strncmp(rx_buf, "WASH:", 5) == 0) {
    // 解析: "WASH:300,900" → water_sec=300, soap_sec=900
    RELAY_ON();
    g_phase = PHASE_WATER;
    g_total = g_water_sec;  // 先倒计时清水段
    g_start = millis();
}

// 每秒检查: 清水结束 → 舵机投粉 → 主洗
if (g_phase == PHASE_WATER && g_elapsed >= g_water_sec) {
    g_phase = PHASE_DISPENSE;
    Servo_SetAngle(90);   // 旋转倒粉
    delay_ms(800);
    Servo_SetAngle(0);    // 复位
    g_phase = PHASE_SOAP;    // 进入主洗
    g_total = g_soap_sec;
    g_start = millis();
}

Flask AI 分析代理

@app.route('/api/analyze', methods=['POST'])
def analyze():
    photo_b64 = request.get_json().get('photo', '')
    resp = requests.post(QWEN_API_URL, json={
        "model": "qwen-vl-plus",
        "messages": [{"role": "user", "content": [
            {"type": "image_url", "image_url": {"url": f"data:image/jpeg;base64,{photo_b64}"}},
            {"type": "text", "text": PROMPT}  // 面料+污渍+清水+主洗
        ]}]
    }, headers={"Authorization": f"Bearer {QWEN_API_KEY}"})
    return jsonify({"ok": True, "result": json.loads(content)})

🛡 数据质量保障

⚡ 技术亮点

📋 软件基础设置信息