【单片机毕业设计推荐】基于 STM32 单片机的智能饮水设备控制系统设计与实现，基于 STM32 与 ESP‑01S 的物联网饮水监控系统设计（012106）

2026/8/10 22:48:38

文章目录

20 个相关毕业设计备选题目
项目研究背景
摘要
总体方案
核心功能
- 基础功能
- 核心功能
- 辅助功能
技术路线
项目演示
关于我们
- 项目案例
- 源码获取

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✌️技术范围：单片机，STM32，52/51单片机、小程序、SpringBoot、SSM、JSP、Vue、PHP、Java、python、爬虫、数据可视化、大数据、物联网、机器学习等设计与开发。
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20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 单片机的智能饮水设备控制系统设计与实现
基于 STM32 与 ESP‑01S 的物联网饮水监控系统设计
基于 STM32 的红外感应智能出水控制系统设计
基于 STM32 单片机的水温水位监测与控制装置设计
基于 STM32 的 WiFi 智能饮水终端 APP 控制系统设计
基于 STM32 的带防干烧保护智能饮水装置设计
基于 STM32 单片机的多档位定量出水控制系统设计
基于 STM32 与传感器的智能热水管控系统设计与实现
基于 STM32 的阈值可调式智能饮水硬件控制系统开发
基于 STM32 单片机的声光报警饮水设备物联网系统设计
基于 STM32 的手动自动双模式智能饮水控制系统设计
基于 STM32 单片机的 OLED 显示饮水监测控制系统设计
基于 STM32 与 ESP‑01S 模块的远程饮水管控系统设计
基于 STM32 的红外人体感应热水出水装置设计与开发
基于 STM32 单片机的水温检测加热及定量出水系统设计
基于 STM32 的 WiFi 远程参数设置智能饮水设备设计
基于 STM32 单片机的缺水报警智能热水控制系统实现
基于 STM32 的多传感器融合智能饮水终端系统设计
基于 STM32 单片机的 APP 远程控制饮水硬件系统开发
基于 STM32 的阈值配置与声光告警智能饮水控制系统设计

项目研究背景

随着物联网技术快速落地，智能家居设备逐步进入办公、家庭以及公共饮水场景，智能化饮水设备能够有效提升用水体验与用水安全。传统的热水供水装置大多依靠人工操作完成取水，缺少水温水位实时监测手段，不具备人体感应识别能力，出水控制模式单一，仅能完成基础加热出水工作，无法实现定量出水，缺少缺水防干烧保护机制，安全防护能力不足。多数传统设备不具备联网能力，无法远程查看设备运行状态，不能远程修改设备运行参数，人机交互形式简单，智能化程度较低，难以满足多样化的使用需求。物联网硬件、各类检测传感器以及 WiFi 通信模块的成熟，为智能饮水控制系统开发提供技术支撑。本课题以 STM32 单片机作为主控单元，结合温度、水位、红外人体检测传感器、ESP‑01S 通信模块，搭建具备本地控制与 APP 远程管控的智能饮水控制系统，实现水温水位采集、红外感应出水、定量出水、防干烧声光报警、WiFi 远程监控等功能，弥补传统饮水设备智能化短板，对提升饮水设备安全性与便捷性具备实际应用价值。

摘要

本文设计一套基于 STM32 单片机的智能饮水设备控制系统，系统以 STM32F103C8T6 作为主控核心，集成 DS18B20 水温传感器、水位传感器、E18‑D80NK 红外光电传感器完成环境数据采集。系统通过 OLED 液晶屏幕展示水温、水位实时信息，支持按键完成阈值配置、手动自动模式切换、多档位定量出水控制，具备水位为零时声光报警防干烧保护功能。借助 ESP‑01S WiFi 模块实现设备与 APP 的数据交互，完成远程数据查看、阈值设置、加热与出水控制。系统分为本地硬件控制与移动端 APP 远程管控两部分，经过硬件调试与功能验证，该系统能够完成水温水位监测、红外感应出水、缺水告警、远程管控等业务，运行稳定，可适用于家庭、公共区域智能饮水场景，具备较好实用价值。

总体方案

STM32F103C8T6 单片机：作为系统主控单元，承担传感器数据接收、按键信号解析、外设驱动、逻辑运算、WiFi 模块数据交互任务；选型理由为该单片机外设资源丰富，开发资料充足，开发难度适配本科阶段，满足多传感器接入与逻辑控制需求；使用场景为整个控制系统的核心处理单元，接收各类传感器采集的数据，根据预设逻辑完成加热、出水、报警等外设驱动。
DS18B20 水温传感器：硬件外设，用于采集实时水温数据；选型理由为数字型温度传感器，接线简单，测温稳定；使用场景采集水体温度，将温度数据传输至单片机做后续处理展示。
water Sensor 水位传感器：硬件外设，采集水箱水位信息；选型理由模块体积小巧，可以输出水位模拟信号，方便单片机识别水箱水量；使用场景实时检测水箱剩余水位，为缺水防干烧报警逻辑提供数据依据。
E18‑D80NK 红外光电传感器：硬件外设，人体红外检测；选型理由检测距离可调，抗干扰能力强，可以识别人员靠近状态；使用场景检测是否有人靠近取水，作为出水触发条件之一。
OLED 液晶显示屏：显示外设，用于本地可视化展示；选型理由功耗低，显示清晰，驱动简单；使用场景本地实时展示水温、水位采集数据，直观反馈设备运行状态。
ESP‑01S WiFi 模块：通信外设，完成硬件和 APP 之间数据传输；选型理由体积小巧，成本低，支持串口通信，适配 STM32 单片机；使用场景实现单片机与移动端 APP 双向通信，实现远程查看数据、设置阈值、远程控制加热出水。
蜂鸣器、LED 灯光模块：告警外设；选型理由驱动简单，实现声光提示；使用场景当水位为 0 缺水时，触发灯光闪烁以及蜂鸣器鸣叫，实现防干烧声光报警。
电磁出水阀、加热模块：执行外设；选型理由可以通过单片机 IO 口直接控制通断；使用场景接收单片机指令完成水体加热、电磁阀出水操作。
PC 计算机：开发调试硬件环境；选型理由用于程序编写、编译下载、系统调试；使用场景运行 Keil 开发软件，完成单片机程序开发，下载程序至主控板，开展系统功能调试测试。

核心功能

基础功能

数据采集与 OLED 显示功能：实现效果为系统上电之后，持续读取水温传感器、水位传感器采集的数据；操作逻辑由 STM32 单片机周期性读取传感器数据，解析后推送至 OLED 屏幕；用户场景为现场使用者直接查看设备当前水温、水位；核心作用实现本地状态可视化；实现目标实时、准确展示设备采集的水温水位信息。
阈值参数设置功能：实现效果支持对水温阈值进行自定义配置；操作逻辑按下第一个按键进入阈值设置模式，按键三实现阈值数值增加，按键四实现阈值数值减少；用户场景用户根据自身用水需求修改水温触发阈值；核心作用为系统自动控制提供判断基准；实现目标完成水温阈值本地可配置。

核心功能

模式切换功能：实现效果完成手动模式、自动模式切换，对应指示灯同步点亮；操作逻辑按下第二个按键循环切换工作模式；用户场景用户根据实际使用场景选择手动取水或者自动取水；核心作用区分两套出水控制逻辑；实现目标两种模式互不干扰，状态指示准确。
手动模式出水控制功能：实现效果满足条件后可手动触发出水；操作逻辑手动模式下，当实际水温大于设定阈值，水箱水位不为 0，红外传感器检测到人员靠近，按下按键四执行出水；用户场景适合需要人为干预取水的场景；核心作用实现条件约束下手动出水；实现目标保证热水出水安全，规避低温或者缺水出水。
自动模式定量出水功能：实现效果支持多档位定量出水；操作逻辑自动模式下，水温大于阈值、水位非零、红外检测到人，按键四触发出水，按键三切换 200ml、300ml、400ml、500ml 出水量档位；用户场景实现固定水量自动取水；核心作用完成定量出水控制；实现目标按照选定档位输出对应水量。
缺水防干烧声光报警功能：实现效果水箱水量为 0 时触发告警；操作逻辑无论手动还是自动模式，水位传感器检测水位等于 0，启动蜂鸣器与灯光进行声光报警；用户场景水箱缺水，提醒用户加水，禁止干烧；核心作用安全防护；实现目标缺水及时告警，规避加热干烧安全隐患。
WiFi 远程通信 APP 控制功能：实现效果硬件设备与 APP 双向交互；操作逻辑 ESP‑01S 模块联网，硬件上传水温水位数据至 APP，APP 下发指令完成远程查看数据、远程修改阈值、远程控制加热、远程控制出水以及远程设置出水量；用户场景用户脱离设备现场远程管控设备；核心作用拓展系统控制方式；实现目标完成物联网远程监控与控制。

辅助功能

红外人体感应检测功能：实现效果识别是否有人靠近设备；操作逻辑 E18‑D80NK 光电传感器持续检测，输出信号传输单片机；用户场景作为出水触发前置条件；核心作用避免无人时误出水；实现目标准确识别人员靠近状态。
加热控制联动逻辑：实现效果系统依据温度阈值，配合本地以及远程指令完成加热控制；操作逻辑单片机采集水温，结合设定阈值以及 APP 下发指令控制加热模块；用户场景完成水体加热；核心作用提供符合温度要求热水；实现目标完成设备加热执行控制。

技术路线

C 语言：编程语言，用途为 STM32 单片机底层业务逻辑开发，编写传感器读取、按键处理、外设驱动、WiFi 串口通信、报警、出水控制相关程序代码，完成硬件端全部业务逻辑实现。
Keil MDK5：开发工具，用途用于 C 语言代码编写、编译，将编译完成程序下载烧录至 STM32F103C8T6 单片机，开展硬件端调试。
STM32CubeMX：开发工具，用途完成单片机引脚配置、外设初始化配置，生成底层初始化工程代码，简化底层开发工作。
ESP‑01S 串口 AT 指令开发：通信开发技术，用途完成 WiFi 模块串口配置，实现单片机和 APP 之间串口数据收发，完成双向通信交互。
Android Studio：APP 开发工具，用途开发配套移动端 APP，实现设备数据展示、阈值设置、远程控制加热出水、出水量设置等交互界面与业务逻辑。
OLED 显示屏驱动开发：外设驱动技术，用途编写驱动代码，完成水温水位数据在 OLED 屏幕本地显示输出。
Proteus：仿真辅助软件，用途前期开展部分硬件逻辑仿真验证，辅助验证逻辑可行性，降低实物调试难度。
串口调试助手：调试工具，用途监控单片机串口输出信息，调试 ESP‑01S 模块通信，查看传感器输出数据，定位程序逻辑 bug。
Multisim：辅助设计软件，用于硬件电路辅助查看，辅助核对硬件接线逻辑。
Android 自带模拟器与安卓实体手机：运行环境，用途运行 APP 程序，测试远程通信、远程控制功能。
硬件实物平台：运行环境，STM32 主控板搭配传感器、WiFi 模块、执行器件，作为整个控制系统实物运行载体。
串口调试工具、万用表：测试工具，用途硬件调试，测量电平信号，排查接线故障，验证传感器采集数据是否正常。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发和硬件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。