第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

在现代社会，随着生活节奏的加快和人们对生活品质追求的提升，居家环境的舒适度与个性化成为关注焦点，香薰灯作为兼具氛围营造与身心放松功能的产品，逐渐融入日常家居场景。传统香薰设备多以单一的香味散发或基础照明为核心，功能相对局限，例如仅通过手动开关控制加热模块，缺乏对环境状态的感知与自适应调节能力，且无法实现远程操控或数据反馈，难以满足用户对智能化、便捷化生活的需求。同时，现有产品在交互体验上存在明显短板，如无法直观展示环境参数、缺乏定时功能与场景化灯光调节，导致用户难以根据实际需求精准控制香薰效果，也难以与现代智能家居系统形成联动。

在此背景下，基于STM32的智能香薰灯设计具有重要的现实意义与应用价值。该设计通过整合嵌入式控制、传感器检测、无线通信等技术，突破传统香薰灯的功能边界，构建集环境感知、智能控制、人机交互于一体的新型设备。从用户体验角度，其集成的温湿度检测、光照感应功能可实现香薰浓度与氛围灯效的自适应调节，配合按键定时与手机远程控制，让用户无需手动操作即可获得符合场景需求的体验；从技术实践角度，设计以STM32F103C8T6为主控核心，融合DHT11、GY-30等传感器模块与ESP8266无线通信技术，实现了数据采集、处理、显示、传输的全流程整合，为嵌入式系统与智能家居节点设计提供了可参考的技术方案；从产业发展角度，该设计顺应了家居产品智能化、网络化的趋势，通过将香薰功能与环境监测、远程交互结合，拓展了香薰设备的应用场景，为同类产品的升级提供了创新思路，助力智能家居生态的多元化发展。

1.2 国内外研究现状

在智能家居技术快速发展的背景下，香薰灯作为提升生活品质的家居产品，其智能化升级成为国内外研究与产业应用的热点方向。从国外研究来看，欧美等地区较早开展智能香薰设备的研发，注重用户体验与系统集成性。例如，飞利浦、科沃斯等品牌推出的智能香薰产品，多采用成熟的无线通信协议（如ZigBee、蓝牙Mesh）实现与智能家居系统的联动，通过环境传感器（如温湿度、VOC传感器）感知空间状态，自动调节香薰释放浓度与灯光效果。在技术方案上，国外研究更倾向于采用高性能微处理器（如ARM Cortex-M4/M7系列）搭配高精度传感器，结合机器学习算法实现场景化自动控制，例如根据用户作息调整香薰释放时间，或依据室外天气变化优化室内香薰氛围。不过，国外产品普遍存在成本较高、功能模块化程度低的问题，且针对特定区域的环境适应性不足，难以满足多样化用户需求。

国内对智能香薰灯的研究起步稍晚，但近年来随着消费升级与物联网技术的普及，相关技术应用发展迅速。国内研究更注重性价比与功能实用性，在技术选型上多采用STM32系列单片机作为主控核心，搭配DHT11、SHT30等低成本温湿度传感器，以及ESP8266/ESP32等WiFi模块实现无线通信，形成“主控+传感器+执行器+无线模块”的经典架构。例如，部分研究通过整合光照传感器（如GY-30）与RGB灯珠，实现灯光亮度与颜色的自适应调节；通过按键与手机APP双重控制，提升设备操作便捷性。在产业应用中，小米、华为等品牌旗下的智能香薰产品已实现远程控制、定时功能与数据监测，但多数产品仍存在功能同质化问题，核心算法（如香薰浓度与环境参数的动态匹配）创新不足，且传感器数据精度与设备稳定性有待提升。

总体而言，国内外研究均已实现智能香薰灯的基础功能集成，但国外侧重高端化与系统联动，国内侧重低成本与实用性。当前研究的共同瓶颈在于环境感知与设备控制的精准度不足，以及用户个性化需求的深度挖掘欠缺。因此，结合STM32的高性价比主控优势，优化传感器数据融合算法，增强无线通信稳定性与多场景适配能力，成为智能香薰灯设计的重要发展方向。

1.3 研究内容与方法

本研究围绕基于STM32的智能香薰灯展开，核心内容包括硬件系统搭建与软件功能开发。硬件方面，以STM32F103C8T6为主控核心，集成DHT11温湿度传感器、GY-30光照传感器、加热片、RGB模块、OLED显示屏、ESP8266 WiFi模块及按键电路，构建多模块协同的硬件架构，同时设计5V稳压电源电路保障各模块稳定供电。软件层面，开发主控程序实现传感器数据采集、处理与显示，编写加热模块与RGB灯的控制逻辑，通过按键实现本地定时与开关操作，借助ESP8266实现与手机APP的无线通信，支持远程控制与数据上传。研究过程中采用模块化设计方法，先完成各模块单独调试，再通过系统集成测试优化协同性能，结合实际场景验证设备的稳定性与功能完整性。