开题汇报

ESP32-C3

多参数环境采集系统

面包板免焊原型多参数采集离线存储 WiFi 语音扩展

汇报目录

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方案概述与基础任务
进阶扩展 1：双供电与低功耗续航
进阶扩展 2：I2S 数字麦克风 + WiFi 语音联动
进阶扩展 3：下位机与上位机通讯连通
技术特点总结

方案概述与基础任务

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方案概述

本课题原型采用面包板免焊插接搭建，无需手工焊接，便于快速验证与迭代。

主控与传感器

主控选用 ESP32-C3；SHT40 温湿度与 BH1750 光照经 I2C 总线读取；MAX9814 模拟声强由 ADC 采集原始电压，并自定义映射为相对声强参考值。

采集与存储

最高 4 Hz 采集，经 SPI 接口将四项参数以 CSV 格式存入 32GB TF 卡，实现离线独立存储。

传感器采集SHT40 / BH1750 / MAX9814

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ESP32-C3I2C / ADC 处理

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32GB TF 卡SPI · CSV 离线存储

进阶扩展 1：双供电与低功耗续航

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供电方案

采用成品双供电模块，支持 USB 供电与内置 1000mAh 3.7V 锂电池自动切换，无需人工干预。

低功耗策略

基础模式关闭 WiFi，整机功耗显著下降；设计指标：续航不低于 6 小时。

USB外接供电 / 充电

3.7 V1000mAh 锂电池

≥ 6 h低功耗续航

进阶扩展 2：I2S 数字麦克风 + WiFi 语音联动

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硬件升级

保留原有硬件框架，将声采集升级为 INMP441 I2S 数字麦克风，并启用 ESP32-C3 内置 WiFi。

新增功能

VAD 语音检测 —— 自动识别有效语音段
上位机数据可视化 —— 实时呈现环境参数与音频状态
语音联动 —— 依据语音检测结果触发相应动作

INMP441I2S 数字麦克风

WiFiESP32-C3 内置

VAD语音活动检测

进阶扩展 3：下位机与上位机通讯连通

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下位机

ESP32-C3

多参数采集与本地存储
VAD 语音检测与事件触发
接收并执行控制指令

▲ 数据上行

WiFi / USB 串口 TCP · UDP · MQTT

▼ 指令下行

上位机

计算机 / 手机 / 云平台

实时数据可视化
历史数据查询与统计分析
远程控制与语音联动

ESP32-C3 作为下位机完成环境采集与指令执行，计算机等智能设备作为上位机实现监控、分析与反向控制，二者共同构成「采集 → 传输 → 处理 → 反馈」的完整闭环。

技术特点总结

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面包板免焊插接原型，无需焊接，搭建快速、便于迭代
ESP32-C3 主控，SHT40 / BH1750 / MAX9814 多参数采集
最高 4 Hz 采样，SPI + 32GB TF 卡，CSV 离线独立存储
双供电自动切换，基础模式关闭 WiFi，续航不低于 6 小时
可平滑升级：INMP441 I2S 数字麦 + WiFi + VAD + 上位机可视化与语音联动
下位机与上位机通讯连通，形成「采集—传输—处理—反馈」闭环

谢谢观看

恳请各位批评指正

组　长魏思宇

组　员杨靖涵，魏雨良，林乾瑞，云琅琊，郑添友，黄磊，姚桢炜，余建杰，何子涵，张熙锦，余根伟