ESP32-C3 多参数环境采集系统

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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
02 / 08
  • 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
▼ 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