基於 STM32 的智能馬桶系統設計與實現【源碼分享】【免費】

智能馬桶主控板軟硬件設計全解析（STM32F0 + HAL + FreeRTOS + Flutter App）

一、項目背景與概述

隨着智能家居的發展，智能馬桶已成為家庭衞浴場景中的高頻智能產品。相比傳統馬桶，智能馬桶在即熱式加熱、安全保護、清洗模式、健康監控等方面具備更高的技術要求。本項目基於 STM32F0 系列 MCU 設計了一款完整的智能馬桶主控系統，功能覆蓋電控加熱、風機控制、閥體控制、藍牙通信、健康數據上報等模塊，同時提供配套 Flutter 手機 App 用於交互。

項目採用 ST HAL 庫 + FreeRTOS 架構，具備良好的擴展性，方便後期加入 WiFi 聯網、用户習慣模型、自定義温控策略等功能。

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二、硬件設計（PCB）

硬件架構上包含以下功能模塊：

• STM32F0 主控（核心控制邏輯）
• 即熱式加熱模塊控制
• DC 電磁閥與脈衝閥驅動電路
• 風機驅動與温度檔位控制
• 藍牙模塊（可替換為 2.4G 模塊）
• 電源管理（12V/5V/3.3V）
• 按鍵輸入與安全檢測

1. PCB 注意事項與優化建議

在實際調試中發現幾個可進一步優化的點：

✔ 12V MOSFET 控制端建議加下拉電阻

Q1 ~ Q5 的控制端加入適當的下拉電阻，可避免上電初期 MCU 未初始化時導致 MOSFET 漏觸發的問題。

✔ 藍牙模塊可替換為 2.4GHz（nRF24L01）

原藍牙方案在協議和移動端兼容性方面稍有限制，推薦使用 2.4G，減少配對與信號干擾問題，同時能更輕量地接入數據庫。

✔ 部分電阻標值需根據實際設計校準

早期設計中部分阻值未統一，調試時已根據情況校準，後續可按 wiki 文檔更新 PCB。

三、軟件架構設計（STM32 主控）

本系統採用 FreeRTOS 構建任務體系，將智能馬桶的各模塊功能拆分為獨立任務，使邏輯清晰、可維護性更強。

軟件架構如下：

主控基於 HAL 庫開發，對應 IO 控制清晰簡潔，適合快速維護與移植。

四、手機 App（Flutter）設計

項目提供一個 Flutter 編寫的簡單調試/控制 App，用於藍牙配對、遠程操作、健康數據查看等功能。

1. 藍牙 ID 配置

修改 conBan.dart 中的藍牙 ID 即可完成配對：

var _BTid = "00:15:83:00:AB:00";

如果不知道設備 ID，可直接運行調試模式，App 會自動 scan 並打印掃描到的藍牙地址，在控制枱查看後填入即可。

2. 健康數據時間戳問題

當前 APP 的時間戳可能存在誤差，推測為手機本地設置或藍牙傳輸的緩存延遲問題。由於後續計劃加入 WiFi + 雲端同步，因此暫未深入修復。

未來調整方向：

• 控制協議與數據協議分離
• 引入個人習慣記錄（如温度偏好 / 風温偏好 / 座圈温度等）
• 健康數據通過 WiFi 上傳，藍牙只負責實時控制

五、已知問題與後續優化計劃

1. 按鍵邏輯順序錯誤（已修復）

原始按鍵事件的優先級與觸發順序不正確，導致長按/短按邏輯錯亂。已在最新版中修復邏輯。

2. 按鍵事件與電池 hold 動作衝突

由於按鍵 IO 與 hold 電池供電邏輯共用部分通道，可能導致：

• 沖水動作中斷電 → 沖水無法停止
• 需要再次按下按鍵才能恢復

臨時解決方案：
除停電衝水外，不持續 hold dcs_pin。

後續計劃：
將脈衝閥驅動電路獨立，使用 6V 驅動即可保持穩定的沖水能力，並實現停電時仍可大/小衝。

3. 風温檔位切換會導致計時器停止

原因：計時器設置了“為0後自動停止”，切換檔位時觸發該邏輯導致停止。
將在項目收尾後統一更新。

六、項目總結

這是一個從硬件到軟件、從 MCU 到移動端完整實現的智能馬桶控制系統。核心亮點包括：

• 基於 STM32F0 + FreeRTOS 的模塊化架構
• 支持即熱式模塊的實時温控
• Flutter App 簡易交互，藍牙直連體驗
• 全套可複用的 PCB + 軟件方案
• 結構開放，適合繼續擴展成更完整的智能家居產品

該項目仍在持續更新，更多內容可查看 wiki，也歡迎提出建議或進行二次開發。