【源码开源】基于 STM32 的智能桌面天气预报系统

【源码开源】基于 STM32 的智能桌面天气预报系统

——语音识别 + 触摸交互 + 多功能信息终端设计全解析

一、前言

随着物联网设备的普及，越来越多的用户希望在桌面端拥有一个能够实时展示天气、空气质量、日期时间等生活信息的小型智能终端。如果这个设备还能支持语音交互、触摸屏控制、甚至带有一定的娱乐功能，就能在工作桌、书房乃至卧室中发挥更大的价值。

本项目基于 STM32 微控制器，构建了一个集 天气显示、空气质量监测、语音识别交互、触摸控制和收音机功能 于一体的桌面智能天气预报系统。项目不仅具备实时数据展示，还支持语音搜索天气，实现了与硬件结合的轻量级对话功能，是一个综合性 IoT 终端设计的优秀实践案例。

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源码分享

直接放到之前写的文章里了，免费开源，下载学习即可。
https://blog.csdn.net/weixin_52908342/article/details/155617164

二、项目概述

本系统以 STM32 系列 MCU 作为核心控制单元，通过 TFT 触摸屏展示天气内容，通过语音识别模块实现语音查询，通过 WiFi/串口连接访问天气 API，从而构建出一个具有“本地交互 + 网络信息获取”能力的智能桌面设备。

系统采用模块化硬件结构，显示部分、传感器部分、语音识别部分、联网模块互相独立，既保证了可维护性，又方便用户根据需求进行扩展。例如：可以接入更多环境传感器（CO₂、TVOC）、替换更高分辨率触摸屏、升级语音模块等。

此外，本工程最初使用 Keil 4.54 创建，如果使用 Keil5 及以上版本打开时可能存在编译兼容性问题，需重新创建工程或调整项目设置。

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三、系统整体架构

智能天气预报系统主要包含以下几个部分：

1. 主控单元：STM32 MCU

• 负责任务调度、UI 刷新、传感器数据采集、语音命令处理等功能；
• 推荐使用 STM32F1/F4 系列，资源较为充足，便于接入更多功能；
• 采用 FreeRTOS 可进一步提升多任务并行能力（可选）。

2. 显示与交互模块

• 采用 TFT 触摸屏，实现天气展示、空气质量曲线绘制、日历显示等 UI 界面；
• 增加触摸操作逻辑，可手动搜索城市天气、调整页面、切换功能；
• UI 布局采用“卡片式”结构，使天气信息更加清晰直观。

3. 环境传感器

为了让系统更贴近实际应用，可接入如下传感器：

• 温湿度：如 DHT22/SHT30
• 空气质量：如 MQ135、PMS7003（颗粒物）
• 光照（可选）：用于调节屏幕亮度

所有采集信息在桌面端实时显示，并参与天气界面的整体信息展示。

4. 联网模块

• 可选 ESP8266/ESP32 作为外接 WiFi 模块；
• 通过 HTTP/HTTPS 请求天气 API（如和风天气）获取实时天气信息；
• 支持城市搜索、天气刷新等功能。

5. 语音识别模块

系统带有语音识别与简单对话能力，可实现：

• 语音搜索天气，如“查询北京天气”
• 简单闲聊，如“你是谁”“今天天气怎么样”
• 指令控制，如“打开收音机”“刷新天气”

可选硬件方案包括：

• LD3320（本地语音识别）
• AI 芯片语音模块（如离线语音识别器 ASR 模块）
• 在线识别（需 WiFi 支持）

为了保证系统稳定，本项目以离线语音为主，减少网络延迟和依赖。

6. 收音机功能

• 通过 TEA5767 或 Si4703 等 FM 模块实现；
• 提供简单的频道搜索、音量调节；
• 可通过触摸屏操作，也可通过语音控制。

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四、主要功能详解

1. 实时天气显示

系统可从网络 API 获取：

• 温度、湿度、风速
• 天气状态（晴、雨、云、雪）
• 未来 3 天预报
• 空气质量指数（AQI）

并通过图形化 UI 进行美观展示。

2. 空气质量监测

本地空气质量传感器配合 API 数据，可显示：

• PM2.5/PM10 浓度
• CO₂ 估计值
• 空气等级提示（优/良/轻度污染）

同时支持历史数据曲线展示。

3. 日历与时间显示

• 通过 RTC 或网络校时实现；
• 界面显示年月日、星期、时间；
• 支持农历（可选）。

4. 触摸屏搜索天气

用户可直接点击搜索框，输入城市名称，即可查询对应天气：

• 支持热门城市一键选择；
• 输入法可采用按键式虚拟键盘；
• 正常输入后自动联网检索。

5. 语音识别天气查询

这是系统最大亮点之一。

典型命令示例：

• “查一下上海天气”
• “空气质量怎么样？”
• “未来三天天气”
• “打开收音机”
• “几点了”

系统识别后通过 MCU 分析处理，再调用天气查询或其他界面跳转功能。

6. 简单对话模块

为了让设备更有 “智能桌面助手” 的感觉，本项目加入了基础对话逻辑，例如：

• “你好” → “你好，有什么可以帮你？”
• “你是谁？” → “我是你的桌面天气助手。”
• “今天天气好不好？” → 根据实时天气生成回答。

此对话属于固定规则匹配，可根据需求进一步扩展。

7. 界面设计与动画过渡

• 界面切换采用淡入淡出动画，提高体验；
• 天气图标采用透明 PNG 或矢量图；
• 所有布局在 Keil 工程中已做好排版，避免换版本出现混乱。

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五、开发环境与工程注意事项

1. 开发环境

• Keil MDK 4.54（建议使用此版本）
• STM32 标准库或 HAL 库
• 外设驱动（LCD、触摸、语音、WiFi、FM 等）

2. Keil 版本兼容性注意

原项目使用 Keil 4.54 创建，如果你使用更高版本打开可能会出现：

• 编译失败
• 路径不兼容
• Tab/缩进错乱

解决方法：

• 重新创建 Keil5 工程，将原代码迁移进去；
• 或在 Keil 的 Edit → Configuration 中将 Tab size 设置为 4，修复排版混乱。

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六、总结

基于 STM32 的智能桌面天气预报系统，是一个将 嵌入式开发、物联网数据获取、语音识别、人机交互 有机结合的综合性实践项目。它不仅具备天气查询、空气质量显示等功能，还实现了语音控制、触摸交互和收音机娱乐，功能丰富且体验友好。

该项目适合作为：

• 毕业设计
• 物联网课程实验作品
• 个人桌面智能设备 DIY
• 嵌入式学习者提升工程能力的综合练手项目