【单片机课设毕设项目】基于 STM32 与蓝牙的宠物防丢监控终端设计基于 CN-TTS 的宠物定位语音播报硬件系统设计（014501）-开发者社区

博主介绍：✌️码农一枚，专注于大学生项目实战开发、讲解和毕业🚢文撰写修改等。全栈领域优质创作者，博客之星、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于嵌入式单片机，Java、小程序技术领域和毕业项目实战
✌️技术范围：：单片机，STM32单片机，51单片机，小程序、SpringBoot、SSM、JSP、Vue、PHP、Java、python、爬虫、数据可视化、大数据、物联网、机器学习等设计与开发。
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文章目录

演示视频
20 个相关毕业设计备选题目
项目研究背景
摘要
总体方案
- 一、硬件设备清单及选型说明
- 二、硬件整体架构逻辑
核心功能
- 一、基础硬件驱动功能
- 二、蓝牙移动端语音交互核心功能
- 三、短信远程管控核心功能
- 四、走失自动告警核心功能
技术路线
项目演示
关于我们
- 项目案例
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20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的宠物 GPS 蓝牙防丢定位装置设计
基于单片机的宠物智能定位与语音播报系统设计
基于物联网的宠物 GPS 定位短信预警设备开发
基于 STM32 与蓝牙的宠物防丢监控终端设计
基于 CN-TTS 的宠物定位语音播报硬件系统设计
基于 OLED 显示的宠物 GPS 定位预警装置开发
基于蓝牙通信的宠物防丢 APP 与硬件终端设计
基于单片机短信指令交互的宠物定位器设计
基于物联网短报文的宠物走失预警系统设计
基于 STM32F103 的宠物多模定位智能设备实现
基于手机蓝牙控制的宠物语音提示终端设计
基于 GPS 经纬度采集的宠物追踪硬件系统开发
基于单片机的宠物防丢短信告警装置设计
基于移动端 APP 的宠物定位硬件联动系统设计
基于 TTS 语音合成的宠物走失提醒设备实现
基于蓝牙断开检测的宠物远程定位预警系统
基于嵌入式单片机的宠物定位交互终端开发
基于 GPS + 蓝牙双模的宠物智能防丢器设计
基于短信指令控制的嵌入式宠物追踪装置设计
基于物联网嵌入式的宠物综合定位预警平台设计

项目研究背景

伴随国内宠物饲养规模持续扩大，宠物走失已成为养宠群体高频痛点，传统挂牌、项圈标识仅具备基础身份标识功能，无法实现远程追踪与主动告警。当前市面简易宠物定位设备普遍存在功能单一问题，多数仅支持单纯 GPS 定位，缺失蓝牙近距离联动、语音现场提醒、短信远程指令交互一体化能力；部分设备仅配套云端平台，离线状态下无法主动向主人推送走失信息，硬件终端交互可视化程度低，缺少本地屏幕实时展示定位、蓝牙连接状态的设计。从嵌入式物联网技术发展来看，STM32 低成本单片机、GPS 定位模块、蓝牙通信模组与语音合成芯片已实现成熟量产，嵌入式软硬件协同开发、移动端蓝牙交互、短消息指令传输技术门槛适配本科开发研究范畴。物联网嵌入式终端正朝着小型化、多功能集成、人机交互便捷化方向发展，结合蓝牙近距离防丢与 GPS 远程定位、本地语音播报、短信远程控制的一体化宠物防丢装置存在实际市场需求。本课题基于嵌入式单片机搭建集成式定位硬件终端，搭配手机蓝牙交互 APP 实现多模式联动预警，弥补现有宠物定位设备交互形式单一、离线告警缺失、本地可视化不足的技术缺陷，具备明确的实用落地价值与研究意义。

摘要

本课题以宠物走失防护为研究目标，设计一款基于 STM32 单片机的嵌入式宠物 GPS 蓝牙防丢智能终端。硬件端搭载 GPS 定位模块、蓝牙通信模块、CN-TTS 语音合成模块与 OLED 显示屏，完成定位经纬度采集、蓝牙连接状态实时显示、语音指令播报等底层功能；移动端通过蓝牙与硬件建立通信，支持下发语音播报指令，同时可发送短信指令完成绑定手机号修改、实时定位数据获取操作。当蓝牙连接断开判定宠物远离主人时，设备自动播放走失提醒语音，并向预设手机号推送含经纬度的告警短信。开发配套手机 APP 实现硬件状态可视化控制，整体融合嵌入式开发、蓝牙通信、短消息交互技术。经功能调试验证，系统可完整实现双模防丢、语音交互、短信远程管控核心需求，硬件成本低廉、运行稳定，适用于家养宠物日常防护场景，可为小型嵌入式定位预警终端开发提供实践参考。

总体方案

一、硬件设备清单及选型说明

STM32F103C8T6 单片机
- 作用：系统主控核心，统筹 GPS 数据解析、蓝牙数据收发、TTS 语音驱动、OLED 屏幕刷新、短信模块指令处理全流程数据运算；
- 选型理由：32 位低成本嵌入式芯片，外设资源充足，串口、IO 口可同时驱动多外设，资料丰富，适配本科嵌入式开发；
- 使用场景：整机数据处理中枢，所有外设通信、逻辑判断均由该单片机完成。
OLED 液晶显示屏
- 作用：本地可视化输出，实时刷新 GPS 经纬度数值、蓝牙三种连接状态（待连接 / 已断开 / 已连接）；
- 选型理由：低功耗、体积小巧，适配便携项圈设备，串口驱动逻辑简单，代码易调试；
- 使用场景：硬件终端本地人机交互界面，无需手机即可查看设备工作状态。
CN-TTS 语音合成模块
- 作用：接收单片机指令合成中文语音，完成自定义提示语句播报；
- 选型理由：内置中文词库，串口指令控制，无需复杂语音算法开发，上手难度低；
- 使用场景：近距离提醒宠物、走失自动语音告警。
蓝牙 BLE 通信模块
- 作用：搭建单片机与手机 APP 无线通信链路，传输语音控制指令、设备状态数据；
- 选型理由：低功耗、短距离稳定连接，支持手机端免驱动配对，适配移动端交互；
- 使用场景：主人近距离无线操控硬件终端。
GPS 定位模块
- 作用：采集设备实时地理经纬度坐标，解析定位数据供屏幕、短信调用；
- 选型理由：民用定位精度满足宠物追踪需求，标准 NMEA 协议，单片机解析逻辑成熟；
- 使用场景：宠物远距离走失时获取精准位置信息。
GSM 短信通信模块
- 作用：收发手机短信指令，执行手机号修改、定位查询，走失时推送告警短信；
- 选型理由：支持串口 AT 指令交互，脱离蓝牙网络也可远程控制设备；
- 使用场景：宠物超出蓝牙范围后的远程管控与走失告警。
上位开发计算机
- 作用：单片机程序编译烧录、APP 代码开发调试、整体系统联调测试；
- 运行配置：普通 Windows 台式 / 笔记本，搭载 Keil、Android 开发环境即可。

二、硬件整体架构逻辑

以 STM32 单片机为核心，各外设通过串口总线与主控相连；GPS 模块持续采集定位坐标存入主控缓存，OLED 实时读取缓存数据刷新界面；蓝牙模块监听手机 APP 下发指令，转发至主控解析后驱动 TTS 播放对应语音；GSM 模块等待短信指令，识别 SET/GET 指令完成手机号配置、定位信息回传；蓝牙状态检测逻辑持续运行，断开时同步触发 TTS 语音播报与 GSM 告警短信推送。

核心功能

一、基础硬件驱动功能

单片机数据处理功能
- 实现效果：统一解析 GPS、蓝牙、GSM、TTS、OLED 多外设串口数据，完成逻辑判断、数据缓存、指令分发；
- 操作逻辑：设备上电后主控初始化全部外设，循环轮询各模块数据，按优先级执行对应业务逻辑；
- 使用场景：设备全程运行底层支撑，保障所有上层功能有序执行；
- 实现目标：多外设并发通信无数据冲突，指令响应延迟可控。
OLED 屏幕状态显示功能
- 实现效果：屏幕常驻展示实时 GPS 经纬度，同步标注蓝牙当前状态（待连接 / 已断开 / 已连接）；
- 操作逻辑：主控定时读取 GPS 定位数据、蓝牙连接标志位，自动刷新屏幕显示内容；
- 使用场景：脱离手机时快速查看设备定位与连接状态；
- 实现目标：本地可视化展示设备运行参数，降低操作门槛。

二、蓝牙移动端语音交互核心功能

手机蓝牙语音指令控制功能
- 实现效果：手机 APP 连接蓝牙后，下发吃饭、回家、过来三类指令，设备自动播报对应中文语音；
- 操作逻辑：APP 选择语音指令发送，蓝牙模块传输字符串至单片机，主控匹配指令后驱动 CN-TTS 播放预设话术；
- 使用场景：主人近距离呼唤、提醒宠物；
- 实现目标：无线远程语音交互，近距离管控宠物行为。

三、短信远程管控核心功能

绑定手机号短信配置功能
- 实现效果：手机发送 SET + 号码格式短信，设备校验号码合法性，成功回复 successful，格式错误 / 失败回复 error；
- 操作逻辑：GSM 模块接收短信，主控提取指令字段，正则校验手机号格式，校验通过后覆盖存储绑定号码并回传确认短信；
- 使用场景：首次使用、更换接收告警短信的主人手机号；
- 实现目标：支持离线远程修改设备接收告警的目标号码。
短信查询实时定位功能
- 实现效果：向设备发送 GET 短信指令，设备回复包含当前 GPS 经纬度的短信；
- 操作逻辑：主控识别 GET 查询指令，读取缓存内最新定位坐标，通过 GSM 模块打包发送至绑定手机号；
- 使用场景：宠物不在蓝牙范围内时，远程主动获取宠物位置；
- 实现目标：无蓝牙连接时，通过短信实现远程定位查询。

四、走失自动告警核心功能

蓝牙断开走失联动预警功能
- 实现效果：蓝牙断开判定宠物走远，屏幕更新蓝牙状态为已断开，TTS 自动播放走失提醒语音，同时向绑定手机发送带经纬度的 pet miss 告警短信；
- 操作逻辑：主控实时检测蓝牙连接标志，连接状态切换为断开时，同步触发语音播报与 GSM 短信推送双流程；
- 使用场景：宠物脱离主人近距离活动范围，主动推送走失提醒；
- 实现目标：宠物走失第一时间同步现场语音提醒与远程短信告警。

技术路线

硬件开发语言：C 语言
- 选型理由：嵌入式单片机标准开发语言，资源占用低，执行效率高；
- 课题用途：编写 STM32 底层外设驱动、业务逻辑代码，实现定位、蓝牙、短信、语音全部硬件交互逻辑。
单片机开发工具：Keil MDK5
- 选型理由：STM32 官方适配编译工具，支持程序烧录、在线调试；
- 课题用途：编写、编译、调试、下载单片机主控程序。
移动端 APP 开发：Android Studio、Java
- 选型理由：安卓开发技术成熟，本科移动端开发主流技术栈，蓝牙 API 封装完善；
- 课题用途：开发配套手机 APP，实现蓝牙配对、语音指令下发、设备状态展示。
通信协议：串口 UART、蓝牙 BLE、GSM AT 指令、GPS NMEA 协议
- 选型理由：嵌入式外设通用标准通信协议，开源资料充足，开发难度低；
- 课题用途：完成单片机与 GPS、蓝牙、TTS、短信模块之间的数据传输交互。
显示驱动开发：OLED 屏幕 I2C 驱动代码
- 选型理由：轻量显示驱动，无需复杂图形框架；
- 课题用途：实现经纬度、蓝牙状态文字实时刷新显示。
系统调试工具：串口调试助手、蓝牙调试 APP
- 选型理由：低成本辅助调试工具，可单独验证各模块通信是否正常；
- 课题用途：分模块单独测试 GPS、蓝牙、短信、语音模块通信功能。
文档绘图工具：Visio
- 选型理由：工科通用绘图软件，便于绘制硬件架构、系统流程图；
- 课题用途：绘制硬件连接框图、系统整体功能流程图，用于毕业设计文档插图。
测试环境：Windows10/11、安卓手机、STM32 硬件实验平台
- 选型理由：通用开发运行环境，设备易获取；
- 课题用途：整机软硬件联合调试、全功能场景测试验证。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。