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✌️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
- 核心功能
- 基础功能
- 核心功能
- 辅助功能
- 技术路线
- 项目演示
- 关于我们
- 项目案例
- 源码获取
演示视频
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20 个相关毕业设计备选题目
- 基于 STM32 的智能定时药盒控制系统设计与实现
- 基于 STM32 的药品智能提醒与药量监测装置设计
- 基于 STM32 单片机的多功能智能服药提醒器开发
- 基于 STM32 的红外感应式自动取药装置设计
- 基于 STM32 的重量检测型智能药箱控制系统设计
- 基于 STM32 的语音播报服药提醒硬件系统开发
- 基于 STM32 的舵机驱动智能分药设备设计与实现
- 基于 STM32 的定时声光提醒药盒监测系统设计
- 基于 STM32 单片机的药品余量检测智能终端设计
- 基于 STM32 的 OLED 显示智能服药管理装置开发
- 基于 STM32 的多分类药品定时发放控制系统设计
- 基于 STM32 的 HX711 药量采集智能提醒装置实现
- 基于 STM32 的红外感应自动药仓开关系统设计
- 基于 STM32 的 CH7800 语音播报智能药盒开发
- 基于 STM32 的 DS1302 时钟定时服药设备设计
- 基于 STM32 的多功能老年智能服药辅助装置设计
- 基于 STM32 的压力传感药品余量监测系统实现
- 基于 STM32 的多路定时舵机控制智能分药系统设计
- 基于 STM32 的声光语音复合提醒智能药箱开发
- 基于 STM32F103 的智能服药监测与自动给药装置设计
项目研究背景
随着人口老龄化进程持续推进,老年群体慢性病患者数量不断增长,长期按时按量服药成为日常刚需,记忆力衰退、用药种类繁杂极易造成漏服、忘服、重复服药等问题。市面上普通药盒仅具备药品收纳功能,缺少定时提醒、药量监测、自动出药等智能化能力;少数智能服药设备功能单一,大多仅实现简单声光提醒,无法实时检测药品余量,缺少自动给药机构,同时难以完成多类别药品分组管理。传统服药辅助方案无法自动识别用户取药行为,提醒形式单一,仅依靠简单蜂鸣提示,用户容易忽略提醒。物联网与嵌入式技术快速普及,基于 STM32 单片机的嵌入式硬件方案成本适中、开发门槛适配本科开发需求。本课题依托嵌入式传感、舵机驱动、语音播报等技术,集成定时管理、重量采集、红外感应自动控制等功能,研发一款集定时给药、药量监测、语音提醒于一体的智能药盒控制系统,解决日常服药管理中的各类痛点,具备良好的实用价值与落地场景。
摘要
针对慢性病人群服药易漏服、无法实时监测药品余量、缺少自动化给药辅助的现实问题,本文设计一套基于 STM32 单片机的智能定时药盒控制系统。系统以 STM32F103C8T6 为主控核心,搭载 DS1302 时钟芯片、HX711 压力传感器、红外感应探头、9g 舵机、OLED 显示屏与 CH7800 语音模块。系统可实现时间显示、三组服药定时设置、四类药品分类管理,通过压力传感器实时采集药品重量,药量不足时触发声光提醒与语音播报;定时时间到达后舵机开启药仓,红外传感器检测用户完成取药后自动关闭舵机。设备配备实体按键完成参数配置,OLED 实时展示系统时间、药品重量、舵机运行状态。测试结果表明,系统运行稳定,能够实现定时给药、余量监测、语音提醒等全部预设功能,可作为居家服药智能辅助装置。
总体方案
主控单元:STM32F103C8T6 单片机
硬件作用:作为整个系统的核心控制器,统筹所有外设的数据采集、逻辑运算、外设驱动;选型理由:片内资源充足,具备多路 GPIO、定时器接口,拥有成熟开发资料,开发难度适配本科生;场景:接收传感器数据,执行定时判断、舵机角度控制、语音指令下发、屏幕数据刷新。
显示单元:OLED 显示屏
硬件作用:可视化展示系统名称、年月日时分秒、舵机工作状态、实时药品重量;选型理由:功耗低、体积小巧,适合嵌入式小型设备,驱动程序成熟;场景:人机交互界面,直观展示设备运行参数。
时钟单元:DS1302 时钟芯片
硬件作用:提供标准时间,用于屏幕时间显示以及定时任务对比,支持掉电持续走时;选型理由:外围电路简单,自带后备电池接口,满足长时间计时需求;场景:维持系统时间基准,实现定时服药触发逻辑。
感应单元:E18-D80NK 红外探头
硬件作用:红外检测用户取药动作;选型理由:感应距离适中,抗干扰能力强,数字信号输出便于单片机读取;场景:检测用户取药完成,触发舵机复位动作。
重量采集单元:HX711 压力传感器模块
硬件作用:采集药盒内部药品实时重量;选型理由:24 位高精度模数转换,适合小型重量测量场景;场景:实时监测药品余量,重量接近零时触发缺药提醒。
执行单元:9g 舵机
硬件作用:驱动药仓舱门开启与关闭;选型理由:体积小、控制简单,可精准控制转动角度;场景:定时到达后旋转 60°/120°/180° 打开药仓,取药完成回归 0 度闭合。
语音与声光单元:CH7800 语音模块 + 喇叭 + 蜂鸣器
硬件作用:播放语音提示音、实现声光提醒;选型理由:支持预先录入语音,串口指令控制播放,使用便捷;场景:定时服药提醒、药品不足语音播报。
人机交互单元:独立 4 按键模块
硬件作用:提供设置、增加、减小、退出操作;选型理由:电路简单,编程实现便捷;场景:完成定时参数、药品分类参数配置。
整体硬件架构:STM32 主控通过 GPIO、串口、IIC 接口分别连接各个外设,上电后系统初始化所有模块,循环采集时钟、重量、红外传感器数据,持续判断定时任务、余量阈值,根据逻辑控制舵机、蜂鸣器、语音模块与屏幕刷新。
核心功能
基础功能
OLED 屏幕信息显示功能
功能说明:OLED 显示屏持续刷新界面,展示系统名称、当前年月日时分秒、舵机运行状态、实时药品重量。用户可直观查看设备运行参数,是设备基础人机交互载体,保障所有数据可视化输出。
DS1302 实时时钟功能
功能说明:读取时钟芯片时间数据,一方面用于屏幕时间展示,另一方面作为定时任务的时间基准;支持掉电持续计时,断电重启后无需重新校准时间,保证定时功能长期稳定运行。
按键参数配置功能
功能说明:依靠 4 个实体按键(设置、增加、减小、退出)完成系统参数配置,退出按键同步触发语音播报。用户可进入设置模式修改定时时间、药品相关参数,操作逻辑简单,适配中老年用户使用。
核心功能
药品重量采集与缺药提醒功能
功能说明:HX711 传感器实时采集药品重量,主控持续对比重量阈值;当检测药品重量接近零,同步启动蜂鸣器声光提醒,并调用语音模块播报缺药提示,提醒使用者及时补充药品。
多分类药品管理与多组定时控制功能
功能说明:系统支持 4 种药品分类信息存储,可配置三组独立服药定时;定时时间到达后,控制舵机转动至预设角度(60 度 / 120 度 / 180 度)打开对应药仓,实现定时自动给药。
红外感应舵机自动复位功能
功能说明:药仓开启后红外探头持续监测,当感应到用户伸手完成取药动作后,主控发送指令控制舵机自动回归 0 度,关闭药仓舱门,避免药仓长期敞开。
辅助功能
CH7800 语音播报功能
功能说明:系统根据不同场景触发对应的语音文本播报,包含药品缺少提醒、药品分类信息、服药数量提示、当前时间播报等,相比单纯蜂鸣提示信息传递更加直观清晰。
技术路线
- C 语言:课题主开发语言,用于 STM32 单片机底层驱动编写、业务逻辑程序开发,完成传感器数据读取、舵机控制、定时逻辑、外设调度等核心代码编写。
- STM32 标准库开发:单片机开发底层框架,用于配置 GPIO、定时器、串口、IIC 通信,驱动 OLED、DS1302、HX711、语音模块等外设。
- Keil MDK5:嵌入式程序编译、调试开发工具,完成工程创建、代码编译、程序下载、在线调试,是 STM32 程序主要开发环境。
- Altium Designer:可选,用于硬件电路原理图绘制、PCB 设计,辅助完成硬件平台搭建。
- ST-Link 调试器:程序下载与硬件在线调试工具,实时监控单片机变量、排查代码逻辑故障。
- 串口调试助手:上位机调试工具,用于打印传感器原始数据,验证重量采集、时钟读取、语音指令通信是否正常。
- SolidWorks(可选):药盒机械结构建模,用于舵机药仓结构外观设计。
- 逻辑测试工具:硬件实物联调,完成定时任务、传感器触发、舵机联动、语音提醒全流程功能测试,验证系统稳定性。
- Git(可选):代码版本管理工具,管理项目源码迭代,方便程序版本回溯。
本课题整体开发流程:需求分析→硬件器件选型→电路搭建→底层驱动开发→业务逻辑编码→软硬件联调→功能优化→整机测试。
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。
项目案例
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源码获取
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