论文总字数：18091字

摘 要

本文在传统药盒弊端的基础上增加了手机设置吃药的时间、药物种类以及剂量等功能，然后添加了吃药时间到后自动语音播报药物及剂量提醒老人吃药，并可判断老年人是否按时吃药，如果未按时吃药可以将提醒。另外可检测室内的温度和湿度，发送数据至手机，在室内温湿度环境异常时发出警报，最后以软件和硬件相结合的方式完成了智能药盒实物的制作。

经测试系统判断准确，运行稳定可靠，解决了老年人无法按时服药的问题，为智能药盒的发展起到了很重要的推动作用，具有很强的实用价值。

关键词： STM32F103C8T6单片机 智能药盒 物联网 语音播报

Abstract

Aiming at the disadvantages of single function of traditional medicine box and the need of old people to take medicine in time, an intelligent medicine box system based on stm32f103c8t6 is designed and studied in this paper.

On the basis of the disadvantages of traditional medicine box, this paper adds the functions of setting the time, type and dosage of Medicine on mobile phone, and then adds the automatic voice broadcast of medicine after the time of taking medicine and the dosage reminder for the elderly to take the medicine, and can judge whether the elderly take the medicine on time, if not, it can remind. In addition, it can detect the indoor temperature and humidity, send the data to the mobile phone, give an alarm when the indoor temperature and humidity environment is abnormal, and finally complete the production of intelligent medicine box by combining software and hardware.

The test system is accurate in judgment, stable and reliable in operation, which solves the problem that the elderly can't take medicine on time, plays an important role in promoting the development of intelligent medicine box, and has strong practical value.

Key words: stm32f103c8t6 single chip computer; intelligent medicine box; Internet of things; voice broadcast

目 录

第一章 绪论 1

1.1 课题背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 论文结构安排 2

第二章 系统分析与设计方案 5

2.1 系统需求分析 5

2.1.1 社会需求分析 5

2.1.2 功能需求分析 5

2.2 系统总体方案设计 5

2.3 主要元器件选型 6

2.3.1 单片机的选型 6

2.3.2 温湿度传感器的选型 6

2.3.3 人体检测模块的选型 7

2.3.4 显示模块的选型 8

2.3.5 通信模块的选型 8

2.3.6 语音模块的选型 9

第三章 硬件系统的设计与实现 11

3.1 单片机最小系统电路设计 11

3.1.1 复位电路 11

3.1.2 晶振电路 11

3.2 显示电路设计 12

3.3 温湿度检测电路设计 12

3.4 人体检测电路设计 13

3.5 语音提示电路设计 13

3.6 ESP826 WIFI通信电路设计 14

3.7 声光报警电路设计 15

3.8 按键设置电路设计 15

第四章 软件系统的设计与实现 17

4.1 系统主程序设计 17

4.2 系统子程序设计 18

4.2.1 温湿度检测程序设计 18

4.2.2 语音播报程序设计 19

4.2.3 显示程序设计 20

4.3 手机端程序设计 20

第五章 系统测试 23

5.1 软件调试 23

5.2 硬件调试 23

5.3 实物展示 24

第六章 总结 27

参考文献 29

致 谢 33

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

我国已经进入了老龄化的社会，在未来的几十年里，我国的老年人会越来越多，老龄化社会导致社会生产力降低。随着人们的年龄增大，避免不了身体的各方面技能都有所下降，抵抗力也会随之下降，导致各种疾病的发生，有一种疾病就是健忘症，学名叫阿尔兹海默症，人们常说的老年痴呆。由于现在环境不好，许多的老人都有些病痛难免的就要用药物来维持。但是很多的老人对于吃药有的时候就会忘记，需要其他人提醒才会想起来，但是不是时时刻刻身边都有人提醒老人去吃药，而且吃药并不是只吃一种药，现在的药品都是互相搭配，对于记性不好的老人来说很难记住应该吃哪些药以及药量，这也给老人造成了很大的困扰。对于这种需求市场上出现了一种可以专门储存药品的一种储存药盒，可以在吃药的时间提醒老人们吃药，药物名称及药量等，这就解决了老人吃药难的问题。但是这种药盒是没有普及，一是因为这个药盒的特殊性针对性比较强，所以市场来说比较窄，再加上人们对于该种产品的疑问，因此导致现在还不是很普遍。但是在未来，这种药盒一定会被广泛的推广的。在市场上最早出现的小型的药盒体型非常小而且造型也比较简单容量比较小，只能满足少量人的需求，还不能满足大众的需求^[1]。

本文所介绍的智能家庭药箱，运用了物联网技术与单片机技术，通过播报语音、声光报警来提醒病患人群及时吃药，并通过温湿度感应模块以及光电感应模块，实时将药箱所处环境的温湿度信息、病患吃药信息，同步到手机app上，监护人也可以通过手机端控制药箱报警进行提醒。系统判断准确、采用低功耗的单片机为核心，为智能药盒的发展起到了很重要的推动作用，具有很强的实际意义。

1.2 国内外研究现状

近些年来，微处理器技术以飞快的速度随着社会经济的进步发展起来，得到了广泛的使用，以单片机及RFIID射频技术应用到的智能药盒系统逐渐被研究和发展起来。唐立民，李广羽在2011年发表了基于单片机的模块化智能药盒的开发一文中提出采用STC89C52单片机研制的智能药盒，这种药盒的主要设计结构就是以模块化为主，并将RFID射频刷卡技术应用到，用户可以通过刷卡的方式出相应的药品，而该系统还可以实现智能定时、智能提醒的功能^[4]。系统的结构简单，但是这种设计也有一些弊端，只能做简单的提醒，而无法使老人的家人知道是否老人已经吃药，但是不久之后出现了带有GSM模块的智能药盒。李志强，高继森，田浩衫在2017年发表的基于EFM32和GSM的智能药盒监测系统设计一文中提出采用STC90C516单片机、RFID射频刷卡模块等设计的智能药盒实现了定时与实时时间的设定、用药量的调节、报警功能、显示提醒功能、发送短信着五个功能^[5]。这样就可以让老人的家人知道老人是否吃药了，十分方便。后来出现的基于GSM的智能药盒设计，系统采用STC89C52单片机为主控制芯片，可以实现录语音提醒病人按时吃药。采用MY1690语音模块提醒，LCD1602液晶显示屏显示时间，按键可以设定系统时间、吃药的时间，实现定时提醒吃药，如果病人没有按时吃药则通过GSM模块SIM800L给监护人发短信。系统成本低廉，使用方便，可有效提醒用户及时吃药，通过具有很强的实用性。而对于国外来说，具有代表性的可能就是名为Pillo的智能药物分配器和Lumma智能分药器了。Pillo智能药物分配器将面部识别技术应用到智能药盒中，通过使用者的面部来控制播报药盒，如果老人并没有按时间服用药品，Pillo药盒就会发出声光提醒，或者给使用者的家人发送手机信息以便提醒。Lumma智能分药器主要实现的是通过时间来给用户分配药物，使用者可以先设置药物的种类，然后对吃药时间进行定时。Lumma智能分药器到服药的时间会提醒使用者，闹钟会响起，还会发光。

1.3 论文结构安排

本文所介绍的就是一种将单片机技术与物联网技术相结合所实现的智能药盒设计，在文中对系统的软件、电路和实物功能、测试等都做了详实的介绍。智能医药盒的章节安排如下：

第二章是设计需求和研究现状主要对智能药盒系统的研究背景、研究意义、论文的研究内容和章节如何安排做阐述，为其余章节做铺垫。以及功能设计，主要对系统功能进行介绍并阐述各部分功能的实现方法。

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