智能药盒控制系统设计-设计说明书
电子校园网 编号：
CJ-51-2022-022-LW
设计摘要：
本文提出了一种基于STC89C52单片机的智能药盒控制系统，旨在为患者提供精确的药物提醒和管理功能。该系统采用多种模块和组件，包括中控部分、输入部分和输出部分，以实现药物提醒、药盒开合模拟、语音播报、短信通知等功能。中控部分使用STC89C52单片机作为核心控制器，负责处理来自各个输入模块的数据并控制输出模块的操作。输入部分包括DS1302时钟模块、人体红外传感器、独立按键和供电电路。DS1302时钟模块获取实时时间，为系统提供时间基准。人体红外传感器用于检测人的接近，可能用于判断是否有人前来服药。独立按键允许用户设置药物提醒时间和调整时间。供电电路则为整个系统提供电力支持。输出部分由LCD1602显示模块、ULN2003四相步进电机驱动芯片和电机、SIM800C-GSM模块以及DY-SV17F语音播报模块组成。LCD1602显示模块用于展示时间、提醒信息等。步进电机驱动芯片和电机模拟药盒的开合过程，实现药盒的模拟打开和关闭。SIM800C-GSM模块通过GSM网络发送短信，通知用户药物提醒。语音播报模块通过语音提示用户吃药时间。系统的工作流程如下：DS1302时钟模块获取实时时间，用户可以通过独立按键设置药物提醒时间。到达设定的提醒时间，步进电机模拟打开药盒，语音播报模块提示用户吃药，同时红色灯亮起并通过短信通知提醒。如果检测到有人靠近，系统可能暂停提醒或提供相应的操作选项。如果用户前来服药，语音播报模块提示关闭药盒，绿色灯亮起。最后，LCD显示模块展示相关信息。
关键词：单片机；语音播报模块；GSM通信模块
字数：11000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 GSM通信方案选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 SIM800通信模块温度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键功能图
4.4 提醒吃药流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 设置时间实物测试
5.3 设置吃药时间和吃药数量实物测试
5.4 提醒吃药实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
近年来，随着医疗水平的提高、生活条件的改善，人们的平均寿命越来越长，随之而来的是，老年人需要服用的药品、保健品种类也越来越多。随着年龄的增长，老年人身体机能逐渐减退，记忆力减退，六成以上患有心脑血管病、风湿病、腰椎肩盘突出等老年易发疾病。所以每天都需要服用一定剂量的药，但是对于老年人来说，由于老年人的记忆能力差，用药物时发生将药物混淆、或记错时间、造成重复服用或忘记服用的情况，无法保证老年人按时服用一定剂量的药物，同时对于一些药物来说，药物的服用顺序会直接影响到治疗的效果。有些患者的亲人经常不在身边，当患者忘记服药时，亲人无法对患者的服药情况进行准确的监控，也就无法进行及时的亲人提醒。每年由于健忘未按时服药、服药过量或服错药等情况，不仅会降低药物的疗效，甚至还会起到反向作用，加重病人的病情，甚至可能导致出现生命危险的事故时有发生。
因此合理、准时、准确地服药对于上述群体来说是必须解决的重要问题。基于此，本设计是智能药盒控制系统设计，主要实现以下功能：我们可以，可通过按键设置早中晚吃药时间、用药量和手动控制药盒状态；并通过LCD1602显示时间和药盒状态等；当到达吃药时间会语音提醒和发送短信，未关药箱也会语音提醒关闭。该设计在一定程度上改善了患者服药的有效性和规律性，具有重要的现实意义。
1.2 国内外研究现状
目前,中国人口的老龄化问题越来越值得关注,因此针对老人来设计医疗辅助工具渐渐成为人们关注的重点,现有智能药盒解决老年人经常忘记服药的问题,可以及时的提醒老人服药,但是对老年人服药记录以及服药计划等数据的处理还有待完善。随着使用智能药盒的用户的增多,对他们的服药数据的处理变得越来越复杂,使用物联网平台下的云计算可以有效的处理数据庞大的任务,采用一种合适的优化算法对数据进行高效的调度,尽量的将任务完成时间大大的缩短以及提高云计算的资源利用效率,一直是云计算科研人员不懈追求的目标。刘钙设计了一套物联网平台下基于云计算的智能药盒系统。该药盒可以通过蓝牙和手机连接,手机通过蓝牙发送给药盒服药计划,智能药盒则通过蓝牙将服药记录发送给手机APP,之后手机将计划上传到云服务器,在云服务器中使用云计算对数据进行处理。在云计算的任务调度中,为缩短任务完成时间,提出了一种改进的粒子群算法[1]。
2017年袁琼，徐阳扬以AT89S52单片机为控制核心,采用模块化的结构设计,结合1602液晶显示模块、DS1302时钟模块、按键模块、电源模块和I S D4004语音模块,完成了智能药盒的软硬件系统设计.系统时间定及吃药时间的设定由按键模块实现,时间与吃药时间由液晶屏显示,通过I S D4004语音模块实现语音信号的采集、存储和处理.语音提醒和液晶显示结合方式[2],便于操作,适合老年人使用。
基于MCU STC89C52芯片，2014年龚先生，黄思豪设计了具有报警和短信报警功能的智能药盒，涓流充电计时芯片提供当前日期和时间数据。短信芯片是TC35芯片。实时日期和时间数据可以通过LED显示。时间，日期和闹钟可以通过按钮设置。该系统每天最多可以设置四个闹钟号码。在报警开启状态下，当达到设定时间时，系统将首先通过扬声器报警，提醒用户服药，如果用户在一分钟内没有关闭声音，则系统会自动向用户监护人的手机发送消息。本系统对按键具有良好的灵敏度，增加了短信报警功能，可以达到更好的系统稳定性，可靠性和实用性[3]。
在这个时代，大多数普通人群正在经历一系列疾病的不良影响，他们使用药物来改善他们的健康，但是一些像老年人这样的患者需要稳定的帮助，绝大多数亲戚无法给予帮助，以便帮助他们履行这一义务，2019年Kondawar M V , Manusmare A已经建立了这个冒险。该框架的正常原则是提醒患者及时服用处方，就像重新填充限制时间一样，并且可以在患者服药时远程教育家属。这个药盒的健康结构可以避免药物处理不当。安全性使药丸能够将药丸排除在未经批准的个人范围之外，大部分来自孩子，鉴于药盒的更高温度可能会失去该药丸的一些生存能力，因此在药盒超过30°C时筛选药盒的温度。SPB给出的脉搏传感器是用来估计脉搏率和紧急按钮来教育亲属或专家在危机条件下的[4]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
这篇论文简介介绍了一种基于STC89C52单片机的智能药盒控制系统，旨在解决人口老龄化带来的药物管理挑战。该系统能够按时提醒用户服药，具备稳定性和可靠性，为长期患病者提供方便、智能的用药管理解决方案，有望在医疗保健领域产生积极影响。系统结构包括中控部分、输入部分和输出部分，涵盖了各种传感器、显示模块、驱动芯片和通信模块。论文还强调了系统的关键特点和优势，为读者提供了一个全面了解该智能药盒控制系统的概览。
