计算机单片机毕设实战-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-育师

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文章目录

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

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。