【单片机毕业设计】基于 STM32 的 OLED 显示智能药盒控制系统开发 基于红外传感的智能用药提醒硬件系统设计（012901）

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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的红外感应智能定时药盒设计
2. 基于单片机的语音播报用药提醒装置开发
3. 基于 STM32 的多品类药品定时提醒系统设计
4. 基于嵌入式的实时时钟智能服药提醒器实现
5. 基于 STM32 的药盒开盖检测与语音提醒系统
6. 基于单片机的多时段定时吃药提醒装置设计
7. 基于 STM32 的 OLED 显示智能药盒控制系统开发
8. 基于红外传感的智能用药提醒硬件系统设计
9. 基于 STM32 的药品数量管理与定时提醒装置
10. 基于嵌入式技术的多时段服药语音播报系统
11. 基于 STM32F103 的智能药盒软硬件设计与实现
12. 基于光电检测的服药行为监测提醒装置开发
13. 基于单片机的多药品分类定时提醒系统设计
14. 基于实时时钟模块的智能用药提醒器开发
15. 基于 STM32 的按键参数配置药盒提醒系统
16. 基于嵌入式开发的语音服药提醒硬件设计
17. 基于红外检测的定时服药智能控制系统实现
18. 基于 STM32 的多组定时任务药盒提醒装置
19. 基于单片机的药盒状态检测与语音播报系统
20. 基于嵌入式硬件的多品类药品定时管理装置

项目研究背景

当前国内老龄化人口规模持续扩大，慢性病长期服药人群数量逐年增长，传统纸质记录与普通药盒难以规避漏服、错服药品的问题。在嵌入式硬件快速普及的背景下，各类健康提醒设备逐步走进家庭，但市面上简易用药提醒设备普遍存在功能单一的缺陷，大多仅能实现单次闹钟提醒，缺少药盒开盖状态检测、多时段定时配置、多品类药品数量管理等功能；部分成品设备操作逻辑复杂，参数设置繁琐，不便于老年人自主完成时间与药品信息配置。同时多数低成本硬件方案缺少实时时钟校准机制，长时间运行容易出现时间偏移，无法保障定时提醒的准确性。随着单片机、光电传感器、语音播报等嵌入式技术不断成熟，低成本的智能硬件开发门槛持续降低。本课题依托 STM32 单片机搭建硬件控制系统，针对现有提醒设备智能化不足、可配置项少、缺少服药动作检测等痛点，开发一款兼具红外开盖检测、多组定时、药品分类管理与语音播报功能的智能药盒，满足家庭慢性病患者日常自主用药管理的实际需求，具备良好的落地应用价值。

摘要

本文以慢性病患者定时用药管理为应用场景，设计并实现了一款基于 STM32F103C8T6 单片机的智能服药提醒装置。系统以单片机作为核心控制单元，搭载 OLED 液晶显示屏完成实时时间与配置参数展示，利用 E18-D80NK 光电传感器检测药盒开合状态。硬件支持实时时钟手动校准、5 组定时任务配置、四类药品数量录入，并可切换定时提醒开关。到达预设服药时间时，设备通过屏幕显示药品种类与服用数量，同时触发语音播报提醒；传感器检测到药盒开启后自动终止提醒任务。测试结果表明，系统时间校准稳定，定时任务触发可靠，红外检测响应灵敏，能够完成多时段、多品类药品的定时服药提醒，可有效解决日常用药漏服问题，硬件结构简单，成本低廉，适合家庭场景使用。

总体方案

1. 主控硬件：STM32F103C8T6 单片机

   选型理由：该型号是本科嵌入式开发主流芯片，资源充足、资料丰富，具备充足 IO 口用于外接按键、显示屏与传感器，成本低廉，完全可以承担本课题的数据逻辑处理、定时任务判断、外设调度工作。使用场景：作为整个装置的控制核心，接收按键指令、读取传感器信号、控制屏幕刷新与语音模块启停。

2. 显示硬件：OLED 液晶显示屏

   选型理由：自发光显示，不需要背光，功耗低，能够清晰展示文字与数字，适配本项目多界面切换（时间界面、时间校准、定时设置、药品设置）的显示需求。使用场景：展示实时时间、定时参数、药品种类与数量、提醒信息。

3. 检测硬件：E18-D80NK 红外光电传感器

   选型理由：数字输出型红外模块，检测距离稳定，便于判断药盒是否关闭，无复杂模数转换逻辑，本科生容易调试。使用场景：实时检测药盒开合状态，判断用户是否完成取药动作。

4. 输入硬件：独立轻触按键 4 枚

   选型理由：机械按键响应稳定，电路设计简单，用来完成界面切换、光标移动、数值增减、保存退出等操作，符合课题的按键交互逻辑。使用场景：完成时间校准、定时设置、药品数量录入、功能开关切换。

5. 输出硬件：语音播报模块

   选型理由：预先录入语音文本，收到单片机电平信号即可播放固定语句，无需语音识别，开发难度低。使用场景：定时时间到达时播报 “该吃药了”，药盒打开后停止语音输出。

6. 供电硬件：5V 直流电源模块

   选型理由：为单片机、显示屏、传感器与语音模块提供稳定直流电压，保障整套硬件长时间稳定运行。

7. 开发计算机：普通台式电脑，搭载 Windows 系统

   选型理由：用于代码编写、程序编译、固件烧录与硬件调试，满足 STM32 程序开发的基础环境要求。

核心功能

一、基础功能

1. 实时时间显示功能

   实现效果：设备上电后，OLED 屏幕常驻显示年月日时分秒实时时钟。操作场景：用户开机即可查看当前时间，作为定时任务的时间基准。核心目标：为定时提醒提供准确的系统时钟。

2. 时钟参数校准功能

   实现效果：在时间主界面按下按键 2 进入校准页面，按键 2 切换光标选中年、月、日、时、分、秒，按键 3 数值加 1，按键 4 数值减 1，修改完成后按下按键 1 保存并退出界面。操作场景：当设备时钟出现偏差时，用户自主完成时间修正。核心目标：保障系统时间长期准确，避免定时任务出错。

二、核心定时提醒功能

3. 多组定时任务配置功能

   实现效果：按下按键 1 切换至定时设置界面，最多保存 5 组独立定时时间；按键 2 选中待修改的定时项，按键 3 与按键 4 修改时分数值，配置完成后按按键 1 保存退出。操作场景：用户早、中、晚多次服药时，可设置多条提醒时间。核心目标：支持多时段用药提醒，适配多次服药的需求。

4. 药品信息配置功能

   实现效果：光标切换至药品设置项，按下按键 3 进入配置界面；按键 2 切换四类不同药品，按键 3 增加数量、按键 4 减少数量，设置完毕按下按键 1 保存参数。操作场景：用户录入不同药品对应的服用剂量。核心目标：区分药品种类与服用数量，实现精细化用药提醒。

5. 定时开关控制功能

   实现效果：光标选中定时开关选项，按下按键 3 切换开启 / 关闭状态；开关关闭时，所有定时提醒任务暂停。操作场景：临时停药时一键关闭提醒，无需逐条删除定时数据。核心目标：灵活启停提醒任务，提升设备易用性。

6. 定时服药提醒功能

   实现效果：定时开关开启且药盒处于关闭状态，系统时钟到达预设时间后，屏幕弹出对应药品种类与数量信息，同时启动语音播报 “该吃药了”；按键 1 可以手动关闭屏幕提醒。操作场景：到点主动提醒用户按时服药。核心目标：完成定时文字 + 语音双重提醒。

三、传感检测辅助功能

7. 红外药盒状态检测功能

   实现效果：E18-D80NK 传感器持续检测药盒状态，检测到遮挡信号则判定药盒处于关闭状态；一旦药盒被打开，红外光路导通，立刻终止语音播报。操作场景：系统自动识别用户是否已经打开药盒取药。核心目标：避免语音无限制循环播放，服药动作完成后自动结束提醒。

技术路线

1. 编程语言：C 语言

   选型理由：STM32 单片机开发的主流编程语言，语法简洁，执行效率高，嵌入式开发教材案例丰富，适配本科学习进度。用途：编写时钟处理、按键扫描、传感器读取、屏幕刷新、语音控制的全部业务逻辑代码。

2. 开发环境：Keil MDK-ARM

   选型理由：STM32 单片机行业标准开发工具，支持代码编译、调试与程序烧录，配套仿真功能便于排错，是高校嵌入式课程标配软件。用途：完成源代码编写、工程编译，将固件下载到单片机芯片。

3. 单片机固件库：STM32 标准外设库

   选型理由：封装好了 IO 口、定时器、串口等底层驱动，不需要从零编写寄存器代码，大幅降低开发难度，适合本科生快速完成外设驱动开发。用途：快速配置 GPIO、定时器、外部中断，驱动显示屏与传感器外设。

4. 显示驱动工具：OLED 屏幕驱动程序

   选型理由：成熟开源驱动代码，可直接调用字符显示、光标定位、界面刷新函数。用途：实现多页面切换、光标移动、数字与文字显示，完成菜单界面绘制。

5. 硬件电路设计工具：Altium Designer

   选型理由：本科电子类课程常用电路绘图软件，可绘制原理图与接线图。用途：绘制单片机、传感器、按键、显示屏之间的硬件接线原理图，整理硬件接线方案。

6. 硬件调试工具：万用表 + 杜邦线

   选型理由：低成本硬件检测工具，便于排查线路通断、电平信号异常。用途：调试传感器输出电平、按键引脚电平，排查硬件接线故障。

7. 测试工具：串口调试助手

   选型理由：实时打印单片机内部变量，查看时间数值、传感器状态、定时参数。用途：验证定时逻辑、红外检测信号是否正常，完成软件逻辑测试。

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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