基于单片机的智能药箱设计与实现

简介

随着社会老龄化程度的加剧以及慢性病患病率的上升，按时服药、科学管理药品成为了许多人日常生活中的重要环节。为了解决传统药箱功能单一、无法满足现代需求的问题，本文设计并实现了一种基于单片机的智能药箱。

功能概述

本智能药箱具备以下功能：

按时提醒服药： 用户可设置服药时间和剂量，药箱会在指定时间发出提醒，避免漏服或错服药物。
药品信息显示： LCD屏幕清晰显示药品种类、服药时间、剩余剂量等信息，方便用户查看和管理。
移动设备远程控制： 用户可通过手机APP远程设置服药计划、查看服药记录、接收服药提醒等，实现智能化管理。
断网本地运行： 即使网络中断，药箱仍可按预设计划正常运行，确保服药安全。

硬件设计

1. 主控芯片

采用STM32F103C8T6单片机作为主控芯片，其具备丰富的片上资源、强大的运算能力和稳定的性能，能够满足智能药箱的各种功能需求。

2. 药盒模块

采用多个独立控制的药盒，每个药盒内置电机或舵机，可通过程序控制开合，实现药品的自动分配。

3. 显示模块

采用LCD1602液晶显示屏，用于显示时间、日期、药品信息、服药提醒等内容，方便用户操作和查看。

4. 网络模块

采用ESP8266 WiFi模块，实现与手机APP的通信，进行远程控制和数据交互。

5. 其他模块

RTC实时时钟模块：提供精准的时间信息，确保按时提醒服药。

按键模块：方便用户进行本地操作和设置。

蜂鸣器模块：发出 audible 提醒信号。

软件设计

1. 程序框架

采用模块化设计，主要包括以下模块：

主程序模块：负责系统初始化、任务调度等。
RTC模块：负责时间获取和管理。
药盒控制模块：控制药盒的开合，实现药品分配。
显示模块：负责信息显示和用户交互。
网络模块：负责与手机APP通信，实现远程控制。

2. 通信协议

采用TCP/IP协议，实现智能药箱与手机APP之间的数据传输和远程控制。

系统工作流程

用户通过手机APP设置服药计划，包括药品名称、服药时间、剂量等信息。
手机APP将服药计划数据发送至智能药箱。
智能药箱根据接收到的数据，设置RTC闹钟，并在指定时间发出服药提醒。
用户根据提醒，按下确认键，智能药箱控制相应药盒打开，分配药品。
用户服药完成后，智能药箱记录服药信息，并同步至手机APP。

总结与展望

本文设计的智能药箱具有操作简便、功能实用、成本低廉等优点，能够有效解决传统药箱存在的问题，为用户提供更加便捷、智能的服药管理方案。未来，可进一步优化系统功能，例如：

增加语音播报功能，方便视力障碍人士使用。
接入智能家居系统，实现更智能化的管理。
开发更完善的手机APP，提供更多个性化服务。

代码示例（部分）

// RTC时间设置
void RTC_SetTime(uint8_t hour, uint8_t min, uint8_t sec)
{
  // ...
}

// 药盒控制
void Box_Open(uint8_t box_num)
{
  // ...
}

// 网络数据接收
void WiFi_ReceiveData(char* data)
{
  // ...
}