(Đồ án hcmute) thiết kế và thi công tủ thuốc nhắc bệnh nhân uống thuốc đúng giờ và đúng liều

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ THUỐC NHẮC BỆNH NHÂN UỐNG THUỐC ĐÚNG GIỜ VÀ ĐÚNG LIỀU GVHD: ThS PHAN VÂN HOÀN SVTH: PHẠM VĂN BẢO MSSV: 15141102 SKL 0 8 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2021 an TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH o0o -Tp HCM, ngày 15 tháng năm 2021 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Hệ đào tạo: Khóa: Phạm Văn Bảo Kỹ thuật Điện - Điện tử Đại học quy 2015 MSSV: 15141102 Mã ngành: 01 Mã hệ: Lớp: 1514DT2B I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ THUỐC NHẮC BỆNH NHÂN UỐNG THUỐC ĐÚNG GIỜ VÀ ĐÚNG LIỀU II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: Tủ thuốc nhắc bệnh nhân uống thuốc liều với số liệu ban đầu sau: - Cài đặt thời gian số lượng thuốc cần uống hình cảm ứng - Hiển thị số liệu cài đặt hình cảm ứng, loa thông báo hướng dẫn bệnh nhân lấy thuốc giọng nói - Khi đến dùng thuốc bệnh nhân khơng hồn thành việc dùng thuốc gọi điện thoại cho người thân Nội dung thực hiện: - Tìm hiểu tham khảo tài liệu, giáo trình liên quan tới nội dung đề tài - Thực giao tiếp Arduino với hình cảm ứng Nextion - Thưc giao tiếp Arduino với module đọc thẻ nhớ phát audio - Thưc giao tiếp Arduino với module sim - Viết chương trình điều khiển hồn thiện - Thi cơng phần cứng chạy thử nghiệm hiệu chỉnh hệ thống - Viết báo cáo đề tài III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/10/2020 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/01/2021 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS Phan Vân Hoàn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH i an TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH o0o -Tp HCM, ngày 15 tháng năm 2021 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Phạm Văn Bảo Lớp: 15141DT2B MSSV:15141102 Tên đề tài: Thiết kế thi công tủ thuốc nhắc bệnh nhân uống thuốc liều Tuần/ngày Xác nhận GVHD Nội dung Tuần 1,2 28/09-11/10 Gặp GVHD để lựa chọn đề tài tốt nghiệp viết đề cương chi tiết Tuần 3,4,5 12/10-1/11 Tìm hiểu module sử dụng mạch Thiết kế sơ đồ nguyên lý Tuần 6,7,8,9 2/11-29/11 Lập trình vi điều khiển điều khiển giao tiếp với module mạch Tuần 10,11 30/11-13/12 Thiết kế mơ hình tủ thuốc thi cơng mạch Hồn thiện mơ hình, chạy thử sửa lỗi Tuần 12 14/12-20/12 Tuần 13,14,15 Kiểm tra sửa lỗi hệ thống Viết báo cáo, 21/10-10/01 nộp báo cáo báo cáo đề tài Làm slide, báo cáo với GVHD GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) ii an LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án em tự thực hướng dẫn thầy Phan Vân Hoàn Em tham khảo tài liệu trước nghiên cứu mạng online Kết cơng bố khóa luận tốt nghiệp trung thực không chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Phạm Văn Bảo iii an LỜI CẢM ƠN Lời cho phép em gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật dạy dỗ suốt năm tháng đại học Trong phải kể đến quý thầy cô khoa Điện- Điện Tử truyền đạt kiến thức chuyên môn lẫn kĩ để giúp em có chuẩn bị chu đáo để bước khỏi ghế nhà trường không bị bỡ ngỡ Những kiến thức em đúc kết lại thành đồ án cuối cùng, đồ án tốt nghiệp tay tạo Nó bàn đạp để chúng em bước cánh cửa lớn Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Phan Vân Hoàn giúp đỡ em trình lựa chọn đề tài Trong trình thực có nhiều điều khó khăn, thiếu sót khơng thống nhất, nhờ đóng góp ý kiến thầy, em hiểu cách tìm hiểu kiến thức Em cảm ơn đến bạn bè, anh chị có chia sẻ, trao đổi kiến thức, kinh nghiệm thực tế người cho em gặp khó khăn Và cuối lời cảm ơn đến bậc phụ huynh, người thân gia đình Nhờ quan tâm, ủng hộ lời động viên người giúp em hoàn thành xong chương trình đại học để có kiến thức vào đời Xin chân thành cám ơn! Người thực đề tài Phạm Văn Bảo iv an MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘi DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CÁC CHUẨN TRUYỀN DỮ LIỆU 2.1.1 Chuẩn giao tiếp UART 2.1.2 Chuẩn giao tiếp SPI 2.1.3 Chuẩn giao tiếp I2C 2.2 Giới thiệu mạng di động GSM 2.3 Tập lệnh AT Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 11 3.1 GIỚI THIỆU 11 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 11 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 11 3.2.2 Tính tốn thiết kế mạch 12 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 27 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 28 4.1 GIỚI THIỆU 28 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 28 4.2.1 Thi công bo mạch 28 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra 30 4.3 ĐĨNG GĨI VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH 31 4.3.1 Đóng gói điều khiển 31 4.3.2 Thi cơng mơ hình 31 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 33 4.4.1 Lưu đồ giải thuật 33 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 37 4.4.3 Phần mềm thiết kế cho hình Nextion 42 v an 4.5 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 45 4.5.1 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng 45 4.5.2 Quy trình thao tác 45 Chương KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 48 5.1 GIỚI THIỆU 48 5.2 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 48 5.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 49 5.3.1 Cài đặt lịch dùng thuốc 49 5.3.2 Cài đặt liều dùng 50 5.3.3 Tủ thông báo hướng dẫn lấy thuốc 50 5.3.4 Tủ gọi điện cảnh báo bệnh nhân không lấy thuốc 51 5.4 NHẬN XÉT-ĐÁNH GIÁ 52 5.4.1 Nhận xét 52 5.4.2 Đánh giá 52 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 53 6.1 KẾT LUẬN 53 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 55 vi an LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình 2.1 Gói liệu truyền UART Hình 2.2 Sóng truyền UART Hình 2.3 Quá trình truyền UART Hình 2.4 Quá trình nhận UART Hình 2.5 Truyền liệu SPI Hình 2.6 Bus I2C thiết bị ngoại vi Hình 2.7 Trình tự truyền bit đường truyền Hình 2.8 Cấu trúc mạng di động Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 11 Hình 3.2 Sơ đồ chân Arduimo Mega 2560 13 Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý khối xử lý trung tâm 14 Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý khối công tắc cảm biến 15 Hình 3.5 Màn hình Nextion NX4024T032 3.2 inch 16 Hình 3.6 Giao diện phần mềm Nextion Editor 17 Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị cài đặt 18 Hình 3.8 Module thời gian thực DS1307 19 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý khối thời gian thực 20 Hình 3.10 Các chân kết nối module SIM800L 21 Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý khối module Sim 22 Hình 3.12 Module SD Card 23 Hình 3.13 Loa Bluetooth 3w 4ohms 23 Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý khối phát âm 24 Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 26 Hình 3.16 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 27 Hình 4.1 Bố trí linh kiện mặt mạch 29 Hình 4.2 Bố trí linh kiện mặt mạch 29 Hình 4.3 Hình ảnh mạch thực tế 30 Hình 4.4 Đóng gói điều khiển 31 Hình 4.5 Gắn cảm biến loa lên tủ thuốc 32 Hình 4.6 Gắn cơng tắc hành trình lên tủ thuốc 32 Hình 4.7 Hình ảnh thực tế mơ hình 33 vii an Hình 4.8 Lưu đồ chương trình Arduino Mega2560 34 Hình 4.9 Lưu đồ chương trình kiểm tra thời gian phát hướng dẫn 36 Hình 4.10 Quy trình làm việc arduino 38 Hình 4.11 Giao diện lập trình arduino 38 Hình 4.12 Giao diện menu arduino IDE 38 Hình 4.13 Giao diện file menu arduino IDE 39 Hình 4.14 Giao diện Examples menu 39 Hình 4.15 Giao diện Sketch Menu Arduino IDE 40 Hình 4.16 Giao diện edit menu arduino IDE 40 Hình 4.17 Giao diện Tool Menu Arduino IDE 41 Hình 4.18 Board ESP8266 sử dụng 41 Hình 4.19 Arduino Toolbar 42 Hình 4.20 Chương trình nạp thành công 42 Hình 4.21 Phần mềm Nextion Editor 43 Hình 4.22 Tạo project phần mềm Nextion Editor 43 Hình 4.23 Chọn loại hình muốn thiết kế 44 Hình 4.24 Thiết kế giao diện 44 Hình 4.25 Chạy debug giao diện Nextion Editor 44 Hình 4.26 Cài đặt lịch dùng thuốc 46 Hình 4.27 Cài đặt liều thuốc cho lần 46 Hình 4.28 Cài đặt liều thuốc cho lần 47 Hình 4.29 Lấy thuốc theo hướng dẫn 47 Hình 5.1 Màn hình cài đặt lịch dùng thuốc 49 Hình 5.2 Màn hình cài đặt liều thuốc cho lần 50 Hình 5.3 Màn hinh cài đặt liều thuốc cho lần 50 Hình 5.4 Tủ thuốc phát hướng dẫn lấy thuốc 51 Hình 5.5 Cuộc gọi thơng báo từ tủ thuốc 51 viii an LIỆT KÊ BẢNG Bảng 3.1 Bảng công suất hệ thống 25 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật Adapter 5V 2A 25 Bảng 4.1 Danh sách linh kiện mạch 28 ix an PHỤ LỤC //callNumber(); // n=1; code a duong delay(3000); } if((tgian!=0)&&n==0) { if((!digitalRead(sensor))&&(millis()-t