基于Arduino的電子提醒器設計

趙澤森 陳泓元 凌怡程

摘要：隨著我國經濟高速發展，國家工業化進程進一步深入，我們每個人日常生活中所接觸到的事物日益增多，所需記憶的事項也越來越多。因此電子提醒器成為我們日常生活中越來越重要的東西。它的存在使我們處理生活中繁雜的事情時變得不再慌張，有助于我們處理事情變得緊而有序。

關鍵詞：提醒器;超聲波模塊;時鐘模塊;液晶模塊;Arduino;

1項目背景

社會和經濟不斷發展改變，我們的生活亦是日新月異，呈現出其多元化與多樣性。每個人生活的壓力似乎逐漸加重，需要記憶的事情越來越多，我們每個人難免出現顧此失彼的尷尬場面.在此大環境的影響下，電子提醒器應運而生，它可以將我們無序的生活變為緊而有序起來，提醒我們應在何時去做某事，從生活的方式上為我們減少生活的壓力。

2項目簡介

此電子提醒器搭載超聲波測距傳感器，當檢測到有人走近的時候就會將信號輸入到微控制器，從而進行一系列動作，如提醒要做的事，液晶上也會顯示相應內容。除此之外，還可以設置準點報時，在某個設定好的時間點，液晶上會顯示先前設置好的內容提醒人日程安排。

3項目設計

3.1硬件設計

該電子提醒器由超聲波測距模塊，實時時鐘模塊，語音模塊，OLED顯示模塊以及ArduinoUNO主板組成。

3.1.1超聲波測距模塊

超聲波是找出距離你的Arduino最近物體的絕佳方式。[1]采用HC-SR04超聲波測距模塊，此模塊可提供2cm到400cm的非接觸式距離感測功能，具有3mm的測距精度，其模塊包括超聲波發射器，接收器與控制電路。其電路圖如圖一所示。

其工作原理是采用IO口TRIG觸發測距，給最少10us的高電平信呈，然后模塊自動發送8個40khz的方波，并檢測其是否有相應信號返回，如果存在返回的信號，那么將通過IO口ECHO輸出一個高電平，其高電平的持續時間即為40khz的方波從發射到返回的時間。

測距距離即為高電平時間與聲速的乘積除以二。

3.1.2實時時鐘模塊

采用DS3231時鐘模塊，DS3231是一款高精度12C實時時鐘模塊，其內置集成的溫度補償晶體振蕩器，該器件包含電池輸入端，在斷開主電源后仍舊可以維持準確計時。并且DS3231可以保存秒、分、時、星期、日期、月、年和鬧鐘設置等信息。同時DS3231提供兩個可編程日歷鬧鐘和一路可編程方波輸出。DS3231與單片機通過12C雙向串行總線傳輸地址與數據。其電路圖如圖二所示。

3.1.3語音模塊

采用MP3-TF-16p語音模塊，其模塊通過串口命令便可以播放其指定內容，此模塊使用起來簡潔方便。并可支持TF卡驅動，總體適合本項目。其電路圖如圖三所示。

3.1.4 OLED顯示模塊

采用1602LCD模塊。通常使用的1602LCD中集成了字庫芯片，通過LiquidCrystal類庫提供的API，可以很方便地使用1602LCD來顯示英文字母和一些符號。[2]

3.2軟件設計

3.2.1軟件簡介

本項目采用ArduinoIDE集成開發環境。Arduino是一個小而強大的計算器，它用Atmel的單片機和C語言（在Processing開發環境中）來做物理計算。[3]Arduino社區有龐大的不斷增長的設計師、愛好者和開發者團體，他們創造了豐富的庫和程序[4]。其程序流程圖如圖四所示。

3.2.2軟件的具體使用

打開Arduino成功運行程序后，打開串口監視器。首先設置年，假設設置為2020年5月1日，則輸入setyy=20，setmo=5，setdd=1。設置時間為8點55分10秒，則輸入sethh=8，setmm=55，setss=10。成功設置時間后，樣機將會在9點報出應進行體育鍛煉，2點報出應按時吃藥，6點報出參加同學聚會等相應事項（其在幾點播報做何事在程序中已設計）。

4項目總結

此項目解決了人們生活中時常遺忘某事的難題，通過語音提醒的方式，喚起人們對需要所作事情的記憶，從而方便人們的生活。其項目設計安全可靠，實用性較高，產品較容易生產，具有其大力推廣的潛力。

參考文獻

[1]Martin Evans，Joshua Noble，JordanHochenbaum.Arduino實戰[M].人民郵電出版社：北京，2015：106-107.

[2]陳呂州.Arduino程序設計基礎[M].北京航空航天大學出版社：北京，2016：160-161.

[3]翁愷.學Arduino玩轉電子制作[M].人民郵電出版社：北京，2014：1-2.

[4]翁愷.學Arduino玩轉Android應用[M].人民郵電出版社：北京，2014：43-44.

上海工程技術大學電子電氣工程學院