📦 智能药盒·硬件设计
30章
🎒 风格 · 完整目录
1
项目背景与需求分析
痛点·用户
智能药盒的市场痛点、用户画像、功能需求与非功能需求分析。
2
系统总体方案设计
架构·通信
系统架构图、硬件模块划分、通信方式选择（Wi-Fi/蓝牙/4G）。
3
主控芯片选型
STM32/ESP32/GD32
STM32、ESP32、国产MCU（如GD32）的对比与选型策略。
4
电源管理方案
锂电·充电
电池选型（锂电/干电池）、充电管理芯片（TP4056/IP5306）、低功耗设计。
5
显示模块选型
OLED/段码屏
OLED（SSD1306）、LCD（TFT/段码屏）、电子墨水屏的适用场景。
6
语音模块选型
合成·识别
语音合成（SYN6288）、语音播报（JQ8900）、离线语音识别（SU-03T）。
7
传感器模块选型
温湿度·霍尔
温湿度传感器（DHT22/SHT30）、霍尔传感器（检测药盒开合）、压力传感器。
8
电机驱动与机械结构
步进·舵机
步进电机（28BYJ-48）、舵机（SG90）、丝杆滑台模组的选型。
9
通信模块选型
Wi-Fi/蓝牙/4G
Wi-Fi（ESP8266/ESP32）、蓝牙（HC-05/BLE）、4G（Air724UG）模块对比。
10
存储方案设计
Flash/SD/EEPROM
Flash（W25Q64）、SD卡、EEPROM（AT24C02）的选型与分工。
11
时钟模块选型
RTC·掉电保持
RTC芯片（DS3231/PCF8563）、高精度时钟源、掉电保持方案。
12
按键与交互设计
触摸·编码器
机械按键、触摸按键（TTP223）、旋转编码器（EC11）的选型。
13
报警与提醒模块
蜂鸣器·马达
蜂鸣器（有源/无源）、振动马达、LED指示灯驱动方案。
14
PCB设计要点
双层/四层
双层板/四层板选择、电源走线、模拟与数字地分割。
15
电磁兼容性（EMC）设计
滤波·屏蔽
滤波电容布局、屏蔽罩使用、ESD防护。
16
固件架构设计
裸机/RTOS
裸机编程 vs RTOS（FreeRTOS）、任务划分与优先级。
17
通信协议设计
帧结构·校验
自定义协议帧结构、校验方式（CRC/累加和）、超时重传机制。
18
手机APP与云平台对接
MQTT·JSON
MQTT协议、JSON数据格式、阿里云IoT/腾讯云IoT。
19
低功耗策略详解
睡眠·DVFS
睡眠模式、唤醒源配置、动态电压频率调整（DVFS）。
20
安全性与隐私保护
加密·防拆
数据加密（AES）、固件加密、防拆检测设计。
21
可靠性测试方案
高低温·跌落
高低温测试、跌落测试、按键寿命测试。
22
生产与制造工艺
SMT·开模
SMT贴片注意事项、外壳开模（3D打印/注塑）、组装流程。
23
成本控制与BOM优化
国产替代
国产替代方案、元器件封装选择、批量采购策略。
24
认证与合规要求
3C/FCC/CE
3C认证、FCC/CE认证、RoHS指令。
25
案例1：ESP32 Wi-Fi药盒
语音提醒
基于ESP32的Wi-Fi智能药盒（带语音提醒）。
26
案例2：STM32蓝牙药盒
OLED+APP
基于STM32的蓝牙药盒（带OLED显示与APP控制）。
27
案例3：4G远程药盒
Air724UG
基于Air724UG的4G远程药盒（适合老人/无Wi-Fi场景）。
28
案例4：超低功耗药盒
纽扣电池·1年
超低功耗药盒（纽扣电池供电，待机1年）。
29
常见问题与调试技巧
I2C·Wi-Fi
I2C通信失败、Wi-Fi连接不稳定、电机堵转。
30
课程总结与未来展望
AI·趋势
AI药盒、多药联动、医疗物联网趋势。