基于Arduino的电子提醒器设计

赵泽森 陈泓元 凌怡程

摘要：随着我国经济高速发展，国家工业化进程进一步深入，我们每个人日常生活中所接触到的事物日益增多，所需记忆的事项也越来越多。因此电子提醒器成为我们日常生活中越来越重要的东西。它的存在使我们处理生活中繁杂的事情时变得不再慌张，有助于我们处理事情变得紧而有序。

关键词：提醒器;超声波模块;时钟模块;液晶模块;Arduino;

1项目背景

社会和经济不断发展改变，我们的生活亦是日新月异，呈现出其多元化与多样性。每个人生活的压力似乎逐渐加重，需要记忆的事情越来越多，我们每个人难免出现顾此失彼的尴尬场面.在此大环境的影响下，电子提醒器应运而生，它可以将我们无序的生活变为紧而有序起来，提醒我们应在何时去做某事，从生活的方式上为我们减少生活的压力。

2项目简介

此电子提醒器搭载超声波测距传感器，当检测到有人走近的时候就会将信号输入到微控制器，从而进行一系列动作，如提醒要做的事，液晶上也会显示相应内容。除此之外，还可以设置准点报时，在某个设定好的时间点，液晶上会显示先前设置好的内容提醒人日程安排。

3項目设计

3.1硬件设计

该电子提醒器由超声波测距模块，实时时钟模块，语音模块，OLED显示模块以及ArduinoUNO主板组成。

3.1.1超声波测距模块

超声波是找出距离你的Arduino最近物体的绝佳方式。[1]采用HC-SR04超声波测距模块，此模块可提供2cm到400cm的非接触式距离感测功能，具有3mm的测距精度，其模块包括超声波发射器，接收器与控制电路。其电路图如图一所示。

其工作原理是采用IO口TRIG触发测距，给最少10us的高电平信呈，然后模块自动发送8个40khz的方波，并检测其是否有相应信号返回，如果存在返回的信号，那么将通过IO口ECHO输出一个高电平，其高电平的持续时间即为40khz的方波从发射到返回的时间。

测距距离即为高电平时间与声速的乘积除以二。

3.1.2实时时钟模块

采用DS3231时钟模块，DS3231是一款高精度12C实时时钟模块，其内置集成的温度补偿晶体振荡器，该器件包含电池输入端，在断开主电源后仍旧可以维持准确计时。并且DS3231可以保存秒、分、时、星期、日期、月、年和闹钟设置等信息。同时DS3231提供两个可编程日历闹钟和一路可编程方波输出。DS3231与单片机通过12C双向串行总线传输地址与数据。其电路图如图二所示。

3.1.3语音模块

采用MP3-TF-16p语音模块，其模块通过串口命令便可以播放其指定内容，此模块使用起来简洁方便。并可支持TF卡驱动，总体适合本项目。其电路图如图三所示。

3.1.4 OLED显示模块

采用1602LCD模块。通常使用的1602LCD中集成了字库芯片，通过LiquidCrystal类库提供的API，可以很方便地使用1602LCD来显示英文字母和一些符号。[2]

3.2软件设计

3.2.1软件简介

本项目采用ArduinoIDE集成开发环境。Arduino是一个小而强大的计算器，它用Atmel的单片机和C语言（在Processing开发环境中）来做物理计算。[3]Arduino社区有庞大的不断增长的设计师、爱好者和开发者团体，他们创造了丰富的库和程序[4]。其程序流程图如图四所示。

3.2.2软件的具体使用

打开Arduino成功运行程序后，打开串口监视器。首先设置年，假设设置为2020年5月1日，则输入setyy=20，setmo=5，setdd=1。设置时间为8点55分10秒，则输入sethh=8，setmm=55，setss=10。成功设置时间后，样机将会在9点报出应进行体育锻炼，2点报出应按时吃药，6点报出参加同学聚会等相应事项（其在几点播报做何事在程序中已设计）。

4项目总结

此项目解决了人们生活中时常遗忘某事的难题，通过语音提醒的方式，唤起人们对需要所作事情的记忆，从而方便人们的生活。其项目设计安全可靠，实用性较高，产品较容易生产，具有其大力推广的潜力。

参考文献

[1]Martin Evans，Joshua Noble，JordanHochenbaum.Arduino实战[M].人民邮电出版社：北京，2015：106-107.

[2]陈吕州.Arduino程序设计基础[M].北京航空航天大学出版社：北京，2016：160-161.

[3]翁恺.学Arduino玩转电子制作[M].人民邮电出版社：北京，2014：1-2.

[4]翁恺.学Arduino玩转Android应用[M].人民邮电出版社：北京，2014：43-44.

上海工程技术大学电子电气工程学院