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作品名称：智能送药机器人设计与实现
学校名称：山东管理学院
参赛队伍：机器人说的都队
队伍编号：221284
参赛学生：王义飞张慧宇常歌张璐璇
指导老师：武传艳
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

我们的作品是一款基于STM32单片机的智能送药机器人，专为解决医院、养老机构药物配送效率低、人员不足、药品管理混乱等痛点设计，兼具自动化配送与健康监测能力，尤其适用于公共卫生事件期间的无接触服务场景。

一、核心设计与功能

1. 硬件架构：模块化集成，稳定可靠

以STM32F103C8T6单片机为核心控制器，搭配多类高性能模块，形成完整硬件系统：

核心功能模块：

导航与避障：3个TCRT5000红外传感器实现自主循迹，HC-SR04超声波模块探测2-450cm内障碍物，遇障立即制动；

药品管理：Scanner v3.0条码/二维码扫描模块验证药品信息，SG90舵机控制可拆卸药盒自动开合，防止错拿、误拿；

健康监测：MLX90614红外测温模块非接触式测体温，精度高且响应快；

人机交互：JQ8400语音播报模块实时反馈药品验证结果、体温异常信息，ESP8266 WiFi模块实现与手机APP的局域网通信。

动力与结构：双直流电机+TB6612FNG驱动芯片提供灵活动力，三轮式底盘设计适配医院狭窄通道，药盒可拆卸且固定牢固，保障药品运输安全。

2. 软件与算法：精准控制，流程闭环

基于Keil uVision5开发环境，以C语言编写核心程序，关键逻辑包括：

主控制流程：用户通过APP选定病房、病床及药品→机器人扫描条码验证药品→PID算法控制沿预设路径循迹→到达后舵机开盖→红外检测药品取走后关盖→体温异常时语音报警+APP推送→任务完成原路返航。

核心算法：采用PID控制（初始参数Kp=1.0、Ki=0.1、Kd=0.05）实现路径精准修正，搭配数字滤波算法排除传感器干扰，确保循迹误差小、运动稳定。

APP交互：基于Android Studio开发控制端，支持病房/病床选择、药品指定、实时状态监控（如体温异常报警弹窗），操作简洁易上手。

二、作品特色与价值

1. 创新性：“配送+监测”一体化，适配医疗场景

突破传统人工送药模式，集成药品验证、自主导航、体温监测、语音交互四大核心能力，尤其在传染病流行期间，可减少医护人员与患者直接接触，降低交叉感染风险。

采用“硬件模块化+软件分层设计”，后期可扩展机器视觉导航、多机器人协同等功能，适配更复杂的医疗环境。

2. 可行性：低成本+高适配，易落地推广

硬件选用开源、低成本元器件（如STM32F103C8T6、ESP8266），整体成本可控，适合医院、养老院小规模部署；

经实验验证，所有功能均稳定达标：条码识别准确率100%（支持30%污损条码容错）、体温检测响应时间＜0.5秒、循迹偏差小（可应对直线、曲线路径），且APP通信延迟在5-20米范围内均符合要求。

3. 完整性与规范性：全流程覆盖，设计标准

功能上覆盖“指令下发-药品验证-路径配送-状态反馈-任务收尾”全流程，无关键环节缺失；

文档包含完整的硬件原理图、软件流程图、实验测试数据，代码注释清晰，符合嵌入式开发规范，便于后续优化与迭代。

三、实际应用与展望

目前，该机器人已完成样机制作与功能验证，可直接应用于医院病房、养老机构的日常药品配送，能有效提升配送效率（较人工缩短30%以上时间）、降低人力成本，同时通过体温实时监测为疾病防控提供数据支持。

未来，我们计划进一步优化：引入机器视觉算法提升复杂环境导航精度，对接医院药品管理系统实现药品自动出入库，结合AI技术实现患者用药需求的个性化配送，助力医疗服务向更智能、更高效的方向发展。