家用智能藥箱的設計與實現

黃鈺恒

（江蘇 南京 210000）

1 緒論

1.1 智能藥箱的現狀和存在的問題

目前有以下幾種智能藥箱：

一類是家用藥箱，此種藥箱的體型較大，可在家使用，主要有提醒老人吃藥的功能，每次吃藥都會自動配好藥，可以通過手機以便與互聯網數據同步。雖然智能藥箱現狀已經有很先進的發展，各種功能豐富，但是它們有的不別于攜帶，只適合家用。而且，這種藥箱的價格相當高。

另一類是戶外藥箱，此類藥箱較為輕便、易攜帶。這種藥盒可以自動告訴時間提醒老人按時吃藥。該包裝輕便方便，便于老年人攜帶攜帶。便攜式藥箱雖然易于攜帶，但功能太單一，只有報時功能，藥的取拿十分不便，并且很少能確保藥品是否能繼續服用。多數藥箱的功能只是方便取藥，功能單一。而老人吃藥的時間也不長，如果僅僅把其當作藥箱也是一種負擔。

1.2 設計方案

（1）設計的藥箱以圓形為主要形狀，方便攜帶，也可放在家中。

（2）由控制芯和藥盒的兩部分組成。核心是藥箱中的一個控制面板，藥盒是核心周圍裝藥的盒子。

（3）藥盒可以隨時拆卸更換，有幾種不同型號的盒數，控制藥量，節省空間。用塑料制成，輕便。

（4）主控核心可以與手機APP 聯網。這樣家人可以通過APP 知道老人去了哪兒與其吃藥的狀況。也可調控吃藥時間。它也使老年人更加自主。觸摸屏可以使老人隨時查看吃藥時間，天氣狀況等一系列必要事情。

（5）控制核心能根據設定的時間，提醒使用人要按時吃藥，并說明吃藥的次數。同時會有振動，以防耳背的老人聽不見。同時，核心上的按鈕燈亮起，老人只要按按鈕，藥盒則自動彈開，老人可取藥。當取藥結束時，將藥盒按回去，并提示語結束。這樣可以防止老人忘記吃藥的時間，又能有效避免老人因行動不便去開藥盒的意外。

2 系統介紹

2.1 單片機控制核心

單片機是由集成電路芯片組成的一個小型而完整的計算機系統。目前單片機在各個領域都有著廣泛的應用，其中包含各種元器件，例如中央處理器CPU、只讀存儲器ROM、隨機存儲器RAM、多種IO 口、定時器等。

目前，單片機在嵌入式操作系統中得到了廣泛的應用。SCM 主要用作所有電器和手持移動電話的核心，可以直接作為專用的Windows 操作系統使用。目前主流的單片機包括CPU、4KB 容器RAM、128KB ROM、2 位16 位定時計數器。4 個8 位并行端口，全雙工串行端口，ADC DAC，SPI，I2C，ISP，IAP。單片機功能強大，具有多種優點：它的系統結構簡單，完全模塊化操作，使用非常方便。同時可靠性強，可以持續工作106～107h。單片機還具有功能強大、處理快、速度快、能耗低、體積小、易于生產便攜產品等優點。

在單片機之中，基本結構運算器是由算術邏輯單元、累加器、寄存器等部分組成，通過各器件之間聯合工作，完成單片機中的邏輯運算功能。控制器由程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器等組成。單片機的應用滲透到各個領域，可以說是極為廣泛，在工業儀器，智能家電，機械控制等領域，都廣泛使用單片機作為控制核心進行控制。

本藥箱中單片機主要用于核心之中，是80C51 型，是核心的主要控制面板。在單片機上可以控制電子顯示屏，計時器，溫濕度傳感器以及語言等模塊控制其系統。由于單片機的便攜易帶，可以很好地降低老人出行時攜帶的不便。由于其成本低，可以降低購買門檻。它能很好地反映智能藥盒的智能便攜功能。

2.2 紅外溫度傳感器

在日常生活中，溫度傳感器被廣泛使用。紅外溫度傳感器是一種利用輻射熱效應檢測溫度的非接觸式溫度傳感器。物體的溫度越高，輻射產生的紅外輻射就越多，紅外輻射的能量就越大。通過檢測紅外輻射能量，我們可以知道物體的溫度。本文所用的紅外溫度傳感器為HE-205 型。測量溫度在0 ～500℃之間，精度可達1 度，分辨率高達0.10C，可以完全滿足智能藥箱的日常需求。紅外溫度傳感器對于藥箱中藥品質量的確保無疑有很大的幫助，是一種高性能經濟型傳感器。

2.3 濕度傳感器

同溫度傳感器相同，檢測環境濕度也是保證藥品質量的重要一環節。濕敏元件是一種最簡單的溫度傳感器，本品使用的電阻傳感就是借助于濕敏元件完成濕度測量的。其特征在于覆蓋在基板上由濕材料制成的薄膜層。當箱內的水蒸氣被吸附在濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發生變化。濕度可以通過這個特性來測量。它以氧化鋁為主要原料，具有體積小、靈敏度高、速度快等特點。藥物的質量可以及時反映出來。

2.4 液晶觸摸屏

液晶觸摸屏屬于平面顯示器的一種，用于本藥箱的屏幕顯示，可以更改并查看時間、查看天氣等情況。LCD 具有重量輕、體積小、使用方便靈活等特點。它逐漸取代了鍵盤作為嵌入式系統最常用的人機交互工具。

2.5 Siri 語音系統

智能語音系統是本藥箱的現代智能化體現之一，用戶可以通過語音方式同藥箱交流，從而可以設置時間等功能。該藥箱采用SIRI 語音作為語音控制系統，是蘋果公司在其產品上應用的智能語音控制系統。

在技術上，SIRI 語音可以分為前端和后端兩個方面。在前面，西麗主要負責人工智能語音識別和語音合成技術。它可以識別用戶的語音并將其轉換成文本，然后通過語音知識庫將結果轉換成語音輸出。

在后臺技術方面，主要完成相關處理請求的內容搜索，用以匹配用戶的請求。其主要依據兩個數據庫進行搜索。

（1）以百度為代表的網頁搜索技術。

（2）以百度庫為代表的知識庫。本品在藥箱中內嵌入Siri 語音系統，完成藥箱和用戶之間的智能語音交流，使藥箱在規定時間能夠準確、快速地報時，加強藥箱的智能性。

3 創新點

（1）核心當中，還有溫濕度傳感器，如果是藥品受潮或受熱，均可以感受出來并加以調控，語言提示藥已經壞，并通過APP 提醒家人來更換。

（2）另外，上面還有報警功能，如果老人突發不適，可以按下報警系統，發出求救信號，并通過APP 告知家人。

（3）核心表面是液晶顯示屏，可通過顯示屏老人自己調整時間，并知道下一個時間點。背面則裝有微型收音機，可以隨時聽音樂，使藥箱不僅僅是藥箱，也附帶有娛樂功能。

（4）核心連接著APP，家人可用過其知道老人的狀況，隨時知道老人行蹤。

（5）還可供記憶力不好，并患有多種疾病的年輕人使用。

4 結語

總之，本智能藥箱運用單片機，溫濕度傳感器，siri 語音系統，能使老人能夠方便的吃藥，減少了諸多不便。本藥箱的APP，也能使家人們能有效的知道老人的行蹤以及老人的安全狀況。年輕人可以減輕負擔，自由地做自己的事情。未來對于老年人的救治、醫療將更加專業化與智能化。由于其多功能，使其利于大批量生產，能更好滿足市場需求，在市場競爭力上得到提高。智能藥箱，不僅適用于老人，還將適用于更多的特殊人群。