一种智能药箱的设计

来源：中国慢性病预防与控制 【在线投稿】栏目：期刊导读时间：2021-02-07

0 引言

目前市场上并没有能规范老年人按时准确用药的药箱，并且出现的智能药盒也不适合老年人[1-3]。现有的药箱大多只有储药的功能，不具备最基本的提醒和分类药物功能。吃药时老人需要自己从药箱中取药，当服药种类比较多、服药次数多，将造成很大的不便，本文根据市场需求和老年人特点设计出一款适合老人使用的智能药箱。

1 智能药箱功能规划

智能药箱的基本功能是药品的储存功能，分类储药，防止药物污染，美观整洁。提醒功能，定时提醒，也可人工录入语音自由选择提示音，提醒用户按时吃药[4]。显示功能，显示用户服药情况，LED灯光闪烁提醒用户吃药，双重提醒。分药功能，按用户要求设定服药个数，配出每次药量，方便安全。根据智能药箱的功能规划要求，智能药箱在控制方面要满足如下功能：

（1）闹钟提醒功能，根据用户需求设定服药提醒时间，语音和LED灯光双重提醒。

（2）显示功能，显示模块显示时间，显示药箱中每种药的服药个数。

（3）温度湿度检测模块，温度湿度传感器实时监测药品存储环境的变化，防止药物变质。

（4）吃药预警功能，判断用户是否打开分药抽屉，若用户忘记打开抽屉，报警提醒。

（5）通信功能，记录用户服药情况，若用户忘记吃药，提醒其子女监督吃药。

（6）播放聊天功能，内部存储戏曲音乐，和语音助手，按用户要求聊天或播放戏曲音乐。

2 智能药箱的硬件设计总方案

2.1 智能药箱的硬件设计总方案

本文设计的智能药箱系统硬件设计总方案如图1所示。系统核心部件是中央处理器STM32F103，以中央处理器为控制中心，用户可以通过小键盘来实现用药时间的的设置，系统通过温度湿度传感器、吃药预警模块感知药物状况和用户服药状况。通过语音模块和LED电路实现语音提醒和LED灯双重提醒，并且结合GSM/GPRS模块可以把老人服药过程以短信的形式反馈到用户子女和其他监护人的手机，可以实现对老年人按时服药的监控和提醒[5]。

图1 智能药箱总体设计方案

2.2 智能药箱的系统功能设计

2.2.1 中央处理器

中央处理器选取的是STM32F103，意法半导体公司STM32芯片。包括一个PWM定时器，高性能的32位ARMCortex-M3CPU，可以联网、数据记录、USB外设扩展。也可以从外部存储器读取、解码、和输出音频信号。可以满足该设计的控制要求[5]。

2.2.2 机械分药机构

机械分药机构有储药盒，分药盘、隔板，分药抽屉等组成。用户根据设定的提醒时间拉动分药抽屉带动分药盘，分药盘可以按用户需求分出每次吃药个数，药粒自然掉入储药盒下方的分药抽屉里。抽屉拉出，用户拿出药粒复位抽屉，提醒结束。若用户未拉动抽屉，提醒一直响铃，并发送短信给其子女或其他监护人。

2.2.3 闹钟提醒

闹钟提醒功能设计如图2所示。该模块可以实现系统时间的设置，用户吃药时间的设置。语音定时提醒及用户未吃药提醒监护人。

图2 闹钟提醒流程图

2.2.4 语音模块

语音模块采用LD3320A语音识别模块，可实现人机对话、播放MP3功能[6]。也可根据定时时间发出报警响铃或提醒语音。

2.2.5 温湿度模块