一种智能药盒及其控制系统的制作方法

本发明涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种智能药盒及其控制系统。

背景技术：

随着老龄化现象越来越严重，老年人随着年龄的增长，身体机能和抵抗能力都有所减弱，易患高血压、冠心病和糖尿病等，此类疾病无法完全医治好，只能通过药物或其它手段进行缓解治疗。而老年人随着记忆力的衰退，容易忘记按时服药，导致药物治疗效果不打折扣。如果有一款具备按时提醒服药，并能将预先备好药物给于老人的智能化药盒，则能够帮助老人解决吃药问题，且也能受到市场和老人们的欢迎。因此，本设计就是专门针对老年人而定制的一款功能强大、经济实用、操作简便的智能化药盒。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种经济实惠、使用便捷的智能药盒，可以定时提醒老年人服药，并将预先备好的药物提供给老人，以及具备定时设置、语音提醒等人机交互功能。

本发明的技术方案为：一种智能药盒，所述药盒为圆柱形；所述药盒顶部设置液晶显示器，LED灯，按钮和药盒开关；侧面设置有四个按门；所述药盒内部包括四层托盘，所述托盘每层被格档均匀分成7个扇形；所述药盒最底层托盘下面粘贴一圆形黑色亚克力板7，并在亚克力板外缘有一小孔；所述药盒中央位置设置有一螺纹轴，每个托盘通过螺母固定在螺纹轴上，所述药盒底部设置有一个光电开关和一个步进电机，螺纹轴底部通过联轴器固定在步进电机输出轴上，光电开关固定在药盒底盘内部并与黑色亚克力板7上的小孔垂直对齐。

优选地，一种智能药盒，所述托盘数量为4个。

优选地，一种智能药盒，所述托盘被分为7个扇形空间。

优选地，一种智能药盒，所述药盒侧面的按门与扇形空间大小一致。

进一步地，一种智能药盒，所述的按键包括放药键，自加键、确定键、返回键。

本发明还提供一种智能药盒控制系统，技术方案为：一种智能药盒控制系统：包括中央控制模块：用于接收各模块指令，并发送给需要进行操作的模块；电源模块：用于给控制系统、各模块供电；语音提示模块：用于提醒操作者或者服药者进行相应的操作；显示模块：用于初始化设置参数和时间显示；时钟模块：用于时间计数和次数计数；电机驱动模块：用于控制步进电机驱动轴转动；倾角检测模块：用于采集药盒状态信；按键输入模块：用于对控制系统初始化时的参数进行调整。

进一步地，一种智能药盒控制系统，还包括无线发射模块，所述无线发射模块将信息发送给智能终端设备。

进一步地，一种智能药盒控制系统，还包括光电开关电机位置矫正模块：用来矫正电机位置。

优选地，一种智能药盒控制系统，所述的按键输入模块参数包括：服药总次数、每天服药次数、服药时间。

本发明的药盒功能强大、价格低廉、使用方便，为患者特别是老年人定时服药提供一种便捷的解决方案。

附图说明

图1是本发明一种智能药盒的外观图；

图2是本发明一种智能药盒的物理结构图；

图3是本发明一种智能药盒的控制系统框图；

其中，1液晶显示屏、2LED灯、3药盒开关、4按键、5按门、6螺纹轴、7黑色亚克力板、8格档、9托盘、10步进电机、11光电开关、12小孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2所示，本发明的一种智能药盒，所述药盒为圆柱形；所述药盒顶部设置液晶显示屏1，LED灯2、按键4、药盒开关3；所述药盒侧面设置有按门5；所述药盒内部包括托盘9，所述托盘9被均匀分成多个扇形区间；所述药盒中央位置设置有一螺纹轴6，每个托盘9通过螺母固定在螺纹轴6上，所述药盒底部设置有步进电机10，螺纹轴6底部通过联轴器固定在步进电机10输出轴上；所述托盘9最底层下面还粘贴一个黑色圆形亚克力板，所述亚克力板上设置有一个小孔12，用来通过光电开关11发出的光，所述光电开关11固定在药盒内底盘上，其初始状态与亚克力板上的小孔12垂直对齐。

本实施例中，所述托盘9数量为4个，分别对应早、中、晚、睡前四次药物储存空间；所述托盘9被分为7个扇形空间，说明每一个扇形空盒约为51°，用它来存储一周7天将要服用的药品；所述药盒侧面的按门5与扇形空间大小一致，用来存取药品；所述的药盒顶部设置有液晶显示屏1、按键4、LED灯2、药盒开关3；所述的按键4包括放药键，自加键、确定键、返回键。

本实施例中电机采用28BYJ-48 5V DC电机，特点是转动精度高、转动平缓。电机控制的目的是在每一次达到预设定时间后，需要电机驱动模型转动，使对应的药盒转向按门5，并与门位置对应正确。

如图3所示本发明提供的一种智能药盒控制系统，技术方案为：一种智能药盒控制系统：包括

中央控制模块：用于接收各模块指令，并发送给需要进行操作的模块；使用arduino pro mini328p作为主控芯片，该芯片采用电路集成技术，集成了主控芯片、降压芯片、I/O接口和中断系统等，其体积较小，使用简便，价格便宜，功能齐全，满足设计要求。

电源模块：用于给控制系统、各模块供电；采用lm7805集成芯片电路，本实施例中供直流5V电。

语音提示模块：用于提醒操作者或者服药者进行相应的操作；使用syn6288芯片，其通过串口接收待合成的文本信息，实现文本到信息(TTL)的转换，硬件接口简单，价格较低，合成的电子声音准确清晰，支持休眠功能。

显示模块：用于初始化设置参数和时间显示；使用LCD12864芯片，主要用来初始化设置参数和时间显示。LCD12864是一种图形点阵液晶显示模块，内置8192个16*16点阵汉字和128个16*8点阵ASCII字符集，即单个芯片屏幕最多可以显示4行8列共计32个中文字符或者8行8列共计64个ASCII字符集。支持串行通信，使用的I/O口较少，支持汉字、数字、字母和字符等。

时钟模块：用于时间计数和次数计数；使用DS1302模块，可以对年、月、日、周、时、分、秒计数。通过三路输出(CE、I/O和SCLK)与arduino pro mini 328p进行同步通信，使用的晶振的振荡频率为32.768kHz，这个频率对应每秒215个周期，非常适合二进制计数器计数。

电机驱动模块：用于控制步进电机驱动轴转动；使用ULN2003芯片，是由达林顿晶体管阵列组成的IC，内部还集成了反电动势的二极管，其特点是带负载能力强、高电压、高电流。

倾角检测模块：用于采集药盒状态信；用N1000060单轴倾角传感器来采集药盒状态信息。此传感器属于电容式加速度传感器，加速度计包括一个硅体微机械传感元件芯片和信号调理电路。该传感器有良好的灵敏度，检测精度较高，使用方便简单，价格较低。

按键输入模块：用于对控制系统初始化时的参数进行调整。

本实施例中，智能药盒控制系统还包括无线发射模块，所述无线发射模块将信息发送给智能终端设备；还包括光电开关电机位置矫正模块：用来矫正电机位置，采用OMRON微型光电开关EE-SX674光电传感器为电机位置矫正模块，它可以直接与arduino pro mini 328p连接，输出数字信号，且该传感器有三路输出(VCC、GND和OUT)，使用简单方便，价格低廉。

本实施例中，智能药盒控制系统所述的按键输入模块参数包括：服药总次数、每天服药次数、服药时间。

本实施例的智能药盒和智能控制系统在使用时，当使用者打开药盒开关3后，药盒控制系统会发送指令给电机位置矫正模块进行电机位置矫正。当电机位置矫正完毕后，光电开关上的LED灯2会亮起，此时系统语音提醒“请放药”，需要使用者将一天的药品放入对应的空盒中，按下放药键，传送指令给电机驱动模块，驱动电机转动51°(八拍运行时步距角为θ＝360度/(50*8)＝0.9度)，循环七次后药品放置完毕。然后通过按键输入模块对系统参数进行设定，包括一周服药总次数、一天内服药次数、每次服药的时间和消息发送手机号码等。此步骤完成后按确认按钮，系统驱动步进电机进行位置矫正后完成一周药量的放置。

在每天时间到达第一次预设的服药时间后，电机驱动模块驱动电机转动51°，使侧面按门5对应正确的盒子，再进行语音模块播报“该吃药了”，如果患者没有取药，之后重复播报“该吃药了”直到五分钟以后自动停止，当患者打开药盒上的按门5后，患者倾倒药品，倾角检测模块会检测到患者药品取出，若在一定时间内没有检测到药盒倾斜，系统会语音提示“请取药”，若在设置时间内一直没有检测到药盒倾斜则记录一个数据并向预存手机发送未吃药的短信；否则语音模块就会播报“请关门”，提醒患者将药盒按门5关好，控制系统进入下一次工作的待机状态。

当到达每天的第二、三、四次服药时间的时候，会进行语音播报，但电机不会进行转动，之后的操作都和第一次服药相同。每一次电机转动都会在系统内部进行计数，达到预设的服药次数后，语音提示模块提醒“请放药”，从而提醒患者放置药品。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。