一种智慧立体药箱

1.本发明涉及一种药箱，具体涉及一种智慧立体药箱。


背景技术：

2.药箱在日常生活中使用的比较多，大多作为收纳盒功能。用于对急救药品的储备，方便取用时能够快速找到需要的药品。有翻盖式、折叠收纳式等。现有的药箱仅仅实现了收纳功能，无法提供更多的人性化服务。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种智慧立体药箱，除了存储药品之外还可以实现一次人工装药、多天服药功能。
4.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种智慧立体药箱，包括顶部配设有药箱上盖的药箱壳体以及设置在所述药箱壳体内部的横式转子药仓、步进电机和带有时钟芯片的控制器，还包括以抽屉形式镶嵌设置在所述药箱壳体中的药盒；所述横式转子药仓包括横式转子以及绕所述横式转子设置的多条条形药仓，每条所述条形药仓均被分割成数量相等的多个小药仓；所述横式转子横向并可转动的安装在所述药箱壳体内部且与所述步进电机的转轴连接，所述步进电机还与所述控制器电连接；所述药盒设有多个，且所述药盒的个数与任一条所述条形药仓中小药仓的个数相等，所述药箱壳体的侧壁上开设有药盒口，多个所述药盒并排设置且以抽屉形式安装在所述药箱壳体的药盒口中，多个所述药盒位于所述横式转子药仓的下方且与任一条所述条形药仓中的小药仓一一相对。
5.本发明的有益效果是：本发明一种智慧立体药箱中横式转子药仓上的多条条形药仓一次可以装盛多天量的药品，控制器通过时钟芯片获取的基准时间控制步进电机定时旋转预设角度，在一天中使某一条条形药仓内的药落入药盒中；由于条形药仓被分割成多个小药仓，多个小药仓可以将一天量的药分割成早中晚等多个时段存放，多个小药仓内的药品可以对应落入多个药盒中，方便用户按时按量服用药品，为用户提供人性化的服务。
6.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
7.进一步，所述横式转子药仓具体包括所述横式转子以及横向设置在所述药箱壳体内部的圆筒，所述横式转子的两端分别对应可转动的轴接在所述圆筒的两圆面中心处，所述横式转子周围设置有多条条形药仓板，每条所述条形药仓板均沿所述横式转子延伸方向设置且与所述圆筒内壁预留有转动狭缝，相邻两块所述条形药仓板构成所述条形药仓；每条所述条形药仓内设置有多块药仓隔板，每条所述条形药仓内设置的多块药仓隔板将所述条形药仓分割成多个所述小药仓；所述圆筒的上侧面设置有条形的装药口，所述圆筒的下侧面设置有条形的出药口，多个所述药盒位于所述出药口下方并与所述出药口相对；所述出药口上配设有可拆卸的弧形药仓挡板。
8.采用上述进一步方案的有益效果是：横式转子药仓的一整个转子药仓分为多条条形药仓，每条条形药仓分为多个小药仓；用多条条形药仓装配多天的药量，将一天的药量通
过多个小药仓进行分配早中晚等时段的药量，每个小药仓可以用隔板适当隔开，避免不同药品相互作用；药箱需要间隔多天进行装药，装药的过程中，需要插入弧形药仓挡板和打开药箱上盖板，将药品按量装入每个小药仓中，通过装一次药按一次按钮控制步进电机转动一条条形药仓实现装药。
9.进一步，所述条形药仓设有七条，每条所述条形药仓内的小药仓均设有三个。
10.采用上述进一步方案的有益效果是：本发明的智慧立体药箱可以实现一次人工装七天的药量，并可以实现一天中早中晚三个时段的服药功能。
11.进一步，所述控制器包括型号为第一开发板和第二开发板，所述第一开发板具体为esp32uno开发板，所述第二开发板具体为esp8266nodemcu开发板；所述时钟芯片与所述第一开发板的时钟引脚电连接，所述步进电机通过步进电机驱动芯片与所述第一开发板的步进电机控制引脚电连接。
12.进一步，所述药箱上盖具体为通过前后滑动实现打开与关闭的盖体，所述药箱上盖上设有药箱上盖锁孔，每个所述药盒上均设有药盒锁孔，所述药箱壳体内部还安装有门禁电磁锁、继电器和译码器，所述门禁电磁锁和所述继电器均设有多个且数量相等并一一对应，多个所述门禁电磁锁分别与所述药箱上盖锁孔以及多个所述药盒锁孔一一对应；所述药箱壳体内部设置有与所述门禁电磁锁相匹配的射频阅读器，且所述射频阅读器在所述药箱壳体外侧面形成有射频刷卡区；所述射频阅读器与所述第一开发板的射频阅读引脚电连接，所述第一开发板的电磁锁控制引脚与所述译码器的输入端电连接，所述译码器的输出端分别通过多个所述继电器一一对应的与多个所述门禁电磁锁电连接。
13.采用上述进一步方案的有益效果是：本发明通过配有门禁电磁锁防止小孩误取药和重复装药。
14.进一步，所述药箱壳体内部设置有风扇和用于检测药箱壳体内部的温度传感器，所述温度传感器与所述第一开发板的温度信号输入引脚电连接，所述第二开发板的风扇控制引脚与所述风扇电连接；或/和，所述药箱壳体上设有用于检测环境温湿度的温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述第二开发板的温湿度信号输入引脚电连接。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：温度传感器可以检测药箱壳体内部的温度，当药箱壳体内部的温度过高会导致药品变质，因此当温度传感器可以检测药箱壳体内部的温度过高时，第二开发板控制风扇运转散热；温湿度传感器可以检测环境温湿度，第一开发板在时钟芯片获取的基准时间下定时进行温湿度提醒，为向用户发送防寒保暖短信提醒提供数据支撑。
16.进一步，所述药箱壳体内部设有与多个所述药盒一一对应的多个u型光电传感器，当所述药盒位于所述药箱壳体内部时，所述药盒穿插在对应的所述u型光电传感器的u型口中；所述药箱壳体内部含设置有远程通信模块，多个所述u型光电传感器分别与所述第二开发板上的多个光电传感器信号输入引脚一一对应电连接，所述第二开发板的通信引脚与所述远程通信模块电连接。
17.采用上述进一步方案的有益效果是：u型光电传感器用于检测药盒是否被打开，如果用户在预设时间内仍未打开药盒服药，第二开发板将会通过远程通信模块向用户或用户亲属发送手机短信提醒。
18.进一步，所述药箱壳体外侧面上镶嵌设置有显示屏，所述显示屏与所述第一开发
板的显示信号输出引脚电连接。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：显示屏可以显示时钟芯片获取的基准时间信息等。
20.进一步，所述药箱壳体上设置有指示灯或/和蜂鸣器，所述指示灯与所述第一开发板的指示灯引脚电连接或/和所述蜂鸣器与所述第一开发板的蜂鸣器引脚电连接。
21.采用上述进一步方案的有益效果是：指示灯或/和蜂鸣器用于在到达服药时间后，进行光或声或声光报警，提醒用户服药，为提醒用户服药提供硬件基础。
22.进一步，所述药箱壳体内设置有用于供电的多路输出供电模块，所述多路输出供电模块包括降压开关型集成稳压芯片和低压差线性稳压芯片；所述降压开关型集成稳压芯片的vin引脚连接有多路输出供电模块输入端p1，所述多路输出供电模块输入端p1连接在用于接入12v电源的电源接口h3上，所述降压开关型集成稳压芯片的vin引脚还通过并联的电容c1和电容c2接地，所述降压开关型集成稳压芯片的gnd引脚接地，所述降压开关型集成稳压芯片的out引脚通过稳压二极管d1接地，所述降压开关型集成稳压芯片的out引脚的一端还连接在电感l1的一端，所述电感l1的另一端通过电容c3接地，所述电感l1的另一端还连接在所述降压开关型集成稳压芯片的fb引脚上，所述电感l1的另一端用于输出5v/3a电压并连接有电源接口h1；所述低压差线性稳压芯片的vin引脚电连接在所述电感l1的另一端上，所述低压差线性稳压芯片的gnd引脚接地，所述低压差线性稳压芯片的vout引脚通过并联的电容c4和电容c5接地，所述低压差线性稳压芯片的vout引脚用于输出3.3v电压并连接有电源接口h2，所述低压差线性稳压芯片的vout引脚上还通过串联的电阻r2和发光二级管led1接地；其中，所述电源接口h3与所述第一开发板的vin引脚电连接并给所述第一开发板供电，所述电源接口h1与所述第二开发板的vin引脚连接并给所述第二开发板供电，所述第二电源接口h2分别与多个所述门禁电磁锁的电源端电连接并给多个所述门禁电磁锁供电。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：电源模块为药箱壳体内部的控制器及其他用电器件供电，保证整个智慧立体药箱正常运行。
附图说明
24.图1为本发明一种智慧立体药箱的一视角的立体结构爆炸示意图；
25.图2为本发明一种智慧立体药箱的另一视角的立体结构爆炸示意图；
26.图3为本发明一种智慧立体药箱内部esp32uno开发板的连接关系示意图；
27.图4为本发明一种智慧立体药箱内部esp8266nodemcu开发板的连接关系示意图；
28.图5为电源模块的电路原理图；
29.图6为esp32uno供电电路的电路原理图；
30.图7为esp8266nodemcu供电电路的电路原理图。
31.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
32.1、药箱上盖，2、药箱壳体，3、药盒，4、横式转子，5、药盒口，6、圆筒，7、条形药仓板，8、药仓隔板，9、弧形药仓挡板，10、药箱上盖锁孔，11、药盒锁孔，12、射频刷卡区，13、显示屏，14、布线区，15、电机区，16、检测区。
具体实施方式
33.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
34.如图1和图2所示，一种智慧立体药箱，包括顶部配设有药箱上盖1的药箱壳体2以及设置在所述药箱壳体2内部的横式转子药仓、步进电机和带有时钟芯片的控制器，还包括以抽屉形式镶嵌设置在所述药箱壳体2中的药盒3；所述横式转子药仓包括横式转子4以及绕所述横式转子4设置的多条条形药仓，每条所述条形药仓均被分割成数量相等的多个小药仓；所述横式转子4横向并可转动的安装在所述药箱壳体2内部且与所述步进电机的转轴连接，所述步进电机还与所述控制器电连接；所述药盒3设有多个，且所述药盒3的个数与任一条所述条形药仓中小药仓的个数相等，所述药箱壳体2的侧壁上开设有药盒口5，多个所述药盒3并排设置且以抽屉形式安装在所述药箱壳体2的药盒口5中，多个所述药盒3位于所述横式转子药仓的下方且与任一条所述条形药仓中的小药仓一一相对用于承接从各个小药仓滑落的药品。
35.在本具体实施例中：所述横式转子药仓具体包括所述横式转子4以及横向设置在所述药箱壳体内部的圆筒6，所述横式转子4的两端分别对应可转动的轴接在所述圆筒6的两圆面中心处，所述横式转子4周围设置有多条条形药仓板7，每条所述条形药仓板7均沿所述横式转子4延伸方向设置且与所述圆筒6内壁预留有转动狭缝，相邻两块所述条形药仓板7构成所述条形药仓；每条所述条形药仓内设置有多块药仓隔板8，每条所述条形药仓内设置的多块药仓隔板8将所述条形药仓分割成多个所述小药仓；所述圆筒6的上侧面设置有条形的装药口，所述圆筒6的下侧面设置有条形的出药口，多个所述药盒3位于所述出药口下方并与所述出药口相对；所述出药口上配设有可拆卸的弧形药仓挡板9。具体的，所述条形药仓设有七条，每条所述条形药仓内的小药仓均设有三个，即一整个横式转子药仓分为沿横式转子延伸方向的七条条形药仓，每条条形药仓分为三个小药仓。用七条条形药仓装配七天的药量，将一天的药量通过三个小药仓进行分配早中晚的药量。每个小药仓内也可以用隔板适当隔开，避免不同药物相互作用。药箱需要每周进行装药，装药的过程中，需要插入弧形药仓挡板9和滑开药箱上盖板1。将药品装入小药仓中，通过装一次药按一次按钮控制步进电机转动一条条形大药仓实现装药。
36.在本具体实施例中：所述控制器包括第一开发板(如图3所示)和第二开发板(如图4所示)，所述第一开发板具体为esp32uno开发板，所述第二开发板具体为esp8266node mcu开发板；所述第一开发板与所述第二开发板之间基于wifi通信连接，且通信协议是espnow协议,所述第一开发板与所述第二开发板的关系是主副控制器,第一开发板为主控制器,第二开发板为副控制器；所述时钟芯片与所述第一开发板的时钟引脚电连接，所述步进电机通过步进电机驱动芯片与所述第一开发板的步进电机控制引脚电连接。
37.在本具体实施例中：所述药箱上盖1具体为通过前后滑动实现打开与关闭的盖体，所述药箱上盖1上设有药箱上盖锁孔10，每个所述药盒3上均设有药盒锁孔11，所述药箱壳体2内部还安装有门禁电磁锁、继电器和译码器，所述门禁电磁锁和所述继电器均设有多个且数量相等并一一对应，多个所述门禁电磁锁分别与所述药箱上盖锁孔10以及多个所述药盒锁孔11一一对应；所述药箱壳体2内部设置有与所述门禁电磁锁相匹配的射频阅读器，且所述射频阅读器在所述药箱壳体2外侧面形成有射频刷卡区12；所述射频阅读器与所述第
一开发板的射频阅读引脚电连接，所述第一开发板的电磁锁控制引脚与所述译码器的输入端电连接，所述译码器的输出端分别通过多个所述继电器一一对应的与多个所述门禁电磁锁电连接。
38.在本具体实施例中：所述药箱壳体2内部设置有风扇和用于检测药箱壳体2内部的温度传感器，所述温度传感器与所述第一开发板的温度信号输入引脚电连接，所述第二开发板的风扇控制引脚与所述风扇电连接；或/和，所述药箱壳体2上设有用于检测环境温湿度的温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述第二开发板的温湿度信号输入引脚电连接。
39.在本具体实施例中：所述药箱壳体2内部设有与多个所述药盒一一对应的多个u型光电传感器，当所述药盒位于所述药箱壳体2内部时，所述药盒3穿插在对应的所述u型光电传感器的u型口中；所述药箱壳体2内部含设置有远程通信模块，多个所述u型光电传感器分别与所述第二开发板上的多个光电传感器信号输入引脚一一对应电连接，所述第二开发板的通信引脚与所述远程通信模块电连接。
40.在本具体实施例中：所述药箱壳体2外侧面上镶嵌设置有显示屏13，所述显示屏13与所述第一开发板的显示信号输出引脚电连接。
41.在本具体实施例中：所述药箱壳体2上设置有指示灯或/和蜂鸣器，所述指示灯与所述第一开发板的指示灯引脚电连接或/和所述蜂鸣器与所述第一开发板的蜂鸣器引脚电连接。
42.在图2所示的智慧立体药箱中，14为布线区，15为电机区，16为检测区；其中布线区14用于安装所述继电器、控制器及相关的供电模块等，电机区15用于安放步进电机以及远程通信模块，检测区16用于装配u型光电传感器以及实现门禁功能的门禁电磁锁等。
43.图3和图4分别为本发明一种智慧立体药箱内部的部分电路原理图，图3和图4合在一起就是本发明一种智慧立体药箱内部的整体电路原理图；在本具体实施例中，由于药盒3设有三个，因此有3个药盒锁孔11，所以需要设置三个门禁电磁锁和三个u型光电传感器，再加上与药箱上盖锁孔10对应的门禁电磁锁，则一共需要四个门禁电磁锁(如图3中所示的k1-k4)；根据门禁电磁锁的个数选择2-4译码器进行控制相关继电器进而控制电磁锁，具体的，译码器的型号为sn74ls139adr；射频阅读器的型号选择rfid-rc522；时钟芯片的型号选择ds1320，步进电机的型号选择28byj-48，步进电机驱动芯片的型号选择uln2003；温度传感器的型号选择ds18b20，温湿度传感器的型号选择dht11；远程通信模块的型号选择sim900a；显示屏选择lcd1602显示屏或者更薄的oled屏幕；指示灯选择双色led指示灯(红色和绿色)，蜂鸣器选择有源蜂鸣器；第一开发板上还连接有按钮，在装药品时，按一次该按钮控制步进电机转动一条条形药仓实现装药。图4中的fan代表风扇。
44.在本具体实施例中：所述药箱壳体2内还设置有用于供电的多路输出供电模块，如图5所示，所述多路输出供电模块包括降压开关型集成稳压芯片(型号为lm2596-5.0)和低压差线性稳压芯片(型号为asm1117 3.3v)；所述降压开关型集成稳压芯片的vin引脚连接有多路输出供电模块输入端p1，所述多路输出供电模块输入端p1连接在用于接入12v电源的电源接口h3上，所述降压开关型集成稳压芯片的vin引脚还通过并联的电容c1和电容c2接地，所述降压开关型集成稳压芯片的gnd引脚接地，所述降压开关型集成稳压芯片的out引脚通过稳压二极管d1接地，所述降压开关型集成稳压芯片的out引脚的一端还连接在电感l1的一端，所述电感l1的另一端通过电容c3接地，所述电感l1的另一端还连接在所述降
压开关型集成稳压芯片的fb引脚上，所述电感l1的另一端用于输出5v/3a电压并连接有电源接口h1；所述低压差线性稳压芯片的vin引脚电连接在所述电感l1的另一端上，所述低压差线性稳压芯片的gnd引脚接地，所述低压差线性稳压芯片的vout引脚通过并联的电容c4和电容c5接地，所述低压差线性稳压芯片的vout引脚用于输出3.3v电压并连接有电源接口h2，所述低压差线性稳压芯片的vout引脚上还通过串联的电阻r2和发光二级管led1接地；其中，所述电源接口h3与所述第一开发板的vin引脚电连接并给所述第一开发板供电，所述电源接口h1与所述第二开发板的vin引脚连接并给所述第二开发板供电，所述第二电源接口h2分别与多个所述门禁电磁锁的电源端电连接并给多个所述门禁电磁锁供电。
45.在本实施例中，所述电源接口h3通过适配器接入市电，适配器输出12v电源接入所述电源接口h3，所述电源接口h3处的12v电源给第一开发板的vin引脚供电，还对所述多路输出供电模块输入端p1供电；多路输出供电模块降压后的5.0v从电源接口h1引出，给第二开发板的vin引脚供电，还给步进电机供电；多路输出供电模块降压后的3.3v从电源接口h2引出给四个门禁电磁锁供电。
46.另外，所述第一开发板内集成有esp32uno供电电路，所述第一开发板的vin引脚通过esp32uno供电电路给与所述第一开发板连接的需供电元件供电；在本实施例中，esp32uno供电电路的电路原理如图6所示，所述第一开发板的vin引脚提供的+12v电压经过esp32uno供电电路中型号为ncp1117st50t3g的低压差正压稳压器uu1输出+5v电压给步进电机驱动芯片和显示屏供电，然后低压差正压稳压器uu1输出+5v电压经过型号为lp2985-33dbvr的稳压器uu4输出+3.3v电压给温度传感器、按钮、时钟芯片、有源蜂鸣器、射频阅读器和继电器的线圈供电。所述第二开发板内集成有esp8266nodemcu供电电路，所述第二开发板的vin引脚通过esp8266nodemcu供电电路给与所述第二开发板连接的需供电元件供电；在本实施例中，esp8266nodemcu供电电路的电路原理如图7所示，所述第二开发板的vin引脚提供的+5v电压经过esp32uno供电电路中的稳压二极管d5输出+5v电压给远程通信模块sim900a供电，所述第二开发板的vin引脚提供的+5v电压经过esp32uno供电电路中的型号为ams1117的低压差稳压器u11输出3.3v电压给温湿度传感器以及光电传感器供电。
47.本发明的控制机构以控制器为核心，负责数据的采集与输出控制，采用时钟芯片ds1302获取的基准时间进行定时控制落药和温度提醒。采用步进电机作为横式转子药仓旋转落药的动力，当到达设定时间后，横式转子药仓旋转51度(该角度根据条形药仓的条数来设定，在多条条形药仓均匀间隔设置的条件下，步进电机旋转一次的角度等于360
°
除以n，其中n为条形药仓的条数)将一条条形药仓内各个小药仓中的药品自动滑落进对应的药盒。通过温湿度传感器dht11和温度传感器ds18b20分别采集环境温湿度和药箱内部的温度，将获取到的药箱内部温度和时间通过显示屏lcd1602进行显示。药箱内部温度过高会导致药品变质，因此当药箱温度过高时采用风扇进行散热。环境中的温湿度用来为向用户发送防寒保暖短信提醒提供数据支撑。采用射频阅读器rc522作为药箱的门禁芯片，只有刷卡并信息比对成功后才能打开药盒取药和为药箱进行装药。药箱装药时需要刷卡和打开药箱上盖，药箱上盖通过门禁电磁锁的卡扣控制是否被打开。药盒一共有三个，分别为早、中、晚，均配有u型光电传感器和门禁电磁锁,并且采用2-4译码器进行控制相关继电器进而控制门禁电磁锁。到达服药时间后，亮绿灯、蜂鸣器鸣叫，直到用户采用特定ic卡进行靠近识别，识别为正确后关闭灯和停止蜂鸣器鸣叫。采用u型光电传感器检测药盒是否被打开，如果用户
在预设时间段内(例如半个小时内)仍未打开药盒服药，将会通过远程通信模块sim900a向用户或用户亲属发送手机短信提醒。门禁配合继电器进而控制门禁电磁锁实现刷卡开启药盒卡扣，并在预设时间后(例如10s后)关闭门禁电磁锁的卡扣。
48.本发明提供的一种智慧立体药箱，该智慧立体药箱具有如下优点：(1)能够实现一次人工装药、多天服药的功能；(2)能够实现服药时间段进行声光提醒功能、对于半个小时内仍未服药的患者将通过发送手机短信提醒子女；(3)药品存储过程中，潮湿或者温度过高会导致药品变质，通过风扇自动控制温湿度；(4)配有门禁功能防止小孩误取药和重复装药；(5)早晨自动提醒患者防寒保暖；(6)配有公众号用于获取电子说明书和养生小知识。本发明的一种智慧立体药箱操作方便，能提供更多的人性化服务，具有实际意义和应用价值。
49.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。