在我国医药学迅速发展的环境下,药品的种类数目更是愈发庞大,在当前的市场上也存在着许多不同功能和种类的智能医疗箱,常见的类型包括:以收纳为主的塑料或者铝合金的智能医疗箱、以定时提醒为主的简易的智能医疗箱、以保温为主的特定药品智能医疗箱。从以上几种类型的智能医疗箱来看,当前市面上的智能医疗箱功能单一,不能满足用药人群对药的用法、类别等需求。用药人群不能快速了解药品的功能,从而达到快速筛选使用的效果,会出现用错药、用错量、药失效、药中毒等现象,从而破坏了储存药品最初的药效作用。智能药箱端选用性价比高、体积小的STM32作为核心处理器,完成了各模块的模块驱动程序设计。通过SPI通信实现以太网通信、音频文件读取与解码。通过USB通信实现与网络配置界面之间的数据交换,配置界面是用MFC进行设计,此界面实现药箱编号的设置、本地时间的获取和网络参数的配置。在 STM32芯片中移植了轻量级通信协议 uIP 协议和FAT文件系统,通过调用uIP协议中的接口函数实现了智能药箱端与远程服务器端之间的通信;利用FAT文件系统实现了从 Trans-flash Card中获取音频文件,并通过功放播放,为用户提供不同的音乐提醒。本系统采用液晶屏显示吃药信息,利用串行数据传输方式把吃药信息显示在LCD12864上。另外还有一个报警提示电路,当程序检测到药量不足时,就会触发蜂鸣器进行报警提示


(一)造型设计分析
①外形选择 本着家用药箱对容量的基本要求,我们采用方形的基本形,极简的外形以达 到最大程度的利用率。减少外形的纹饰以带来简约纯净的外观体验,将棱边处圆 角化,柔化触碰边缘,在箱体的棱角处进行包裹,在圆润边缘增强温和感的同时 增强箱体的抗压稳定能力。
②色彩选择 箱体以白、灰、透明为主色调,给人以清爽、洁净、卫生的感受,加以小面 积的暖色保持温暖感与关怀感,同时药匣可以个性化调整色块,以便快速寻找。
(二)功能设计分析
①分类收纳 不同于市面上对药品的基础收纳功能,新型智能医疗箱通过声纹识别进行控 制,自动对药品的储存方式(常温/特殊温度)进行智能分类,使得药品能够准 确储存。APP 将药品的生产日期、适应症状和禁忌信息进行记录,在需要使用时, 可以通过已经录入的信息快速筛选出用药者需要的药品。
②智能控温 针对需要进行温度控制的药品,智能医疗箱配有智能温度控制层,可以通过 定时器和调温仪控制温度,保证特殊药品的有效储存。而对于大部分无需特殊温 度保存的药品可以储存在无温度控制的基础收纳层。
③日期记录 服用过期药品是用药安全的一项重大隐患,用药人群常常因为没有注意到药 品的保质期而误服,智能药箱在 APP 扫描时会将药品的生产日期及有效日期进行 记录,并在药品过期时进行过期药品清理提醒。
④闹钟提醒 早期药箱的铃声都是固定化的音频,而且是单一的音调,听起来相当不舒服, 并且很难引起用户的注意力。对于现在科技发达的时代来说,很显然这种方式的 - 8 - 铃声已经相当的落后了。为了适应时代的需求,此智能药箱系统引入了 MP3 模 式,用户可以自行下载喜欢的音乐作为闹铃,灵活性更强。
⑤液晶显示 在这个科技发达的社会,产品上安置一个显示屏已经成为了一个普遍的趋势, 智能医疗箱也不例外。它的功能主要是起到提示吃药信息的作用。在我们身边有 很多这样的例子,闹钟到了,但却不知道此时应该吃什么药,吃多少药,这个时 候只得拿出药品的说明书寻找信息,对于老人来说增加了困难。所以,对于智能 药箱,液晶显示是必要的。液晶显示不需要多花哨,只要字体够大,让老人看清 上面的字即可。
⑥备用供电 由于数码产品全球化使用,锂电池以优异的性能在电池行业中脱颖而出,并 得到广泛应用。但是,锂电池的强大市场也导致劣质锂电池应运而生,这种劣质 电池尽管廉价,但寿命非常短、性能也非常不稳,如果使用不当,甚至会损坏系 统,引起爆炸。所以锂电池的选择对智能药箱来说至关重要。锂电池在智能药箱 上只是备用电池,一般情况下不使用,只有在突发情况,例如突然断电,才会给 系统供电,维持系统正常运作。
⑦防潮防腐 药箱在设计的同时,保障药品与外界充分隔绝,隔绝潮湿空气和异味。
⑧信息存储 智能药箱端需要从服务器端获取吃药信息,并显示在 LCD 上,为了能够长 久的存储,所以需要增加一个存储芯片。存储芯片擦写次数多,并且存储安全, 不易丢失数据,对于智能药箱来说是必不可少的。
(三)服务器端功能设计
服务器端主要包括数据库与应用程序,数据库主要是对老人的取药状态,求 助状态,各种药数量等进行记录。药箱端可以通过网络从远端数据库中获取信息, 并将信息存于内部 flash 中,药箱端也可以将信息发送给应用程序存储到数据库 中;应用程序主要实现访问数据库,与智能药箱端连接通信,将接收到的数据进 行数据进行处理,返回回复等功能。以前的智能药箱是没有网络这方便的涉及, 也没有一个数据库去记录下用户用药的具体情况,可以这么说,前期的智能药箱 在提醒功能上都是相对比较表象的。而服务器在智能药箱上的应用,一定程度上 增加了它的实用性。
(四)药箱整体设计分析 为了能够保证老人吃药的准确性,单单使用闹钟是远远不够的。因此本设计 增加了服务器来存储药物信息,取药信息,用于远程监督老人是否取药;增加显 示提示老人吃药,防止老人吃错药;还需要时刻采集取药状态,监督老人按时取 药。系统构造图如 2-1 所示,系统将划分为智能药箱端和服务器远程监督端两 - 9 - 部分,智能药箱端用于提醒用户按时吃药,服务器端主要是为了记录信息,包括 用户信息,药物信息,闹钟,药量等,监督用户取药情况和药数量。智能药箱端 与服务器端通过互联网来通信。

智能医疗箱可通过 Wi-Fi 模块连接服务器,与手机 App 建立连接,能够通过 手机 App 设置提醒老人服药时间,定时提醒老人按时服药。通过光敏传感器识 别药盒是否打开过,进而确认老人是否按时服药,并将服药情况发送给手机 App, 手机 App 上会记录药箱使用情况。药箱能够通过语言识别模块识别所需药品, 并通过舵机控制模块控制舵机打开对应药盒,老人可以直接取药服药。监护人可 通过手机 App 了解老人服药情况。
