1功能實現

2硬件系統結構

3 總結

1. 總體功能實現

設計一款智能藥箱，分成不同的收納格，每個格子配固定編號，服藥者把藥物根據服用時間放在收納格中，并在手機APP設置定時提醒服務，到設定時間藥箱收納格指示燈報警提醒服藥；配傳感器感知收納格被打開和關閉的過程，視為一次服藥成功，并上傳云端做服藥記錄；做分組采集，藥箱配RFID讀卡器會對服藥者進行分組，暫定兩組。

2.總體硬件系統結構

2.1 以STM32單片機為主控MCU實現藥箱控制部分

以STM32單片機為主控MCU實現的藥箱控制部分包括LED顯示，提示服藥種類和服用計量；收納格聲光報警，起到定時提醒作用；傳感器采集模塊，記錄收納格開關情況；電機控制模塊，利用步進電機或者舵機控制收納格運動，從而控制藥品輸出；RFID人員采集模塊，識別服藥人，避免誤服。

2.2 STM32最小系統

STM32單片機最小系統包括主芯片、上電復位電路、時鐘電路、電源供電電路。同時，如果滿足STM32單片機基本功能，還應包括下載模塊和人機交互模塊。本次選用STM32F103RCT6作為中心控制芯片。STM32F103RCT6基于ARM Cortex-M內核，具有高性能、低成本、低功耗的優點，片上資源包括48KB SRAM、256KB Flash、11個定時器、2個IIC、5個串口、1個USB、3個SPI、3個12位ADC、2個12位DAC及51個通用IO口。

2.3Esp8266模塊

利用ESP8266模塊把藥箱采集的服藥情況通過WiFi上傳到機智云平臺，對藥物服用者的服藥情況做全過程跟蹤記錄。ESP8266模塊是現如今非常流行的WiFi模塊，是物聯網應中傳輸層的近距離主流模塊，它的體積較小，非常方便布局在硬件主控板上，而不影響智能藥箱的美觀性；

超低的功耗也是ESP8266的主要特點，在不需要傳輸數據的情況下，ESP8266為深度睡眠狀態，工作電流約為20μA；當有傳輸數據時，工作電流約為70mA，節能性優良(圖3)。與藍牙模塊做比較，WiFi模塊具有更遠的傳輸距離和更高的傳輸速度。

2.4 RFID人員采集模塊

RFID在本設計中，起到用來區別老人身份的作用，可以一家人同時使用，藥箱的固定位置布有電磁感應線圈，該線圈引出端連到主控板的RFID模塊上，控制器通過感應線圈發送一定頻率的射頻信號，當有同頻率電子標簽接近感應線圈時，通過電感耦合使電子標簽儲存能量，當能量達到一定值，就會將將電子標簽中的編碼信息發送到藥箱控制器中進行解碼處理。

電子標簽采用NXP MIFARE系列S50芯片，存儲容量1K。因為是無源電子標簽，所以外觀結構可以設計成多種形式，可以以手環的形式佩戴在老人身上，也可以以卡片的形式隨身攜帶。與電子標簽相匹配的RFID讀卡部分采用NXP MIFARE RC500基站芯片，RC500支持ISO14443A協議，發送和接收都可在無源條件下進行，通信距離在理想條件下可達到100mm。接收器部分包含解調和解碼電路，穩定有效。數字部分負責處理幀和奇偶校驗、CRC校驗。

2.5 舵機模塊

舵機旋轉范圍0～180°，單片機向舵機發出PWM信號就可以控制角度，信號需要連續發送才能讓多級轉動直到達到角度。0.5～20ms高電平對應0～180°轉角。

2.6 傳感器模塊

使用紅外傳感器模塊識別藥箱所選抽屜的一次開啟和閉合，來作為一次服藥周期記錄。該傳感器模塊上主要元器件為LM393比較器，此外還有一對紅外發射管與接收管，當模塊前方無障礙物時，紅外發射管發射的光線發射到遠處，指示燈滅，當不透明障礙物接近紅外管時，發射管發出的紅外光線遇到障礙物返回之后被接收管接收，這時比較器輸出端給出低電平，有障礙指示燈亮起。

將在無障礙和有障礙循環一次的周期作為服藥操作流程的一次記錄。模塊上電位器可調節檢測距離，有效感應距離在2～30cm之間，工作電壓為3.3～5V。

2.7 機智云物聯網云平臺

利用機智云平臺首先對通過平臺的數據點進行設定，即對服藥者進行初始化設定，包括服藥名稱、服藥時間、服藥劑量等，并設置定時提醒功能；待服藥后自動采集完成信息，保存為服藥成功一次，并做數據保存。

4.總結

本文介紹對老人身份的識別、用藥的提醒、用藥量的顯示、對服藥后上傳云服務器、用藥數據的記錄等功能于一體，使老年人以及常年服藥者能夠把每日定量服藥這個操作過程實現得簡單便捷。