老人智能药盒解决方案

截至2016年底，我国60岁以上老年人口达2.3亿，占总人口的16.7%，患有慢性病的老年人占比超过65%，总数接近1.5亿人，其中失能、半失能老人近4000万，而且我国的老龄化还在呈加速度上升状态。慢性病需长期服用药物治疗，但老年人的记忆力却随着年龄的增长在不断下降，忘记服药的事情时常发生，或者想不起是否服药。随着现代生活节奏的增快，许多老人的子女不能常伴身边。因此，围绕老年人的医疗辅具设计逐渐成为研究热点，老年人用的药盒市场也具有很大的市场前景。

市场上已经有一些带提醒功能的药盒产品，功能简单的药盒以便携式居多；而功能复杂的药盒则费用较高，不易为广大群众接受。专门为老年人居家使用而设计的智能药盒，需具有储药量大、能防误服药、包含多种提醒方式等，价格也要能为普通家庭接受。据此，设计了下文所述的智能药盒。

 

一、老人智能药盒的功能特点

因药盒是专为老年人居家使用而设计的，具有针对性的功能特点：①为便于区分不同的药，药盒内设置多个大储药仓，可以把不同药品放在不同的储药仓内，而且不需打开内包装放入其中，既方便识别，又安全卫生；②药盒能到时提醒服药，提醒方式有视觉、听觉和触觉三种，适应存在部分器官功能障碍的人群使用；③药盒具有防误服药功能，已服用不能再取，不需服用的药品难以取出。

二、智能药盒结构设计

作为居家使用，药盒的外形尺寸较大，除了一个外接电源适配器外，其余的都包含在药盒本体中。

2.1药盒本体

药盒本体如图1所示，药盒本体主要包括药盒、储药仓、显示屏、按键、话筒、USB插座、服药提醒指示灯和储药仓指示灯等。

储药仓有多个，用于分别装入不同品种的药。为保证药品安全卫生，将药品至少带一层内包装放置于储药仓中，每个储药仓都较大。为明确各储药仓之间的区别，特设计成不同的形状。每个储药仓旁边分别对应设有一个储药仓指示灯，该指示灯亮表示需要服用该对应储药仓的药。显示屏为4行8列的汉字液晶点阵显示屏，字大、显示清晰。显示屏在进行设置或查询时，可以显示各操作的详细界面和信息内容；在提醒服药时，能显示服药时间、服药品种和服药量。

按键有4个，分别是：“设置/确认”、“退出/取消”、“+”、和“－”，各按键的具体功能根据操作步骤而定，与显示屏内容相关。话筒用于自录音，这一功能特别适合于听不懂普通话的人群。另外，喜欢听自己亲人声音的老人也是非常具有亲切感的。内置的喇叭提供提示音的播放功能。服药提醒指示灯在当提醒服药时高亮闪烁，提高视觉提醒效果。USB插座用于将移动提示设备进行充电和数据通信用。

2.2储药仓

储药仓外形为柱状，横截面形状各异，可以适应于常用的内服药包装形式，如瓶装、泡罩包装、条形包装、双铝包装和袋包装等。储药仓如图2所示，每个储药仓由药仓盒、药仓盖、托板、平点和触摸点等组成。药仓盒为药品的容器。药仓盖上有若干个用于安装触摸点的孔。触摸点有两种，圆形的和半圆形的，圆形的可表示药品的粒数，半圆形的可用于表示半粒药。触摸点凸起在药仓盖之上，用于表示服药量，根据实际自行设置。药仓盖上多余的孔用平点填充补齐。通过触摸的方式识别，对于视觉和听觉较差的老年人很有帮助。简单的触摸方式不需要使用者学习盲文，能为大多数老年人所接受。

2.3顶升机构

为解决误服药的问题，采取的方式是将需要服用的药品储药仓顶升一定的高度，便于开盖取药，取药后将储药仓按回原位。当储药仓未顶起时，很难将药品取出，这样保证不会服错药，也不会重复服药，而该服又未服的储药仓始终处于顶起状态，各提示方式持续提醒，避免漏服药。

每个储药仓下均设有一套顶升机构，主要包括基座、电磁铁、极限开关、顶升杆、弹簧和限位板等零部件，其中基座是其他零部件的安装基础，电磁铁、极限开关和限位板都固定安装在基座上，弹簧放置于顶升杆的内腔中，顶升杆插在基座的顶升杆导向槽中。顶升机构如图3所示。

电磁铁的主要结构包括线圈、芯轴和回复弹簧。当线圈通电后，在磁力作用下，芯轴被吸引，克服回复弹簧的弹力向左移动；当线圈断电后，磁力消失，芯轴在回复弹簧的作用下向右移动。

顶升机构的工作原理：当顶升杆按下后，如果电磁铁的线圈未通电，回复弹簧将芯轴顶出，插入到顶升杆的凸台上，从而使顶升杆被锁止在下位；当线圈通电后，芯轴被吸引克服回复弹簧的弹力，当芯轴移动超出顶升杆的凸台后，顶升杆在弹簧的弹力作用下向上移动，为防止顶升杆弹出基座的导向槽，限位板可以起阻挡作用，限制其最大顶升高度。当弹簧弹起后，线圈不需要持续通电，让回复弹簧的弹力使芯轴始终保持贴紧顶升杆侧壁。在这种状态下，随时可以按压顶升杆到底，芯轴又将在回复弹簧的作用下，自动销住顶升杆的凸台，使顶升杆被锁止在下位。当顶升杆按下时，储药仓的底部刚好能触碰极限开关，通过该信号可识别储药仓是否按压回到原位。

三、智能药盒硬件电路设计

控制系统如图4所示。智能药盒采用STM32作为主控制器，输出控制7路电磁铁、7个储药仓指示灯、1个服药提醒指示灯，输入检测7个储药仓按下状态、4个按键，连接了1个液晶显示屏、1个录放音模块、1个时钟芯片、1个EEPROM和1个USB信息同步接口。

电源采用双电源供电方式，当使用交流电时，接入外置的电源适配器，电源适配器转换成直流电供药盒工作。药盒内部设有电源转换电路，以提供内部不同器件使用的不同电压，同时给内部的充电电池充电；当外部交流电断开时，自动使用内部电池供电，保证药盒正常工作。

当使用便携式提醒器时，必须让其与药盒中的设置数据同步。在进行药盒设置时，用一条USB数据线通过药盒上的USB信息同步接口将便携式提醒器与药盒连接，当设置完成后，设置数据即可同步到便携式提醒器上。当需要服药时，便携式提醒器即提供振动提醒。当便携式提醒器电量不足时，可以通过连接USB数据线对便携式提醒器进行充电。

四、智能药盒软件设计

智能药盒系统在主程序控制下，还包括储药仓控制模块、显示模块、按键模块、录放音模块和时间获取模块等子程序。药盒开机后，软件系统先自检，然后进入待命状态，系统循环检测按键状态，当有按键按下时，根据不同按键进入相应程序。在任何时候，如果设置的服药时间到，就退出当前状态，进入提醒服药状态，直到服药完成为止。

在待命态，可以进行系统设置和信息查询。系统设置中可以进行校时和储药仓设置。储药仓设置中可选择每个储药仓进行单独设置，设置内容包括服药时间、服药量、提醒方式、录音和加药等。信息查询中可查询所有的设置信息和最近一个月内的历史服药信息。

总结

上述智能药盒巧妙地将结构设计与电控技术有机结合，采用了视觉、听觉和触觉三种提醒方式同步提醒，解决了许多老人因部分功能障碍影响正常服药的问题。该药盒能适应大多数居家老人使用，具有较好的市场推广价值。