ARM基础上的智能药箱设计研究

周薇 吴正飞

[摘要] 当今，随着世界范围内人口老龄化的趋势逐渐加重，老年人的安全服药问题成为了一个新的社会热点。经统计，在我国因病需服药的老人忘记定时服药的概率高达37%。另外，其他一些老人还存在经常乱吃药、药量掌握不清等情况，这对于老人的身体健康和服药安全产生了极大的困扰。所以基于这一问题，相关科研人员研究发明了适用于老人服药的ARM药箱。ARM智能药箱一经出现，为老人解决了种种的服药问题。ARM这种操作系统的工作原理，主要是通过内部设置高科技的芯片来控制器械的报警内容、语音提示内容和检测的内容等。ARM系统通过屏幕显示内容及语音提示来提醒老人定期服药，并能够合理控制每次服药的用药量。此外，这一系统还可以实时监护老人的信息，掌握老人的身体最新动态，更好地提升服药老人的生活质量，解决老年人在生活过程中的各种问题。

[关键词] 智能药箱;设计;研究

[中图分类号] TH788;TN92 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2020）09（a）-0186-03

[Abstract] Nowadays， with the increasing trend of population aging worldwide， the issue of safe medication for the elderly has become a new social hot spot. According to statistics， the probability that elderly people in my country who need to take medicine due to illness forget to take medicine regularly wass as high as 37%. In addition， some other elderly people often take medicine randomly and do not know the amount of medicine， which has caused great troubles to the health of the elderly and the safety of taking medicine. Therefore， based on this problem， after the painstaking research of relevant researchers， an ARM medicine box suitable for the elderly to take medicine was invented. Once the ARM smart medicine box appeared， it solved various medication problems for the elderly. The operating principle of the ARM operating system is mainly to control the alarm content， voice prompt content and detection content of the equipment through the internal high-tech chip. The ARM system reminds the elderly to take medicine regularly through the screen display and voice prompts， and can reasonably control the dosage of each medicine taken. In addition， this system can also monitor the information of the elderly in real time， grasp the latest physical developments of the elderly， better improve the quality of life of the elderly taking medicine， and solve various problems in the life of the elderly.

[Key words] Intelligent medicine box; Design; Research

目前，随着世界人口的平均年龄不断增加，人口出生率呈逐年下降趋势，老龄化趋势愈演愈烈，这就导致了空巢老人数量居高不下。很多老人独自留守在老家，由于身体原因会长期服药[1-2]。但是，由于一些老人的神智不清，所以很难保证按照医嘱定量定时的服用药物，这也是疾病难以得到有效治疗和保障的原因[3]。此外，一旦发生老年人因为过量地服用药物或服错药等情况，将会产生更严重的后果。这样不仅不能治病，反而会起到相反的作用，得不偿失。所以针对当今这种社会需求，该研究在基于ARM智能药箱的设计系统核心，通过对老人定期定量、定时地提供服药的服务，并利用智能化信息监测老人的健康情况，可以使老人更便捷和健康地进行服药。

1  ARM智能药箱的操作原理

在该文中，作者通过设计的智能药箱以及通过对相关的芯片操作更新，将ARM装置分为主控部分以及副控部分，通过应用电源按键、报警监测、设置显示器等不同的机械组件构成此服药装备，并通过大量的微观传感器、温度传感器、光学传感器等进行融合，在此基础上配合语音模块与报警模块系统来不断补充机器内部的信息，使机器操作更加靈敏，在显示屏的显示单元内可以具体化地显示药品的名称、数量、用量、耐药性、老人应该服用的药物剂量等等[4]。

2  ARM智能药箱的硬件设计原理

2.1  主控类元件

此种ARM多种传感器与多种机械元件共同组成，内部的系统构成比较复杂，智能化程度较高。所以在主控的原件必须要搭配级别比较高的主控件，使其在后续操作时更加方便、敏捷。ARM的控制器采用知名科技企业飞利浦公司生产的LPC类型芯片，这种芯片可以模拟仿生控制器，通过32位的代码精密的操作，以此不断提高机械的使用效率和使用的灵敏度。与此同时，它也可以进行不同模式的切换，例如四位、八位和十位的转换，同时又可以与跟踪器和定时器多个系统进行串联和交互。所以，这种系统特别用于智能工业、智能仪器等精密的操作元件。这个装置最小的单元控制包括电路、电源以及震荡复位等，一般是通过五伏的电源进行操作的，操作系统主要分为报警单元、检测单元等多种类型。

2.2  显示系统单元

显示系统的单元内容，一般都会采用SMG240182的矩阵式液晶显示模块，它的像素一般是为320×160，操作的电压幅度也比较灵活多变，一般采用八位的接线口与其进行连接，显示的内容要通过两个接口之间实现的。显示器模块的AE与CD口进行连接，连接处来接受系统的操作命令，同时加以配置液晶显示模板，使信号源由SC3到LPC之间来回切换，这样就可以在不同电压，使用不同的液晶板块操作，让操作系统更加智能化与人性化。

2.3  测试系统单元

测试系统单元的内容一般又被称为传感器系统。这一传感器的系统主要是测试温度和重量，它是由DS18和DS20传感器两部分组成的。一般采用威尔士电压供电，电幅一般为五伏，衡量的重量一般是为1～500 g之间，精确度的高低不会多于5%。所以在器械的显示屏上一般会具体的精确的显示用药的名称和用药量。另外，温度传感器的介入可以加强其他元件之间的配合，以此来控制药物的温度，避免药物因温度过高和过低导致药效的失灵[5]。它的测量温度一般在10～50℃之间，通过温度传感器配合光敏感期，在設备打开之后，输出高电频。所以这种ARM的检测系统通过输出电的高低可以精准地判断服药者是否能在正确的时间打开药箱进行服药，进而来判断患者的操作顺序是否正确。

2.4  警报系统单元

警报系统单元是为了更好地使服药人员快速恢复健康，避免其出现乱服药物的情况，这一模块主要是通过报警系统、语音系统和传感系统3部分组成的。其中语音系统将ARM的敏感接管、语音芯片的3个部位进行串联，在其中某一芯片一旦受到其他因素影响时，另一相对应的芯片就会释放出电流，通过高低电平脉冲实现对芯片内部的操控。患者也可以通过智能化声音芯片来记录服药患者的语音特点，从而来实现语音提示的功能。另外，语音的蜂鸣器模块也是采用直流电的系统来进行操作的，它通过结构简单的IOS定时翻转三极管进行蜂鸣系统的操作，加以借助GSM模块与高科技公司生产的EM模块共同操作，加入多频率的频段进而使系统的语音操作更加敏感。

2.5  时间提醒单元

ARM的时间提醒单元是ARM操作系统的重要亮点之一，通过这一模块的操作可以更加精确地控制时间。对年、月、周、日、时、分、秒等时间跨度精准化的进行计时引入TC系统。这一系统可以优化分频器，使其频率不断产生波动和调整，使器械的工作实现稳定，进而开展准确地计时操作。

2.6  键盘操作单元

键盘的操作内容主要是在ARM操作系统内植入ZLG芯片，通过这一高端芯片可以辨别语音识别的内容，并且通过将语音信息转化成文字，通过短信的方式将服药者需要服的药量时间信息准确的输入到系统内，并以此为依据，通过ARM的系统来使监护人第一时间了解老人的用药量是否正确。一般来说，这种操作可以有60多个按键进行使用操作，通过串联口进行连接，加以引入SDN模式，可以进行信号的联通和中断，保证信息发送的通畅性。

2.7  电机操作单元

电机的操作单元是为了保证ARM的信号输出稳定，使电流具有续航能力，延长设备的工作时间。所以，这一器械要通过多种输出的总线发射器来实现输出，保证信号稳定，一般ARM在2.28和2.30的频段分别输入二角、三角和四角的内容，同时输入CP脉冲信号等其他频次的信号源。所以通过电机可以智能地打开药箱，更加方便服药人员进行操作。

3  ARM软件系统设置

ARM的软件系统设置内容，分别包括药物放置时间长度、需服用药物放置的位置和服药量的提示内容这3个部分组成。

3.1  药物摆放设置

药物的摆放位置信息是提醒服药人员能够准确取药的一个关键因素所在。所以当用户在系统内放置需服用的药品时一定要精准地操作，严格控制放置药品的数量以及每次的服用量和服用时间，将这些基本信息一次性的输入到ARM系统中切忌出错，以免在服用药品时出现误服药的情况。同时ARM系统还具有对每一个药片进行质量监测的智能化效果，通过这种操作可以高效化、人性化的计算出病人每片需服用的药品的质量是否达标。同时，也可以判别取药量和取药时间是否准确。

3.2  时间控制系统

药品摆放时间的控制系统是在药品摆放准确的前提之下，ARM系统在需要用药时刻，高频次的智能服务器会结合系统中的时间传感器声音触动发射蜂鸣传感器，实现整机联动的效果，通过报警系统和语言系统来有效的提醒患者，确定服药者的服药时间，并且在服药时间来临时会自动将药箱打开，精准地将患者所需服用的药物自动弹出，使需服药的患者进行及时服药。

3.3  药量提醒装置

药量的提醒装置是基于药品的正确摆放和正确用药品时间的基础之上，系统操作人进行药物的用量选择。这一操作可以准确地计算出患者取药的用量是否准确。如果实际的取药量大于患者所需服用的药量，ARM系统就会自动发出警告音或者提示音，直到患者取药量正确这种声音才会停止。这样可以更好地保障患者用药的安全性，避免因记忆差错而出现错误服药的情况，造成对患者的身体不利影响。

3.4  互动反馈设置

互动反馈，是设置在线CRM系统的设置中的另一项先进的智能化感应设备。在使用之前，患者一定要将相关的服药信息连接到智能化的手机当中，使得服药者的监护人可以及时了解服药者每天或每次服用药量和药品的实际情况。当ARM系统装置内的药物缺少，或者ARM智能系统自动判定药物有问题或药量不足时，相关的责任人要对服药老人在机器内进行药物的补充。而这一信息的发送由ARM机器通过短信或是以微信的形式进行发送的，它可以将相关的信息准确地反映给服药老人的相关监护人，避免出现断药或者停药的情况，出现服药事故[6]。

4  结语

随着我国目前生活节奏普遍加快，年轻人离乡外出打工的情况较多，所以空巢老人独自生活的现象在我国比比皆是。老年人随着其自身身体机能的逐年下降，记忆力和行动力也逐渐发生了一定程度的衰退，服错药或药量控制不当的情况是时有发生的，这种情况也造成了一些很严重的后果。通过ARM智能药箱的使用，可以改变传统的人工辅料形式，通过智能的电子化设备精准控制老人的日常服药量，并且能够及时地提醒老人，避免老人出现种种服药错误，同时也可以将老人服用的药品信息第一时间反馈到监护人的手机上，更好地保障了老人的服药安全，有效地提高了老年人的健康水平和生活质量。

[参考文獻]

[1]  张天恒，王书浩，贺鹏，等.基于ARM的智能药箱设计[J].重庆理工大学学报：自然科学，2018，32（6）：182-187.

[2]  徐凤芹，吕思斌，刘春景.家用老人智能药箱易用性设计研究[J].赤峰学院学报：自然科学版，2019，35（3）：71-73.

[3]  张涛，刘朝华，夏维曦.基于物联网的家用智能药箱应用系统的设计[J].软件，2016，430（2）：39-41.

[4]  黄钰恒.家用智能药箱的设计与实现[J].中国设备工程，2018（24）：128-129.

[5]  张天恒，王书浩，贺鹏，等.基于ARM的智能药箱设计[J].重庆理工大学学报：自然科学，2018，32（6）：182-187.

[6]  郑家瑜，季茜.老人智能药箱设计研究[J].设计艺术研究，2018，8（2）：114-120.

[7]  雒海东.基于ARM和Android的智能物联网药箱的设计[J].电子设计工程，2017，25（5）：146-149.

[8]  李成伟，荣先钊，张上.基于NB_IOT的智能药箱设计[J].信息通信，2019（7）：92-94.

[9]  赵昕蓓.移动互联网智能药箱APP界面设计研究[J].技术与市场，2018，25（9）：59-60.

[10]  闫学顺，于洋.基于Android的远程互通智能药箱的设计与实现[J].电子世界，2018（5）：134-135.

[11]  史学梅，邓明.基于ARM与ZigBee的Android智能家居系统设计与研究[J].黑河学院学报，2018（2）：217-218.

[12]  汪开婷.基于ARM太阳能电池智能灌注系统的设计与实现[D].合肥：安徽大学，2015.

[13]  郑蒙蒙.信息化教学设计—以"He lost his arm but is still climbing"为例[J].中学生英语，2018（48）：15.

[14]  尉健，刘志勤.基于ARM11的智能语音识别机器人教学平台设计[J].软件导刊，2013，12（5）：96-97.

[15]  杨博，雷振伍，刘大千.基于ARM的PROFIBUS-DP智能主站设计与研究[J].工业控制计算机，2014（6）：95-96.

（收稿日期：2020-06-08）