智能药盒系统的研究与设计

2019年第10期
信息通信
2019
(总第 202 期)
INFORMATION & COMMUNICATIONS
(Sum. No 202)
智能药盒系统的研究与设计
李智'，薛弟I 余涛'，孔维宾皿,杨晓芳"
(1.盐城工学院信息工程学院，江苏盐城224051；2.东南大学水声信号处理教育部重点实验室，江苏南京210096；
3.盐城市光纤传感及应用工程技术研究中心，江苏盐城224051)
摘要:针对老年人在日常生活中长期服药带来的困难，设计智能药盒能够方便提醒老年人服用药物。

通过使用单片机来 实现智能药盒的功能，能够判断智能药盒的开启和关闭，并提醒按时服药。

系统会通过GMS 短信模块将药盒信息发送 至老年人的监护人，从而实现对老年人服药的监督。

测试结果表明，基于单片机的智能药盒系统能够达到了设计的基本
要求，具有较强的实用价值。

关键词:智能药盒;单片机;GMS 中图分类号:TP391.44
文献标识码:A
文章编号：1673-1131(2019)10-0083-02
0引言
随着我国老年人口数量和比例的不断增加，人口老龄化问
题已经成为我国一个突出的社会问题。

老年人群中患有慢性
疾病的比例较高，因此需要长期服用各种药物来控制和维持疾 病的稳定。

然而随着老年人人体机能的退化，老年人时常需要
别人提醒来完成事情，设计智能药盒能够方便提醒老年人服用 药物。

老龄人口在日益增加的同时大部分老人因为缺乏子女
的陪伴而被成为空巢老人,他们的健康问题也已经成了社会上 一个关注的焦点，因此设计一款方便老年人用药和方便监护人
对老年人用药的监控的智能药盒具有十分重要的实用价值。

智能药盒可以根据用户的需求设定不同的时间和间隔， 到设定时间后会发出提示音，会检测病人是否开启药盒来自
动记录信息，发送信息以及回复信息。

除了通过智能药盒和 手机提示及时进行药物监督外，医生还可以根据智能药盒中 的数据为患者提供更加个性化和有针对性的用药指导。

智能
药盒的推广使用可以进一步加强对患者服药管理效率，也会 有助于提髙治疗效率。

目前，智能药盒将药盒和手机通信结
合在一起，在满足药盒能够盛放药物的基本功能之外,将可以
提醒人们按时服药的等更为人性化的智能化功能。

在生活水
平的提升以及消费需求的变化中，智能药盒将逐渐成为每个
家庭的基本必需品，有着广阔的市场前景。

1智能药盒系统的设计要求
设计一个基于单片机的智能药盒系统。

具体包括:①使用
单片机设计,设有单片机最小模块，按键模块，显示模块，报警
模块,检测模块和GSM 模块。

②可通过按键输入设置参考时 钟的时间，设置每个药物的服药次数，药物位置开关等。

③到
达指定时间，药物位置功能打开。

④1分钟内(可以修改时间) 药物没有被动过，蜂鸣器报警并发送短信提醒监护人。

⑤可一 键查询当天吃药位置、次数、服药时间,并显示在显示屏上。

2智能药盒系统的硬件总体设计
整个系统主要包括六个模块:单片机最小模块、时钟模块、
按键模块、检测模块、显示模块、报警模块以及GSM 模块，系 统总体结构如图1所示。

图1系统总体结构图
|显示榄块
1|w»榄块|
丄
|gsm 模块 _|
单片机
时钟模块|
丄
|按键模块|
1检測模块1
3智能药盒系统的软件总程序流程图
智能药盒系统的操作是打开电源后会初始化系统，并初
始化LCD 显示器和串行定时器接口。

用户可以设定服药时 间和该药物摆放的药盒位置。

当设定的服药时间到达后，在
有效的一分钟时间内打开药盒,当药盒打开后，并且关闭。

代
表已经服用过药物，则报警模块和短信发送模块被中断。

若
没有在有限时间内打开药盒，没有打开药盒，有效时间结束后,
报警模块的蜂鸣器会发出蜂鸣声并伴随着提醒短信的发送。

软件总程序流程图如图2所示。

4短信发送子程序设计
表1 GA6主要特性
特性说明
供电单电压：3.5V42V
省电休眠模式下电流0.9mA
频段
四频：GSM850 EGSM900 和 DCS1800 PCS1900
GPRS 连接特性
GPRS multi-slot class 10
短消息(SMS)
短消息存储设备：SIM 卡
SIM 卡接口
支持的SIM 卡：1.8V3V
天线接口
GSM 天线引脚
串口
4线串口 TX/RX 串口发送AT 命令和数据
尺寸22.8mm * 16.8mm *
22mm 软件升级
调试口升级软件
83
信息通信
李智等:智能药盒系统的研究与设计
使用的GSM 为GA6模块，是一款GPRS 模块，标准AT
命令接口，提供GSM 语音、TTS 、短消息以及TCP/IP 数据传 输。

本文涉及的内容即使用GA6实现短信通知功能。

在设计
过程中需注意相关应用的电路连接以及射频接口问题。

GA6 的主要特性如表1所示。

GA6短信模块的控制是通过单片机串口向模块发送AT 格式的指令实现对模块的控制。

GA6AT 指令基本配置如表2
所示。

表2 GA6AT 指令基本配置
指令
描述
AT
第一条无效指令，为调整波特率
AT-H3MGI>1,4
删除存储的短信AT+CSMS=0,1,1,1
选择短消息服务
AT4€NMI=2A0,bl 配置短信接收模式
AT+CMGF=1设置短信格式为text AT+CSCS-GSM 1设■短信编码用GSM
Ar+CPMS=W
选择短消息内存为SIM 卡
本设计有一个短信发送的子程序，流程图如图3所示。

首
先将短信模块配置为TEXT 的模式和字符格式换成GSM 格 式，编辑好绑定的发送短信号码和需要发送短信的内容，例如
将发送号码设定为本机号码，提醒短信编辑为“take medicine ”, 等到定时时间到达后，有单片机控制发送短信，所绑定的本机
号码则会收到提醒短信“take medicine ”。

短信衽手机中显示
如图4所示。

图3短信发送子程序流程图
e 药盒
k .:
Takemedtdne
<■*»
5结语
本文以STC89C52单片机为核心控制芯片，并把时钟模
块、按键模块、显示模块、检测模块、报警模块和GSM 模块结
合在一起，最终实现了一个基于单片机的智能药盒系统的研 究与设计。

经过测试，基于单片机的智能药盒的设计是成功
的且误报率低，可以在液晶屏上显示日期时间和设定的服药 时间,待服药时间到达后,在有效时间内打开药盒开关代表在 用户已及时服药，若没有即使服药，则会触发蜂鸣器的报警鸣
笛和提醒服药短信的发送。

所以本设计的智能药盒系统能够
实现与预期相一致的功能。

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[8] 李静,杨子维，李顺平,张鹏琴.基于GSM 的智能防盗远程
监控系统[J].计算机产品与流通2019(05):88.
基金项目：国家自然科学基金项目(61673108)、江苏省高等学
校自然科学研究重大项目(19KJA110002)、江苏省高校自然科
学研究项目(18KJD510010, 19KJB510061)、江苏省青年基金
(BK20181050)、东南大学水声信号处理教育部重点实验室开
放课(UASP1801)、中央高校基本科研业务费专项资金
(2242016K30013)、江苏省产学研合作项目资助(BY2018286)、
盐城工学院大学生创新创业项目(2019071)、盐城工学院实验
室开放项目(2018045,2018036,2018037)项目资助。

作者简介;李智(1996-),汉族,江苏扬州人，大学本科,现就读
于盐城工学院;薛第(1998-),男,江苏南通人，大学本科,现就 读于盐城工学院;余涛(1998-),男,江苏南通人，大学本科，现
就读于盐城工学院;孔维宾(1982-)(通讯作者〉男，山东济宁
人,博士研究生,讲师,主要研究方向：磁场与微波技术,光传
感器,、电子信息等技术;杨晓芳(1987-)，女,江苏盐城人,博士 研究生，讲师，主要研究方向:光学，光传感器。

图4短信模块显示
84。