ARM基礎(chǔ)上的智能藥箱設(shè)計(jì)研究

周薇 吳正飛

[摘要] 當(dāng)今，隨著世界范圍內(nèi)人口老齡化的趨勢(shì)逐漸加重，老年人的安全服藥問(wèn)題成為了一個(gè)新的社會(huì)熱點(diǎn)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)因病需服藥的老人忘記定時(shí)服藥的概率高達(dá)37%。另外，其他一些老人還存在經(jīng)常亂吃藥、藥量掌握不清等情況，這對(duì)于老人的身體健康和服藥安全產(chǎn)生了極大的困擾。所以基于這一問(wèn)題，相關(guān)科研人員研究發(fā)明了適用于老人服藥的ARM藥箱。ARM智能藥箱一經(jīng)出現(xiàn)，為老人解決了種種的服藥問(wèn)題。ARM這種操作系統(tǒng)的工作原理，主要是通過(guò)內(nèi)部設(shè)置高科技的芯片來(lái)控制器械的報(bào)警內(nèi)容、語(yǔ)音提示內(nèi)容和檢測(cè)的內(nèi)容等。ARM系統(tǒng)通過(guò)屏幕顯示內(nèi)容及語(yǔ)音提示來(lái)提醒老人定期服藥，并能夠合理控制每次服藥的用藥量。此外，這一系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)老人的信息，掌握老人的身體最新動(dòng)態(tài)，更好地提升服藥老人的生活質(zhì)量，解決老年人在生活過(guò)程中的各種問(wèn)題。

[關(guān)鍵詞] 智能藥箱;設(shè)計(jì);研究

[中圖分類號(hào)] TH788;TN92 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 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，隨著世界人口的平均年齡不斷增加，人口出生率呈逐年下降趨勢(shì)，老齡化趨勢(shì)愈演愈烈，這就導(dǎo)致了空巢老人數(shù)量居高不下。很多老人獨(dú)自留守在老家，由于身體原因會(huì)長(zhǎng)期服藥[1-2]。但是，由于一些老人的神智不清，所以很難保證按照醫(yī)囑定量定時(shí)的服用藥物，這也是疾病難以得到有效治療和保障的原因[3]。此外，一旦發(fā)生老年人因?yàn)檫^(guò)量地服用藥物或服錯(cuò)藥等情況，將會(huì)產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。這樣不僅不能治病，反而會(huì)起到相反的作用，得不償失。所以針對(duì)當(dāng)今這種社會(huì)需求，該研究在基于ARM智能藥箱的設(shè)計(jì)系統(tǒng)核心，通過(guò)對(duì)老人定期定量、定時(shí)地提供服藥的服務(wù)，并利用智能化信息監(jiān)測(cè)老人的健康情況，可以使老人更便捷和健康地進(jìn)行服藥。

1? ARM智能藥箱的操作原理

在該文中，作者通過(guò)設(shè)計(jì)的智能藥箱以及通過(guò)對(duì)相關(guān)的芯片操作更新，將ARM裝置分為主控部分以及副控部分，通過(guò)應(yīng)用電源按鍵、報(bào)警監(jiān)測(cè)、設(shè)置顯示器等不同的機(jī)械組件構(gòu)成此服藥裝備，并通過(guò)大量的微觀傳感器、溫度傳感器、光學(xué)傳感器等進(jìn)行融合，在此基礎(chǔ)上配合語(yǔ)音模塊與報(bào)警模塊系統(tǒng)來(lái)不斷補(bǔ)充機(jī)器內(nèi)部的信息，使機(jī)器操作更加靈敏，在顯示屏的顯示單元內(nèi)可以具體化地顯示藥品的名稱、數(shù)量、用量、耐藥性、老人應(yīng)該服用的藥物劑量等等[4]。

2? ARM智能藥箱的硬件設(shè)計(jì)原理

2.1? 主控類元件

此種ARM多種傳感器與多種機(jī)械元件共同組成，內(nèi)部的系統(tǒng)構(gòu)成比較復(fù)雜，智能化程度較高。所以在主控的原件必須要搭配級(jí)別比較高的主控件，使其在后續(xù)操作時(shí)更加方便、敏捷。ARM的控制器采用知名科技企業(yè)飛利浦公司生產(chǎn)的LPC類型芯片，這種芯片可以模擬仿生控制器，通過(guò)32位的代碼精密的操作，以此不斷提高機(jī)械的使用效率和使用的靈敏度。與此同時(shí)，它也可以進(jìn)行不同模式的切換，例如四位、八位和十位的轉(zhuǎn)換，同時(shí)又可以與跟蹤器和定時(shí)器多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)和交互。所以，這種系統(tǒng)特別用于智能工業(yè)、智能儀器等精密的操作元件。這個(gè)裝置最小的單元控制包括電路、電源以及震蕩復(fù)位等，一般是通過(guò)五伏的電源進(jìn)行操作的，操作系統(tǒng)主要分為報(bào)警單元、檢測(cè)單元等多種類型。

2.2? 顯示系統(tǒng)單元

顯示系統(tǒng)的單元內(nèi)容，一般都會(huì)采用SMG240182的矩陣式液晶顯示模塊，它的像素一般是為320×160，操作的電壓幅度也比較靈活多變，一般采用八位的接線口與其進(jìn)行連接，顯示的內(nèi)容要通過(guò)兩個(gè)接口之間實(shí)現(xiàn)的。顯示器模塊的AE與CD口進(jìn)行連接，連接處來(lái)接受系統(tǒng)的操作命令，同時(shí)加以配置液晶顯示模板，使信號(hào)源由SC3到LPC之間來(lái)回切換，這樣就可以在不同電壓，使用不同的液晶板塊操作，讓操作系統(tǒng)更加智能化與人性化。

2.3? 測(cè)試系統(tǒng)單元

測(cè)試系統(tǒng)單元的內(nèi)容一般又被稱為傳感器系統(tǒng)。這一傳感器的系統(tǒng)主要是測(cè)試溫度和重量，它是由DS18和DS20傳感器兩部分組成的。一般采用威爾士電壓供電，電幅一般為五伏，衡量的重量一般是為1～500 g之間，精確度的高低不會(huì)多于5%。所以在器械的顯示屏上一般會(huì)具體的精確的顯示用藥的名稱和用藥量。另外，溫度傳感器的介入可以加強(qiáng)其他元件之間的配合，以此來(lái)控制藥物的溫度，避免藥物因溫度過(guò)高和過(guò)低導(dǎo)致藥效的失靈[5]。它的測(cè)量溫度一般在10～50℃之間，通過(guò)溫度傳感器配合光敏感期，在設(shè)備打開之后，輸出高電頻。所以這種ARM的檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)輸出電的高低可以精準(zhǔn)地判斷服藥者是否能在正確的時(shí)間打開藥箱進(jìn)行服藥，進(jìn)而來(lái)判斷患者的操作順序是否正確。

2.4? 警報(bào)系統(tǒng)單元

警報(bào)系統(tǒng)單元是為了更好地使服藥人員快速恢復(fù)健康，避免其出現(xiàn)亂服藥物的情況，這一模塊主要是通過(guò)報(bào)警系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)3部分組成的。其中語(yǔ)音系統(tǒng)將ARM的敏感接管、語(yǔ)音芯片的3個(gè)部位進(jìn)行串聯(lián)，在其中某一芯片一旦受到其他因素影響時(shí)，另一相對(duì)應(yīng)的芯片就會(huì)釋放出電流，通過(guò)高低電平脈沖實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片內(nèi)部的操控?；颊咭部梢酝ㄟ^(guò)智能化聲音芯片來(lái)記錄服藥患者的語(yǔ)音特點(diǎn)，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示的功能。另外，語(yǔ)音的蜂鳴器模塊也是采用直流電的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行操作的，它通過(guò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的IOS定時(shí)翻轉(zhuǎn)三極管進(jìn)行蜂鳴系統(tǒng)的操作，加以借助GSM模塊與高科技公司生產(chǎn)的EM模塊共同操作，加入多頻率的頻段進(jìn)而使系統(tǒng)的語(yǔ)音操作更加敏感。

2.5? 時(shí)間提醒單元

ARM的時(shí)間提醒單元是ARM操作系統(tǒng)的重要亮點(diǎn)之一，通過(guò)這一模塊的操作可以更加精確地控制時(shí)間。對(duì)年、月、周、日、時(shí)、分、秒等時(shí)間跨度精準(zhǔn)化的進(jìn)行計(jì)時(shí)引入TC系統(tǒng)。這一系統(tǒng)可以優(yōu)化分頻器，使其頻率不斷產(chǎn)生波動(dòng)和調(diào)整，使器械的工作實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，進(jìn)而開展準(zhǔn)確地計(jì)時(shí)操作。

2.6? 鍵盤操作單元

鍵盤的操作內(nèi)容主要是在ARM操作系統(tǒng)內(nèi)植入ZLG芯片，通過(guò)這一高端芯片可以辨別語(yǔ)音識(shí)別的內(nèi)容，并且通過(guò)將語(yǔ)音信息轉(zhuǎn)化成文字，通過(guò)短信的方式將服藥者需要服的藥量時(shí)間信息準(zhǔn)確的輸入到系統(tǒng)內(nèi)，并以此為依據(jù)，通過(guò)ARM的系統(tǒng)來(lái)使監(jiān)護(hù)人第一時(shí)間了解老人的用藥量是否正確。一般來(lái)說(shuō)，這種操作可以有60多個(gè)按鍵進(jìn)行使用操作，通過(guò)串聯(lián)口進(jìn)行連接，加以引入SDN模式，可以進(jìn)行信號(hào)的聯(lián)通和中斷，保證信息發(fā)送的通暢性。

2.7? 電機(jī)操作單元

電機(jī)的操作單元是為了保證ARM的信號(hào)輸出穩(wěn)定，使電流具有續(xù)航能力，延長(zhǎng)設(shè)備的工作時(shí)間。所以，這一器械要通過(guò)多種輸出的總線發(fā)射器來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出，保證信號(hào)穩(wěn)定，一般ARM在2.28和2.30的頻段分別輸入二角、三角和四角的內(nèi)容，同時(shí)輸入CP脈沖信號(hào)等其他頻次的信號(hào)源。所以通過(guò)電機(jī)可以智能地打開藥箱，更加方便服藥人員進(jìn)行操作。

3? ARM軟件系統(tǒng)設(shè)置

ARM的軟件系統(tǒng)設(shè)置內(nèi)容，分別包括藥物放置時(shí)間長(zhǎng)度、需服用藥物放置的位置和服藥量的提示內(nèi)容這3個(gè)部分組成。

3.1? 藥物擺放設(shè)置

藥物的擺放位置信息是提醒服藥人員能夠準(zhǔn)確取藥的一個(gè)關(guān)鍵因素所在。所以當(dāng)用戶在系統(tǒng)內(nèi)放置需服用的藥品時(shí)一定要精準(zhǔn)地操作，嚴(yán)格控制放置藥品的數(shù)量以及每次的服用量和服用時(shí)間，將這些基本信息一次性的輸入到ARM系統(tǒng)中切忌出錯(cuò)，以免在服用藥品時(shí)出現(xiàn)誤服藥的情況。同時(shí)ARM系統(tǒng)還具有對(duì)每一個(gè)藥片進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)的智能化效果，通過(guò)這種操作可以高效化、人性化的計(jì)算出病人每片需服用的藥品的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。同時(shí)，也可以判別取藥量和取藥時(shí)間是否準(zhǔn)確。

3.2? 時(shí)間控制系統(tǒng)

藥品擺放時(shí)間的控制系統(tǒng)是在藥品擺放準(zhǔn)確的前提之下，ARM系統(tǒng)在需要用藥時(shí)刻，高頻次的智能服務(wù)器會(huì)結(jié)合系統(tǒng)中的時(shí)間傳感器聲音觸動(dòng)發(fā)射蜂鳴傳感器，實(shí)現(xiàn)整機(jī)聯(lián)動(dòng)的效果，通過(guò)報(bào)警系統(tǒng)和語(yǔ)言系統(tǒng)來(lái)有效的提醒患者，確定服藥者的服藥時(shí)間，并且在服藥時(shí)間來(lái)臨時(shí)會(huì)自動(dòng)將藥箱打開，精準(zhǔn)地將患者所需服用的藥物自動(dòng)彈出，使需服藥的患者進(jìn)行及時(shí)服藥。

3.3? 藥量提醒裝置

藥量的提醒裝置是基于藥品的正確擺放和正確用藥品時(shí)間的基礎(chǔ)之上，系統(tǒng)操作人進(jìn)行藥物的用量選擇。這一操作可以準(zhǔn)確地計(jì)算出患者取藥的用量是否準(zhǔn)確。如果實(shí)際的取藥量大于患者所需服用的藥量，ARM系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告音或者提示音，直到患者取藥量正確這種聲音才會(huì)停止。這樣可以更好地保障患者用藥的安全性，避免因記憶差錯(cuò)而出現(xiàn)錯(cuò)誤服藥的情況，造成對(duì)患者的身體不利影響。

3.4? 互動(dòng)反饋設(shè)置

互動(dòng)反饋，是設(shè)置在線CRM系統(tǒng)的設(shè)置中的另一項(xiàng)先進(jìn)的智能化感應(yīng)設(shè)備。在使用之前，患者一定要將相關(guān)的服藥信息連接到智能化的手機(jī)當(dāng)中，使得服藥者的監(jiān)護(hù)人可以及時(shí)了解服藥者每天或每次服用藥量和藥品的實(shí)際情況。當(dāng)ARM系統(tǒng)裝置內(nèi)的藥物缺少，或者ARM智能系統(tǒng)自動(dòng)判定藥物有問(wèn)題或藥量不足時(shí)，相關(guān)的責(zé)任人要對(duì)服藥老人在機(jī)器內(nèi)進(jìn)行藥物的補(bǔ)充。而這一信息的發(fā)送由ARM機(jī)器通過(guò)短信或是以微信的形式進(jìn)行發(fā)送的，它可以將相關(guān)的信息準(zhǔn)確地反映給服藥老人的相關(guān)監(jiān)護(hù)人，避免出現(xiàn)斷藥或者停藥的情況，出現(xiàn)服藥事故[6]。

4? 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)目前生活節(jié)奏普遍加快，年輕人離鄉(xiāng)外出打工的情況較多，所以空巢老人獨(dú)自生活的現(xiàn)象在我國(guó)比比皆是。老年人隨著其自身身體機(jī)能的逐年下降，記憶力和行動(dòng)力也逐漸發(fā)生了一定程度的衰退，服錯(cuò)藥或藥量控制不當(dāng)?shù)那闆r是時(shí)有發(fā)生的，這種情況也造成了一些很嚴(yán)重的后果。通過(guò)ARM智能藥箱的使用，可以改變傳統(tǒng)的人工輔料形式，通過(guò)智能的電子化設(shè)備精準(zhǔn)控制老人的日常服藥量，并且能夠及時(shí)地提醒老人，避免老人出現(xiàn)種種服藥錯(cuò)誤，同時(shí)也可以將老人服用的藥品信息第一時(shí)間反饋到監(jiān)護(hù)人的手機(jī)上，更好地保障了老人的服藥安全，有效地提高了老年人的健康水平和生活質(zhì)量。

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（收稿日期：2020-06-08）