基于ARM和Android的智能物联网药箱的设计

雒海东

（青海师范大学 青海 西宁810008）

基于ARM和Android的智能物联网药箱的设计

雒海东

（青海师范大学 青海 西宁810008）

为解决当前市场上药箱的的不足，并考虑到老年病人增多的趋势，本文将ARM9的S3C2410微处理器端作为控制中心，并与运行Android操作系统的智能手机终端相结合，开发出一款综合智能药箱。在ARM控制端能实现定时、以及语音提醒病人吃药，并能对药箱内环境进行检测，同时具有药箱是否被打开的判断功能，确定是否已经吃药等功能；其次最主要的是能实现与监护人运行Android操作系统的智能手机终端的绑定，监护人通过手机终端可以实现定时，并能实时的监控老年人的服药状况，以便于及时地拨打电话通知等功能。

S3C2410；Android；ARM；手机终端；智能药箱

老人福祉科技的概念20世纪90年代初期产生于欧洲，其宗旨是通过科学技术提高老人的生活质量[1]。随着全球老龄化趋势的发展，老人福祉科技已成为近年来各国科技领域的热点[2-3]。从2000年到2007年，我国60岁以上的老年人口由1.26亿增长到1.53亿人，占总人口的比例从10.2%提高到11.6%，占全球老年人口的21.4%，相当于欧洲60岁以上老年人口的总和。人口老龄化年均增长率高达3.2%，约为总人口增长速度的5倍。预计2020年老年人口将达到2.4亿人，占总人口的17.17%；到2050年，老年人口总量将超过4亿，老龄化水平推进到30%以上。

有以上数据可知，老年人逐渐增多，老年人生理机能走向下坡路，容易患上各种慢性病，对药物需求必不可少，药箱的需求增加成为必然，但随着人们对生活水平的要求，药箱的人性化设计也愈显迫切[4-5]。但是目前国内在这方面的研究不多见，虽然目前市场上也出现了定时语音药箱，但功能不够齐全，一般都只是附带一个倒计时提醒的功能。

随着高龄化社会的到来，生活水平的提高，正确地服药与老人的生活质量戚戚相关，对于提高老年人群的生活质量具有重要的作用[6-8]。文中设计开发了一款具有监控、提示和信息集成功能的智能化老年人药箱系统，能定时语音提醒病人吃药，使病人养成按时吃药的习惯，并对药箱内环境进行检测，以保证药物的有效时间更长；同时与监护人的手机进行绑定，便于监护人进行实时的监控，了解老年人的服药状况，以便于及时地拨打电话通知；以及监护人通过手机端实现定时等功能。

1 系统总体架构

本系统的总体架构如图1所示，SUMSUNG公司生产的S3c2410是整个系统的核心，同时结合GPRS技术，实现了短信的收发及信息提醒等功能[9-11]。本系统可以实现基本的智能药箱的功能，在系统初始化完成，运行用户端应用程序之后，用户可以通过4*4小键盘上相应得功能键来实现与监护人手机号的绑定，同时可以设置系统的实时时钟；用户也可以通过小键盘上相应的功能键，设置用户每日的服药时间，并能在LCD液晶显示。

图1 系统架构图

系统通过温湿度传感器检测药箱的温湿度信息，防止药物变质；同时通过霍尔开关来感知用户是否打开药箱进行了服药操作；并能通过语音模块的设计，实现本地的报警响铃，以及提示用户按时服药的语音提醒。

同时，本系统设计中最大的特点，就是结合了Android手机终端应用小程序的开发。通过GPRS模块与Android手机的结合，同时可以实现监护人通过手机终端对智能药箱的定时、延迟和通知的功能；同时ARM端的是否服药的信息，也可以通过短信的方式反馈到监护人端的手机，实现了对老年人服药过程的监控、电话提醒等功能，可以保证药物的按时服用。

2 系统软件设计

智能药箱主要由ARM端和手机Android端两部分组成，系统总体结构如图2所示。

图2 系统总体结构

智能药箱主要是由两个部分组成的，分别是ARM端和手机Android两个部分。ARM端是以Linux系统为平台，以魔法师ARM为硬件平台而设计的系统设置端，主要完成系统时间的设置、设置用户的联系方式、显示系统时间以及当下温度、设置定时时间（最多设置3个时间）、提醒用户吃药等功能。在ARM端通过传感器判断药箱是否被打开，打开则吃药了，没打开则没吃药，并且发送判断信息到相应的绑定手机。手机Android端主要是方便提醒用户用Android语言编写的一款小型的软件，安装在手机上，主要完成手机端定时 （最多定三次时间）、延迟、通知用户吃药等功能。

2.1 ARM端设计

ARM端功能设计如图3所示，主要实现系统时间的设置，监护人手机的绑定，以及药物存放温度的现实，服药时间的设置，以及语音定时提醒功能。

图3 ARM端功能设计

1）LCD屏的功能及流程图。

LCD屏的主要功能主要实现系统时间、绑定用户的的手机号、定时时间、环境温度的显示。其流程图如图4所示。

图4 LCD流程图

2）键 盘

本系统中选用的是4*4小键盘，各按键的主要功能设计如下：S1-S10表示0-9的数字键；S11、S12更改绑定的手机号码；S16确定输入的系统的时间；S13确认输入的定时时间；S14退出输入模式，显示主界面；S15进入定时模式。

3）GPRS功能及流程图

GPRS主要功能接收ARM端传感器的相关信息，发送短信到系统绑定手机号码，接收到手机端相关信息，传达给ARM端。ARM端接收到消息进行相应的判断，做出相应的响应。其流程图如图5所示。

图5 GPRS功能流程图

4）温湿度传感器

温湿度传感器主要功能就是获取当前温湿度信息，从而实现药物存放环境的实时监测，保证药物的有效性。

5）霍尔开关

霍尔开关主要就是判断药箱是否被打开，若是被打开则证明已经吃药了，若是没被打开则证明没有吃药。其功能流程图如图6所示。

图6 霍尔开关功能流程图

6）语音模块

语音模块的主要功能是定时时间到时发出一个报警响铃。其功能流程图如图7所示。

图7 语音模块功能流程图

7）ARM端总体流程图

ARM端程序，主要实现系统的初始化，软硬件环境的配置，系统时间的设置；以及监护人绑定手机号的设置；药箱系统的温湿度监测，每日服药时间的设置，以及服药的语音提醒；以及药箱是否开启的监测，并通过状态监测，及时发短信到监护人手机功能。

图8 总流程图

2.2 手机Android端功能设计

手机（Android）端主要是以Linux系统为平台，以Android语言为编程基础[12-15]，方便用户使用的一款与ARM相结合完成定时，吃药提醒等功能。功能图如图9所示。

图9 手机Android端功能图

3 结束语

随着老龄化社会的到来，以及现代社会节奏的加快，老年人不能及时得到看护，设计一款智能药箱，实现定时定量药物的服用，将在老龄化社会中发挥巨大的作用。本文通过对现有的定时语音药箱进行改进，设计了一款基于ARM[16-17]和手机Android平台的智能药箱系统，实现了定时语音提醒，药物存放环境监测，是否服药等的判断，并且实现了与监护人手机的绑定，可以及时将服药情况以短信息的方式通知监护人，实现有效监护。本系统经过测试，运行稳定、可靠，使用便捷、成本低和智能化等特点，具有良好的应用前景。

参考文献：

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The design of intelligent medicine cabinet on the internet of things based on ARM and Android

LUO Hai-dong
（Qinghai Normal University，Xining 810008，China）

To solve the insufficient of medicine cabinet in the current market and Considering the increasing trend in elderly patients，The ARM9 S3C2410 microprocessor is the control center in this article and combine with the intelligent mobile phone terminal running the Android operating system to develop a comprehensive intelligent medicine cabinet.It can achieve timing，remind patients to take medicine based on Voice and detect the medicine cabinet's environment.It can judge whether the medicine cabinet is opened and confirm whether the medicine is taken so on.Secondly，The most important is to achieve the intelligent mobile phone terminal guardian and running the Android operating system binding.The guardian through the mobile phone terminal can achieve timing and monitor the elderly medication real-time in order to make a phone call to inform in a timely manner.

S3C2410；Android；ARM；mobile phone terminal；intelligent medicine cabinet

TN99

：A

：1674－6236（2017）05-0146-04

2016-03-15稿件编号：201603174

雒海东（1975—），男，甘肃甘谷人，副教授。研究方向：计算机应用技术。