智能药箱暖人心

浙江省宁波市实验小学301 班 赵乐川

设计背景：

如今，社会智能化水平不断提高，一些智能药箱取代普通药箱走进了寻常百姓家。现有的智能药箱具备定时提醒、远程问诊、服药档案管理等功能，主要用户群体为老人。老人对复杂事物的接受能力差、视力不好、听力不好、记忆力差，而现有的智能药箱需要与App 配合使用，App 中的字较小，说明性文字多，电子语音提醒声不够大，老人使用起来很不方便。如果家里有多个老人使用智能药箱，可能会出现拿错智能药箱的情况。另外，目前大多数智能药箱只适合存放药丸类的药，不适合存放液体药剂。

针对上面这些问题，我设计了方便老人使用的智能药箱，它采用新技术，简单实用，提醒方式暖心。

设计思路：

进行简单的流程设计，使老人无需接触复杂的App。采用多种提醒方式：LED 灯分区提醒，高分贝家人语音循环提醒、注意事项话语提示，提醒老人按时、按要求准确服药。

智能药箱采用IC 卡身份识别技术，解决老人拿错药箱的问题。药箱内实行药盒分区，可存放液体药剂。

制作步骤：

1.准备材料

我备齐制作材料：抽屉式结构的收纳柜、Arduino mega2560（主控板）、jdy-31 蓝牙模块、MP3 模块（mini MP3 模块）、喇叭、OLED12864 显示屏（显示模块）、射频芯片RC522（RFID）和LED 灯等。

2.搭建主体框架

我将抽屉式结构的收纳柜作为智能药箱主体，把用瓦楞纸制成的底座固定在收纳柜的抽屉内，然后在上面放置小量杯，小量杯可以装液体药剂。

图1 智能药箱主体框架

3.连接硬件

硬件包括主控板、5 盏LED 灯、蓝牙模块、MP3 模块、显示模块、喇叭和RFID 等。通过面包板，我将硬件所有的线正极与5V 或3.3V 电源相连，负极与GND 相连。连接方式见表1。

表1 线路连接方式

为了减小电流，保护电子元器件，我使用了电阻，这样可以调节LED 灯的亮度。

图2 线路连接图

图3 我在搭建主体框架、连接硬件与线路

4.设计流程

（1）在内存卡中存储语音信息，包括服药时间提醒、服药信息提示等。

（2）打开Blynk 程序，在对应的程序下，连接蓝牙，按顺序设置智能药箱中每个抽屉对应的吃药时间。

（3）连接电源，程序初始化。

（4）当到预设的吃药时间时，MP3 模块循环播报语音：“该吃药啦！”对应的LED灯亮，RFID 处于可刷状态。

（5）使用者用对应的身份卡刷RFID 进行身份识别，并拿取亮着的LED 灯对应的抽屉中的药物。与此同时，语音播报服药信息，LED 灯灭，RFID 处于不可刷状态。

（6）等到了下一次预设的吃药时间，重复步骤（4）和步骤（5）。

5.编写程序

（1）自定义程序块

图4 自定义程序块

使用自定义程序块，对于部分相同的程序，我用程序块来编辑，使代码更简洁。

（2）增加蓝牙指示模块

当蓝牙断开时，程序无法正常运行。而蓝牙连接上后，不用App 的老人不知道蓝牙处于连接状态，所以我在5 号管脚接蓝牙指示灯，以此提示蓝牙连接情况。

（3）解决时间模块漏洞

当使用时钟模块的时候，我意外地发现了一个漏洞：10 点钟以前，显示都正常；10 点钟一到，出现问题，10:00 显示为10:1092，10:01 显示为10:1093……这是一个有规律的漏洞。在10:00 以后，我们把分钟数减去1092，就能得到准确的分钟数。

（4）使用标记

图5 使用标记

（5）串口监视器应用

我忘记买来的身份卡的卡号是多少了，于是用串口监视器设置了读卡功能，读到了卡号。

（6）RFID 识别身份卡

当RFID 读取到对应身份卡时，执行开关灯、播放对应语言等功能。这里还用了3 个过程开关变量来进行状态的逻辑识别。

除了以上这些程序代码，我还编写了初始化程序代码、蓝牙串口连接程序代码等。

图6 作品外观及内部结构

改进的想法：

用人脸识别或指纹识别等生物识别代替RFID，简化流程。

加装继电器，配合电磁铁，对药箱进行精确开锁设定，进一步避免开箱错误。

老师推荐：

创意源自对生活细致的观察，作者利用老人对家人声音敏感的特点，灵活运用各类传感器，制作出了实用性强的好作品。