基于51单片机的老年人智能药箱系统的设计与实现
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)10-0083-020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。
基于单片机的的智能药盒的设计
基于单片机的的智能药盒的设计随着人口老龄化和慢性病不断增加，如何更好地管理药品成为了一个越来越重要的问题。
在传统的药品管理方式中，轻则药品错服，重则遗漏、滥用，传统手动方式显然已经不能满足需求，因此设计一种基于单片机的智能药盒，将成为未来药品管理的重要方向。
该智能药盒采用单片机控制方式，利用各种传感器对药品包装盒的情况进行监测和分析，通过人机交互界面，向患者提供合理的药物用量，并且实时记录药品服用的情况及提醒患者按时服药。
下面将从多个方面来详细介绍该智能药盒的设计。
设计原理该智能药盒采用电子封口技术，利用单片机对药品的包装进行控制，集成了多种传感器，可以自动实现药品的开启和关闭，并且记录服药的时间和剂量。
同时，它还可以根据患者的个人信息、过敏史、用药史等信息，自动制定用药计划，提供合理的用量和用药时间，实现智能化的用药管理。
硬件设计药盒内部主要是由单片机、电机、液晶显示器、键盘、RTC即时钟、扫描仪、语音模块，温度传感器、药盒控制系统等部件组成。
其中，电机主要作用是驱动药盒开关，液晶显示器和键盘集成在一起，用于人机交互，RTC用于记录时间以显示用药时间及药品使用时间，温度传感器可以用于监控环境温度，避免药品受潮或过热，语音模块也可以提醒患者按时服药。
软件设计软件方面主要是设计用药管理系统，该系统主要分为三个部分：药品信息管理、用药计划调整和用药记录管理。
药品信息管理主要是记录药品的名称、种类、剂量和使用方法等信息，该信息可以通过扫描码识别技术快速录入。
用药计划调整部分根据患者的治疗情况和用药记录来动态制定用药计划。
用药记录管理可以实时记录用药的时间、剂量和数量等重要信息，是最重要的部分。
人机交互设计人机交互界面是药盒最重要的部分之一，是患者接触到药盒的第一层面。
因此，它需要具备良好的视觉效果和易用性，使得患者能够快速地了解自己的用药情况和用药计划。
同时，它也能够提醒患者按时服药，如果出现任何异常情况，药盒的语音提示功能也可以及时向患者发出警告。
基于单片机的智能药箱设计与实现外文译文
基于单片机的智能药箱设计与实现随着人们生活水平的提高以及医疗技术的不断发展，药物在日常生活中起着越来越重要的作用。
然而，由于药物种类繁多、用药时间不固定等原因，人们在管理药物方面常常出现困难。
为了解决这一问题，设计了一种基于单片机的智能药箱，以便更好地管理药物的用量和用药时间。
设计的智能药箱主要由以下几个部分组成：1. 药品存储仓：用于存放各类药物，仓内设有分隔板和药盒，方便管理不同种类的药物。
2. 单片机控制系统：通过单片机控制仓门的开闭，同时可以记录用户的取药信息并进行相应的提醒。
3. 显示屏和按键：用于显示药物的存储情况以及用户的取药提醒，同时用户可以通过按键设置用药时间和剂量。
4. 蜂鸣器：用于在用户用药时间到达时发出提醒信号。
智能药箱的工作原理如下：1. 用户在取药时，先通过按键输入自己的身份信息以及取药的种类和数量，系统会自动记录下用户的取药信息。
2. 在设置的用药时间到达时，药箱会通过蜂鸣器发出提醒信号，提醒用户该服药了。
3. 用户在取药后关闭仓门，系统会自动记录下用户的服药情况，并将相关信息保存在单片机中。
4. 系统还可以通过显示屏显示药物的存储情况，方便用户及时补药。
基于单片机的智能药箱设计具有以下优点：1. 可以有效提醒用户按时服药，避免漏服或者重复服药的情况发生。
2. 可以记录用户的用药情况，方便用户及时了解自己的药物服用情况。
3. 可以防止药物被他人误取或者以错误的方式服用。
4. 可以减轻医护人员的负担，提高药物管理的效率。
基于单片机的智能药箱设计成果对提高药物管理的便利性和准确性具有重要意义，对于改善人们的用药体验、提高医疗质量有着非常积极的作用。
在基于单片机的智能药箱设计与实现中，随着科技的迅速发展，未来还有许多改进和扩展的可能性。
从现有的设计中可以看出，智能药箱的核心是单片机控制系统，它可以实现药物存储信息管理、用户用药提醒和用药记录等功能。
然而，随着人工智能和物联网技术的不断发展，可以进一步扩展智能药箱的功能和便利性。
基于STC90C516单片机的智能药盒设计
基于STC90C516单片机的智能药盒设计摘要随着老龄化社会的到来，药盒对于长者的管理越来越重要。
传统药盒无法保证准确的用药时间和剂量，往往会给长者和家庭带来很大的麻烦。
针对这个问题，本文提出了一种基于STC90C516单片机的智能药盒设计方案。
该设计具有自动提醒用药、剂量控制、远程监测等功能。
实现了对药品的管理和记录、用药时间和剂量的准确控制及通知、家庭和医护人员的远程监测等目的。
关键词：STC90C516单片机；智能药盒；用药时间；剂量控制；远程监测AbstractWith the coming of aging society, the management of medication for the elderly becomes more and more important. Traditional medication boxes can not guarantee the accurate time and dose of medication, often bring great trouble to the elderly and their families. To solve this problem, this paper proposes a design scheme of intelligent medication box based on STC90C516 single chip microcomputer. The design has functions of automatic reminder of medication, dose control, remote monitoring, etc. It realizes the management and recording of drugs, accurate control and notification of medication time and dose, remote monitoring of families and medical staff.Keywords: STC90C516 single chip microcomputer;intelligent medication box; medication time; dose control; remote monitoring1. 引言长者是社会中最需要关注和照顾的群体之一。
基于单片机的智能药盒
基于单片机的智能药盒在快节奏的现代生活中，人们常常因为忙碌而忘记按时服药，或者因为药品的种类繁多而出现误服、漏服的情况。
对于需要长期服药的慢性病患者、老年人以及需要精准用药的人群来说，这可能会带来严重的健康问题。
为了解决这些问题，基于单片机的智能药盒应运而生。
智能药盒通常由药盒本体、控制系统、提醒装置、显示装置等部分组成。
其中，单片机作为控制系统的核心，发挥着至关重要的作用。
单片机，又称为微控制器，是一种集成电路芯片。
它具有体积小、功耗低、控制功能强等优点，非常适合应用于智能药盒这种对体积和功耗有要求的设备中。
通过编写特定的程序，单片机可以实现对药盒的各种智能化控制。
在智能药盒中，单片机首先需要实现的功能是药品的分类存储和定时提醒。
用户可以将不同种类的药品分别放入药盒的不同格子中，并通过操作界面设置每个格子对应的服药时间和剂量。
单片机内部的时钟模块会精确记录时间，当到达预设的服药时间时，便会触发提醒装置，如声音报警器、震动器或者灯光闪烁等，提醒用户按时服药。
为了确保用户正确服药，智能药盒还配备了显示装置。
单片机可以控制显示装置显示当前需要服用的药品名称、剂量以及相关的注意事项等信息。
有些智能药盒还具有语音播报功能，更加方便视力不好或者行动不便的用户使用。
除了提醒功能，智能药盒的单片机还可以实现药品库存管理。
通过在药盒中安装传感器，单片机能够实时监测每个格子中药品的剩余数量。
当某种药品的剩余量较少时，智能药盒可以通过手机 APP 或者短信等方式向用户发送补货提醒，方便用户及时购买药品。
另外，智能药盒还可以与医疗系统进行连接，实现远程医疗监护。
单片机可以将用户的服药记录上传至云端服务器，医生或者家属可以通过网络随时查看用户的服药情况，及时发现问题并进行干预。
在硬件设计方面，基于单片机的智能药盒需要考虑到稳定性、可靠性和低功耗等因素。
电源管理模块要确保在电池供电的情况下能够长时间稳定工作，同时要尽量降低功耗，延长电池的使用寿命。
基于单片机的的智能药盒的设计
摘要随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们对生活的健康质量也追求越来越高，为了方便老年人吃药，结合当前智能药盒蓬勃的发展状况，本文介绍了一种基于单片机的家庭用智能药盒的设计。
首先，本文介绍了此系统所涉及的硬件的结构和工作原理，主要包括STC90C51单片机、LCD1602液晶和单片机的定时/计数器。
其次，介绍了系统硬件的模块化设计和软件的编程思想。
最后是对系统进行调试之后得出最后的结果。
在第一部分着重介绍了单片机的各项参数、内部结构、引脚功能，LCD1602的硬件电路、显示原理和各项命令，定时/计数器和蜂鸣器原理的简单介绍。
在第二部分则系统地介绍了各模块之间的运作模式和工作流程。
最后调试完善后得到的系统运行基本模式为：系统基于单片机控制，通过对单片机STC90C516定时器中断的设计，使其完成对时钟运行的控制，并通过LCD1602液晶显示出来。
当系统检测到有时间设置功能键或用药设置功能键有输入时，进入关中断调时及设置状态，之后开中断并按下定时键记录当前设置的时间及用药量的值。
在调节好系统时间之后，系统时间向前运行的过程中不断将系统实时时间与记录时间作比较，两者相等时发出警报并显示所设置的用药量，一分钟后系统实时时间与记录时间不在相等则自动退出提醒，如此实现每天四次用药及每次四种用药服用量的提醒，比较适合普通家庭使用。
关键词：智能药盒；STC90C516；时钟；1602显示AbstractWith the development of society and people's living standards improve,more and more people pursue a higher level of health.In order to facilitate the old to take medicine,in combination with the vigorous development situation of smart pillbox,this paper introduces a design of domestic smart pillbox based on STC90C516 SCM(Single chip microcomputer).First,this paper introduces the system structure and working principle of hardware involved,mainly includes SCM,LCD1602 and the counter timer of the SCM.Secondly,the paper introduces the system hardware modular design and soft programming ideas.Finally,get the final result after debugging.The first part introduces the various parameters of SCM,the internal structure and pin functions,as well as hardware circuit and various commands of LCD1602,the principle of LCD1602,counter timer and buzzer.The second part introduces the operation model and work process between each module systematically.After the completion of debugging,the system basic operation mode is:the system is based on STC90C516,through the design of STC90516 timer interrupt,the system control the clock running forward,and display the time on the LCD1602.When the system detects that the time setting keys or the dosage keys have input,close the interrupt and setting the value of time or dosage,then open the interrupt and press the time-setting keys down to record the time and dosage,As the system time running forward,comparing record time with the current time,when two values are equal activate the alarm and display the dosage value,a minute latter,the two values are not equal,the system close the alarm,this is the way of reminding a person to take four kinds of medicine four times a day it`s suitable for ordinary families.Key words: smart pillbox STC90C516 clock LCD1602目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 选题目的和意义 (1)1.2 目前智能药盒的现状 (1)1.3 本文的结构 (2)2 系统总体方案设计 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 总体设计思路 (3)2.3 系统结构设计 (5)3 硬件电路的设计 (6)3.1 单片机最小系统 (6)3.1.1. STC90C51RC/RD+系列单片机简介 (6)3.1.2. 晶振电路 (9)3.1.3. 复位电路 (10)3.2 显示电路 (11)3.3 键盘电路 (13)3.4 蜂鸣器报警电路 (14)3.5 发光二极管电路 (14)3.6 定时模式装入初值的计算 (15)4 系统软件设计 (16)4.1 系统主程序 (16)4.2 系统软件子程序 (18)4.2.1. 按键扫描子函数 (18)4.2.2. 中断子函数 (19)5 系统的调试 (20)5.1 软件调试 (20)5.2 硬件调试 (21)5.3 调试结果 (24)6 结论与展望 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录1 系统单片机与按键电路图 (29)附录2 系统报警与显示电路图 (30)附录3 编程程序 (31)1绪论1.1 选题目的和意义很多老年人随着年龄的增长，都有健忘的毛病，对于这些老年人来说在生病的时候甚至是日常生活中按时吃药是一个难题，如果需要在不同时间吃不同的药，几乎很难独立完成，这次的毕业设计题目所指的智能药盒就是针对这些老年人所设计的，是一种为了方便老年人服药而设计的药物存储容器，它可以更好地管理高龄人群吃药麻烦的问题，根据对老年人每天吃药的时间进行定时，来实现一天内对老年人每天三次或更多次的定时提醒，提醒使用者服用多种药物中的一种或多种，以帮助人们改掉不按时吃药的坏习惯。
基于单片机的智能药盒
基于单片机的智能药盒【正文】1、引言本文档旨在介绍一个基于单片机的智能药盒设计方案，该方案将实现对药盒内药物的监控、提醒和管理，以便用户能够按时、正确服药。
该智能药盒具有便携、易用的特点，适用于广泛的人群。
2、设计目的本文档旨在提供一个详细的设计方案，确保智能药盒功能的可行性，包括监测药物剩余量、设定用药提醒、记录用药情况等。
通过该设计，用户能够有效地管理用药计划，减少漏服或过量服药的风险。
3、系统需求本章节详细描述了智能药盒的功能需求、性能需求和界面需求。
其中包括但不限于药物存储容量、药物剩余检测精度、提醒方式、用户界面等，以确保设计满足用户的实际需求。
4、系统架构本章节主要介绍智能药盒的整体架构设计，包括硬件模块和软件模块。
硬件模块涵盖了单片机、药物仓位、传感器等组成部分，并详细说明这些部件的功能和连接方式。
软件模块阐述了系统的控制流程和交互逻辑。
5、硬件设计本章节详细描述了单片机、药物仓位以及相关传感器的选型和设计。
单片机的功能和性能要求、药物仓位的结构和容量要求、传感器的种类和定位要求都将在此章节进行详细阐述。
6、软件设计本章节对应用程序的设计进行阐述，包括软件开发环境、编程语言选择、数据库设计等。
同时，还将介绍具体的算法和逻辑，用以实现系统的各项功能。
7、功能测试与验证本章节将介绍针对智能药盒的功能测试和验证方案。
将通过实际测试来确保系统的各项功能的正确性和稳定性。
8、系统的扩展和改进本章节将探讨进一步扩展系统功能的可行性，包括但不限于添加更多的传感器、实现数据远程同步等，同时也会展示对系统已有功能的进一步优化方案。
【附件】1、设计图纸：包括智能药盒的结构图、电路图等。
2、软件代码：涵盖应用程序的全部源代码和相关文档。
3、测试报告：包括对系统功能进行测试和验证的各项结果。
【法律名词和注释】1、单片机：指集成了处理器核、存储器和各种外设接口的一种集成电路。
2、传感器：指能够将物理量转换成与之相关的电信号输出的检测装置。
老年人智能药箱系统的设计与实现
老年人智能药箱系统的设计与实现摘要：我国老龄化趋势渐长的当下，老年人的基础保障设施以及相关健康保障设备质量、数量却还不够完善。
新闻常有报道老年人因服错药而产生的悲剧事件。
基于此，我们设计了基础功能相对完善，又有自主创新功能的联网型老年人智能药箱。
设计了配套的医疗APP，实现存、取、服药情况的动态展示。
关键词：智能药箱；联网功能；医疗APP；动态展示；中图分类号：TP368.331引言随着社会压力的增大，人口老龄化形势日益严峻，社会健康水平难以提升。
关于药品服用，一方面，大多数老人的子女无法陪伴其左右，老人忘记服药的情况时有发生；另一方面，儿童误食药品的事件频发[1]。
自2000年以来，我国开始迈入老龄化社会。
据统计，高龄人口占我国总人口15%以上。
随着年龄的增长，人体机能逐渐衰退，老年人易患各种慢性疾病，需要长期服用多种药物[2]。
基于这样的需求，市面上出现了智能药箱等医护工具。
但，根据调研结果显示，市面上的智能药箱大多只有存、取药，服药提示这些基础功能，有很大的的创新改造空间。
我们的智能药箱系统在设计上加入联网功能，能够将老年人的服药记录数据进行记录并且图像化地展示给家人。
此外，我们还设计配套的医疗APP。
Android 系统的用户基数庞大、开发市场广阔，同时其给予了开发者相当高的开发自由度[3]；MySQL 数据库具有体积小、速度快、总体拥有成本低等特点，因此具有广泛的应用[4]。
通过这两个软件，我们便可以设计出一款贴合需求的老年人智能药箱，更好地为老年人群体提供服务。
2系统总体结构设计该智能药箱采用51单片机作为主控核心进行信息处理与控制，满足智能药箱的基本功能。
内部配置联网功能，数据存储传输到配套的医疗APP。
在这个APP上，用户可以清晰地了解到老人的服药情况和身体的基础情况，如：心率、血压等。
此外，还可以与其他用户进行交流，了解到更多的医疗资源；VIP用户还可以与专家进行一对一咨询，进一步保障老人身体健康。
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基于51单片机的老年人智能药箱系统的
设计与实现
摘要：针对我国老年化渐长，而老年人的基础保障设施以及相关健康保障设备质量、数量却还不够完善的情况，面对市场需求，我们设计了一款基于51单片机的老年人智能药箱系统。
该药箱关注老年人身体机能下降而造成的错服药等现实问题，在主控系统上采用51单片机进行数据处理与控制,完成基础的存取药品、分类药品、提示服药功能。
此外，药箱系统具有联网功能，实现放、取、服药数据的动态展现和存储。
关键词：智能药箱；51单片机；信息处理；联网功能；
中图分类号：TP368.33
1引言
2000年以来，我国开始迈入老龄化社会。
年龄增大的同时，人体健康值随之下降，老年人易患各种慢性疾病，需要长期服用多种药物[1]。
有数据统计，65 岁以上的老年人中约80%患有心脏病、高血压等慢性疾病，其中有35%的老年人患有2 种或2 种以上的慢性疾病[2]。
据调查显示，80%的老年人需要药物治疗[3]。
老年人需要服用多种药物，且服药次数不一，难以准确牢记。
又随着年龄增大，听觉、视觉等感官器官功能退化，容易出现错误服药、错过服药、多次服药的状况。
因此，智能药箱拥有着较为广阔的市场前景。
根据调研发现，如今市面上的药箱大多只具有最基础的功能，有很大的的创新改造空间。
基于此，我们致力于设计一款多功能联网的老年人智能药箱系统，更好地为老年人群体提供服务。
2系统总体结构设计
该智能药箱采用51单片机作为主控核心进行信息处理与控制。
有多模块设计，我们通过蜂鸣器装置来进行服药提示；通过LCD显示屏进行装药、取药提示；通过WiFi通讯功能进行联网功能并提供紧急联系人功能等等。
后续还将逐步实
现自主配药等高难度功能，以确保更高质量保护老年人的服药安全。
3智能药箱系统硬件设计
图1 硬件设计原理图
图2 智能药箱电路PCB 2D图展示
3.1单片机系统模块（51）
51单片机是初学者们最容易上手学习的单片机，它具有：集成度高、体积小、有很高的可靠性；控制功能强；扩展性能好，非常容易构成各种应用系统等优点，最终被我们采用，作为主控核心。
3.2电源模块
ISL9120是一款高性能的降压-升压稳压器，满足系统电源、Wi-Fi联网、蓝
牙等外围设备的高效电源管理的需要。
有这样的稳压器，可以提供极其出色的电
源管理效率，在满足我们设计的需求上，还能保障电源供应。
3.3数据显示模块
7个LED灯分别对应7个药仓。
当发生RTC报警中断，对应服药日的LED灯
开启。
例如：LED1对应着周一的服药提醒，而LED7对应着周日的服药提醒。
此外，LED的设计也是体谅老年人视觉感官功能退化，增加亮度提示，可以让老年
人及时关注，进行对应问题的解决。
3.4蜂鸣器报警及LED模块
RTC报警中断发生后，单片机从PCLBUZ0向蜂鸣器控制电路输出0.512kHz的
方波，使蜂鸣器鸣响。
与此同时，LED同时点亮，从视觉、听觉两方面进行服药、装药提示，避免疏漏。
3.5 WiFi通讯模块
利用WiFi进行联网设计，家人能随时通过应用端了解老人老年人的服药等
具体情况，减少担忧。
还具备网络紧急通信功能，在检测到老人未按时服药，则
网络通信紧急联系人（可设计）进行警示。
3.6时钟模块
药箱加入定时装置，进行定时设计。
严格管控老年人服药时间，避免发生意外。
4结束语
基础病较多的老人需要长期服用药物，需要服用多品种药物、多数量药物。
而由于老年人的特殊情况，有新闻报道，经常发生因错误服药而造成的悲剧事故[4]，对此我们设计的智能药箱可以一定程度上避免诸类问题。
此外，我们创新性
想到可以在智能药箱中加入更多的娱乐功能，例如：收听广播、播放音乐等。
这
些娱乐功能贴合老年人爱好，体现人文关怀。
后续还将继续研究自主配药功能的
设计与实现，优化整体系统配置。
参考文献
[1] 史弘毅.中国人口老龄化带来的健康问题及其相关策略[J].临床医药文
献电子杂志,2018,5(84):174-175
[2] 陈燕萍，梁惠萍，李欣陈．老年人智能药盒设计研究［J］．艺术科技，2016，29(12):24．
[3] 邹雨．老年人用药存在的问题［J］．中华养生保健，2013(1):26 －28．
[4] 孔小敏．基于 STM32F4 智能药箱系统设计与实现［D］．哈尔滨:哈
尔滨工业大学，2016．
基金项目：2022 年国家级大学生创新创业训练计划项目，老年人智能药箱
系统，立项编号：202214037011。
教师作者简介：周琦宾（1995 年-），男，宜宾市，硕士研究生，专职教师，主要研究方向：电路分析、数据分析。
学生作者简介：戴滢（2002 年-），女，雅安市，202级计算机科学与技术
专业03班学生，主要研究方向：单片机开发。