CN105055163A

CN105055163A - 一种基于无线通信模块的智能药盒与服药提醒方法

Info

Publication number: CN105055163A
Application number: CN201510432036.1A
Authority: CN
Inventors: 蔡健鹏; 李泳章; 王一歌; 罗圣朋
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2015-11-18

Abstract

本发明公开了一种基于无线通信模块的智能药盒，包括药盒本体和与智能手环，所述药盒本体包括中央处理芯片一，以及分别与中央处理芯片一相连的SD卡存储模块、NRF射频模块一、射频识别模块一、时钟模块、语音录放模块、LED提示灯一；所述智能手环包括中央处理芯片二，以及分别与中央处理芯片二相连的射频识别标签、LED提示灯二、振动器、NRF射频模块二；所述药盒本体与智能手环通过NRF射频模块一与NRF射频模块二无线通信。本发明具有设置操作简单、语音提示设置人性化、全方位提醒用户用药的特点。

Description

一种基于无线通信模块的智能药盒与服药提醒方法

技术领域

本发明涉及用药人群服药提醒和跟踪纪录领域，特别涉及一种基于无线通信模块的智能药盒与服药提醒方法。

技术背景

随着生活水平的稳步提高，人均寿命的延长，我国已经开始进入了老龄化社会，人口老龄化已经成为了一个不可避免的问题，在老人基数不断增长的大背景下，生活条件的优质带来了高血压等慢性老年病的频发，而老年病的治疗需要用药多，周期长的过程，提醒患病老年人群体按时吃药，对老年病的治疗至关重要。

在这样一种情形之下，我们希望能够研发一款药盒，解决老年人容易忘记吃药的问题，保证老年人能在定时提醒的帮助下按时吃药，保证治疗效果。

研究发现，市面上现有的传统药盒大体有两种，第一种是只有简单的闹钟功能和单一的声音提醒功能，不具备用户录音的功能；第二种是具备用户录音功能，但是提醒方式单一，不具备无线通信能力，提醒效果不理想，不能满足智能和可靠提醒的要求。

另外，传统的电子药盒定时设置繁琐，一般需要四个按键(时间+、时间-、移位、确定)，需要一套专门的操作流程才能完成闹钟设置；语音提醒方式单一，一般为简单的蜂鸣器提醒，设计不人性化；现有电子药盒也不能在近场提醒失效的情况下进一步提醒用户。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于无线通信模块的智能药盒与服药提醒方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种基于无线通信模块的智能药盒，包括药盒本体和与智能手环，所述药盒本体包括中央处理芯片一，以及分别与中央处理芯片一相连的SD卡存储模块、NRF射频模块一、射频识别模块一、时钟模块、语音录放模块、LED提示灯一；所述智能手环包括中央处理芯片二，以及分别与中央处理芯片二相连的射频识别标签、LED提示灯二、振动器、NRF射频模块二；所述药盒本体与智能手环通过NRF射频模块一与NRF射频模块二无线通信。

所述中央处理芯片一与所述中央处理芯片二为51单片机。

所述射频识别模块一为MFRC-522RFID射频识别模块，用于读取射频识别标签中的信息和记录用户信息。

所述时钟模块为DS3231时钟模块。所采用的DS3231时钟模块精度高。

所述语音录放模块采用单片语音录放芯片ISD1760，该芯片具有能够定制的信息操作指示音效。

所述药盒本体还包括GSM通信模块，所述GSM通信模块通过GSM网络发送提醒信息到指定手机终端，进一步提醒用户。

本发明的另一目的通过如下技术方案实现：

一种利用所述的基于无线通信模块的智能药盒的服药提醒方法，包含以下步骤：

S1.设置智能药盒的时钟模块与语音录放模块，检测、判断当前时间，当时间达到设定的闹钟时间值时，时钟模块中断管脚发出低电平信号到中央处理芯片一；

S2.收到低电平信号后，中央处理芯片一启动提醒方式一：中央处理芯片一控制语音录放模块播放录音，发出语音提醒，并持续时间T；

同时，中央处理芯片一控制LED提示灯一，提示用户用定制的带有RFID射频标签的智能手环装置在智能药盒装置上射频识别模块一区域进行识别、记录；

S3.若用户没有刷卡，在中央处理芯片一启动提醒方式一时间T后，中央处理芯片一启动提醒方式二：中央处理芯片一控制智能药盒上的射频模块一发送特定信息到智能手环端，智能手环发出持续时间T的震动提醒；

S4.若用户没有刷卡，在中央处理芯片一启动提醒方式一的时间T1后，中央处理芯片一启动提醒方式三：中央处理芯片一控制智能药盒上的GSM通信模块发送提醒信息到用户或用户监护人手机终端，进一步提醒用户。

步骤S2中，所述的用户用定制的带有射频标签的智能手环装置在智能药盒装置上射频识别模块一区域进行识别、记录，中央处理芯片一通过射频识别模块一读取智能手环上的射频识别标签上的用户ID号，并将用户ID号与当前刷卡时间记录到与中央处理芯片一相连的SD卡存储模块，记录用户服药时间。

步骤S4中，所述的GSM通信模块发送的提醒信息包括用户ID号，用户姓名，以及用户当日的用药统计次数。

所述时间T为一分钟，所述时间T1为十分钟。时间T、T1不限于此，用户可以根据实际需要进行设置。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明设置操作简单，利用高精度时钟模块，只要在特定的时间短按闹钟键，就能完成闹钟设置，长按(2秒以上)闹钟键就能清除所有闹钟，优于传统的电子药盒。

2、本发明语音设置人性化，利用语音录放模块，能够实现语音的个性化录制，能够录制60秒的语音，可以随意更改提醒语音，使语音提醒充满关怀，优于传统的电子药盒。

3、本发明全方位提醒用户用药，利用无线射频模块可实现室内中短距离提醒，配对智能手环在预设的时间点会发出震动提醒，避免患者距离药盒较远而听不到语音提醒。

4、本发明利用GSM通信模块，可以远程提醒用户监护人监督用户服药，GSM网络为当今世界最稳定的最及时的网络传输技术，可以保证提醒信息传输的及时性和准确性。

附图说明

图1为本发明所述的基于无线通信模块的智能药盒装置图；

图2为本发明所述的基于无线通信模块的服药提醒方法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1，一种基于无线通信模块的智能药盒，包括药盒本体和与智能手环，所述药盒本体包中央处理芯片一，以及分别与中央处理芯片一相连的SD卡存储模块、NRF射频模块一、射频识别模块一，GSM通信模块，时钟模块，语音录放模块，LED提示灯一；所述智能手环包括射频识别标签、中央处理芯片二，以及分别与中央处理芯片二相连的LED提示灯二、振动器、NRF射频模块二；所述药盒本体与智能手环通过NRF射频模块一与NRF射频模块二进行无线通信。

所述的中央处理芯片一为IAP15W4K61S4单片机，所述的射频模块一为NRF24L01射频模块，所述的射频识别模块一为MFRC-522RFID射频识别模块，所述的高精度时钟模块为DS3231时钟模块，所述的语音录放模块为DS1760语音模块，所述的LED提示灯一为1.3寸OLED显示屏模块。

所述的中央处理芯片二STC15W204S单片机，所述的射频模块二为NRF24L01射频模块。

IAP15W4K61S4单片机是宽电压、高速、高可靠、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，具有掉电模式，可实现低功耗，对IAP15W4K61S4单片机进行编程的时候，采用定时进入掉电模式编程代码，达到单片机内部处理信息和数据的功耗最小化。

采取NRF24L01模块作为智能药盒和智能手环通信的载体，NRF24L01传输距离可达200米，符合室内的传输距离实际，而且NRF24L01有处于低功耗状态的工作模式，作为传输载体同样可以节省耗电量，同时采用NRF24L01握手通信技术，确保提醒信号可以稳定地收发，并确定信息的准确性。

MFRC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片，是一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择；MFRC522利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议；支持14443A兼容应答器信号；MFRC522支持MIFARE系列更高速的非接触式通信，双向数据传输速率高达424kbit/s；它与主机间通信采用SPI模式，有利于减少连线，缩小PCB板体积，降低成本。

DS3231是低成本、高精度I2C实时时钟(RTC)，具有集成的温补晶振(TCXO)和晶体；该器件包含电池输入端，断开主电源时仍可保持精确的计时。集成晶振提高了器件的长期精确度，RTC保存秒、分、时、星期、日期、月和年信息；少于31天的月份，将自动调整月末的日期，包括闰年的修正，地址与数据通过I2C双向总线串行传输。

语音录放模块采用Winbond推出的单片优质语音录放芯片ISD1760，该芯片提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示(vAlert),双运作模式(独立&嵌入式)，以及可定制的信息操作指示音效；芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能；OLED显示屏模块具有自发光、可视角度大(大于160度)、功耗低(正常全屏显示汉字0.06W)、IO口占用少的特点，能同时满足现实方式多样和低功耗的要求。

如图2，一种基于无线通信模块的服药提醒方法，包含以下步骤：

S1.设置智能药盒的高精度时钟模块与语音录放模块，检测、判断当前时间，当时间达到设定的闹钟时间值时，高精度时钟模块中断管脚发出低电平信号到中央处理芯片一；

S2.收到低电平信号后，中央处理芯片一启动提醒方式一：中央处理芯片一控制语音录放模块播放录音，发出语音提醒，并持续一分钟；

同时，中央处理芯片一控制LED提示灯一，提示用户用定制的带有RFID射频识别卡的智能手环装置在智能药盒装置上指定感应区域刷卡；

S3.若用户没有刷卡，在中央处理芯片一启动提醒方式一的一分钟后，中央处理芯片一启动提醒方式二：中央处理芯片一控制智能药盒上的射频模块一发送特定信息到智能手环端，智能手环发出持续一分钟的震动提醒；

S4.若用户没有刷卡，在中央处理芯片一启动提醒方式一的十分钟后，中央处理芯片一启动提醒方式三：中央处理芯片一控制智能药盒上的GSM通信模块发送提醒信息到指定手机终端，进一步提醒用户。

用户初次使用本智能药盒时，首先要进行时钟校准，通过设置键、时间+、时间-按键来调整药盒时间。然后进行闹钟设定，在特定的时间，短按闹钟键可以一键设置当前时间为闹钟时间，或者通过设置键、时间+、时间-按键来调整闹钟时间。药盒可以设置4个闹钟。长按闹钟键(2秒以上)，可以清除所有闹钟。闹钟设置好后，用户需要按下录音键，录制一段不超过60秒的音乐或者语音。设置完毕，以后每天的同一时间药盒会自动语音提醒用户吃药，方便需要长期服药的人使用。设定的时间和录制的语音可以随时修改。

药盒上的中央处理芯片一IAP15W4K61S4会实时监测智能药盒上的高精度时间模块，检测、判断当前时间，当时间达到设定的闹钟时间值时，高精度时间模块中断管脚发出低电平信号到中央处理芯片一，收到低电平信号后，中央处理芯片一控制语音录放模块播放录音，发出语音提醒，并持续一分钟。

同时，中央处理芯片一控制LED提示灯一，提示用户用定制的带有RFID射频识别卡的智能手环装置在智能药盒装置上指定感应区域刷卡。

若用户没有刷卡，在中央处理芯片一启动提醒方式一的一分钟后，中央处理芯片一控制智能药盒上的射频模块一NRF24L01发送特定信息到智能手环端，智能手环上的中央处理芯片二STC15W204S检测到射频模块二NRF24L01接收到来自射频模块一的信息，中央处理芯片二控制振动器进行震动提醒，并持续一分钟。

若用户没有刷卡，在中央处理芯片一启动提醒方式一的十分钟后，中央处理芯片一控制智能药盒上的GSM通信模块发送提醒信息到用户或用户监护人手机终端，进一步提醒用户。提醒信息内容包括用户ID号，用户姓名，以及用户当日的用药次数统计。

提醒过程中，用户用定制的带有RFID射频识别标签的智能手环在智能药盒装置上指定感应区域刷卡后，中央处理芯片一会停止本次提醒行为。中央处理芯片一通过射频识别模块一读取智能手环上的射频识别标签上的用户ID号，并将用户ID号与当前刷卡时间记录到与中央处理芯片一相连的SD卡存储模块，记录用户服药时间。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于无线通信模块的智能药盒，其特征在于：包括药盒本体和与智能手环，所述药盒本体包括中央处理芯片一，以及分别与中央处理芯片一相连的SD卡存储模块、NRF射频模块一、射频识别模块一、时钟模块、语音录放模块、LED提示灯一；所述智能手环包括中央处理芯片二，以及分别与中央处理芯片二相连的射频识别标签、LED提示灯二、振动器、NRF射频模块二；所述药盒本体与智能手环通过NRF射频模块一与NRF射频模块二无线通信。

2.根据权利要求1所述的基于无线通信模块的智能药盒，其特征在于：所述中央处理芯片一与所述中央处理芯片二为51单片机。

3.根据权利要求1所述的基于无线通信模块的智能药盒，其特征在于：所述射频识别模块一为MFRC-522RFID射频识别模块，用于读取射频识别标签中的信息和记录用户信息。

4.根据权利要求1所述的基于无线通信模块的智能药盒，其特征在于：所述时钟模块为DS3231时钟模块。

5.根据权利要求1所述的基于无线通信模块的智能药盒，其特征在于：所述语音录放模块采用单片语音录放芯片ISD1760，该芯片具有能够定制的信息操作指示音效。

6.根据权利要求1所述的基于无线通信模块的智能药盒，其特征在于，所述药盒本体还包括GSM通信模块，所述GSM通信模块通过GSM网络发送提醒信息到指定手机终端，进一步提醒用户。

7.一种利用权利要求1-6任一项所述的基于无线通信模块的智能药盒的服药提醒方法，其特征在于，包含以下步骤：

8.根据权利要求7所述的基于无线通信模块的服药提醒方法，其特征在于：步骤S2中，所述的用户用定制的带有射频标签的智能手环装置在智能药盒装置上射频识别模块一区域进行识别、记录，中央处理芯片一通过射频识别模块一读取智能手环上的射频识别标签上的用户ID号，并将用户ID号与当前刷卡时间记录到与中央处理芯片一相连的SD卡存储模块，记录用户服药时间。

9.根据权利要求7所述的基于无线通信模块的服药提醒方法，其特征在于：步骤S4中，所述的GSM通信模块发送的提醒信息包括用户ID号，用户姓名，以及用户当日的用药统计次数。

10.根据权利要求7所述的基于无线通信模块的服药提醒方法，其特征在于：所述时间T为一分钟，所述时间T1为十分钟。