浙江省寧波市實(shí)驗(yàn)小學(xué)301 班 趙樂川

設(shè)計(jì)背景：

如今，社會(huì)智能化水平不斷提高，一些智能藥箱取代普通藥箱走進(jìn)了尋常百姓家。現(xiàn)有的智能藥箱具備定時(shí)提醒、遠(yuǎn)程問診、服藥檔案管理等功能，主要用戶群體為老人。老人對(duì)復(fù)雜事物的接受能力差、視力不好、聽力不好、記憶力差，而現(xiàn)有的智能藥箱需要與App 配合使用，App 中的字較小，說明性文字多，電子語(yǔ)音提醒聲不夠大，老人使用起來很不方便。如果家里有多個(gè)老人使用智能藥箱，可能會(huì)出現(xiàn)拿錯(cuò)智能藥箱的情況。另外，目前大多數(shù)智能藥箱只適合存放藥丸類的藥，不適合存放液體藥劑。

針對(duì)上面這些問題，我設(shè)計(jì)了方便老人使用的智能藥箱，它采用新技術(shù)，簡(jiǎn)單實(shí)用，提醒方式暖心。

設(shè)計(jì)思路：

進(jìn)行簡(jiǎn)單的流程設(shè)計(jì)，使老人無(wú)需接觸復(fù)雜的App。采用多種提醒方式：LED 燈分區(qū)提醒，高分貝家人語(yǔ)音循環(huán)提醒、注意事項(xiàng)話語(yǔ)提示，提醒老人按時(shí)、按要求準(zhǔn)確服藥。

智能藥箱采用IC 卡身份識(shí)別技術(shù)，解決老人拿錯(cuò)藥箱的問題。藥箱內(nèi)實(shí)行藥盒分區(qū)，可存放液體藥劑。

制作步驟：

1.準(zhǔn)備材料

我備齊制作材料：抽屜式結(jié)構(gòu)的收納柜、Arduino mega2560（主控板）、jdy-31 藍(lán)牙模塊、MP3 模塊（mini MP3 模塊）、喇叭、OLED12864 顯示屏（顯示模塊）、射頻芯片RC522（RFID）和LED 燈等。

2.搭建主體框架

我將抽屜式結(jié)構(gòu)的收納柜作為智能藥箱主體，把用瓦楞紙制成的底座固定在收納柜的抽屜內(nèi)，然后在上面放置小量杯，小量杯可以裝液體藥劑。

圖1 智能藥箱主體框架

3.連接硬件

硬件包括主控板、5 盞LED 燈、藍(lán)牙模塊、MP3 模塊、顯示模塊、喇叭和RFID 等。通過面包板，我將硬件所有的線正極與5V 或3.3V 電源相連，負(fù)極與GND 相連。連接方式見表1。

表1 線路連接方式

為了減小電流，保護(hù)電子元器件，我使用了電阻，這樣可以調(diào)節(jié)LED 燈的亮度。

圖2 線路連接圖

圖3 我在搭建主體框架、連接硬件與線路

4.設(shè)計(jì)流程

（1）在內(nèi)存卡中存儲(chǔ)語(yǔ)音信息，包括服藥時(shí)間提醒、服藥信息提示等。

（2）打開Blynk 程序，在對(duì)應(yīng)的程序下，連接藍(lán)牙，按順序設(shè)置智能藥箱中每個(gè)抽屜對(duì)應(yīng)的吃藥時(shí)間。

（3）連接電源，程序初始化。

（4）當(dāng)?shù)筋A(yù)設(shè)的吃藥時(shí)間時(shí)，MP3 模塊循環(huán)播報(bào)語(yǔ)音：“該吃藥啦！”對(duì)應(yīng)的LED燈亮，RFID 處于可刷狀態(tài)。

（5）使用者用對(duì)應(yīng)的身份卡刷RFID 進(jìn)行身份識(shí)別，并拿取亮著的LED 燈對(duì)應(yīng)的抽屜中的藥物。與此同時(shí)，語(yǔ)音播報(bào)服藥信息，LED 燈滅，RFID 處于不可刷狀態(tài)。

（6）等到了下一次預(yù)設(shè)的吃藥時(shí)間，重復(fù)步驟（4）和步驟（5）。

5.編寫程序

（1）自定義程序塊

圖4 自定義程序塊

使用自定義程序塊，對(duì)于部分相同的程序，我用程序塊來編輯，使代碼更簡(jiǎn)潔。

（2）增加藍(lán)牙指示模塊

當(dāng)藍(lán)牙斷開時(shí)，程序無(wú)法正常運(yùn)行。而藍(lán)牙連接上后，不用App 的老人不知道藍(lán)牙處于連接狀態(tài)，所以我在5 號(hào)管腳接藍(lán)牙指示燈，以此提示藍(lán)牙連接情況。

（3）解決時(shí)間模塊漏洞

當(dāng)使用時(shí)鐘模塊的時(shí)候，我意外地發(fā)現(xiàn)了一個(gè)漏洞：10 點(diǎn)鐘以前，顯示都正常；10 點(diǎn)鐘一到，出現(xiàn)問題，10:00 顯示為10:1092，10:01 顯示為10:1093……這是一個(gè)有規(guī)律的漏洞。在10:00 以后，我們把分鐘數(shù)減去1092，就能得到準(zhǔn)確的分鐘數(shù)。

（4）使用標(biāo)記

圖5 使用標(biāo)記

（5）串口監(jiān)視器應(yīng)用

我忘記買來的身份卡的卡號(hào)是多少了，于是用串口監(jiān)視器設(shè)置了讀卡功能，讀到了卡號(hào)。

（6）RFID 識(shí)別身份卡

當(dāng)RFID 讀取到對(duì)應(yīng)身份卡時(shí)，執(zhí)行開關(guān)燈、播放對(duì)應(yīng)語(yǔ)言等功能。這里還用了3 個(gè)過程開關(guān)變量來進(jìn)行狀態(tài)的邏輯識(shí)別。

除了以上這些程序代碼，我還編寫了初始化程序代碼、藍(lán)牙串口連接程序代碼等。

圖6 作品外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

改進(jìn)的想法：

用人臉識(shí)別或指紋識(shí)別等生物識(shí)別代替RFID，簡(jiǎn)化流程。

加裝繼電器，配合電磁鐵，對(duì)藥箱進(jìn)行精確開鎖設(shè)定，進(jìn)一步避免開箱錯(cuò)誤。

老師推薦：

創(chuàng)意源自對(duì)生活細(xì)致的觀察，作者利用老人對(duì)家人聲音敏感的特點(diǎn)，靈活運(yùn)用各類傳感器，制作出了實(shí)用性強(qiáng)的好作品。