前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的智能药盒创新产品设计研制，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘要：以创新产品设计—智能药盒的研制为例，论述了生活中的小发明智能药盒的研究背景、技术方案、优点、具体实施方式，包括智能药盒的结构设计、智能控制系统设计、技术说明及结论。
关键词：智能药盒；研究背景；结构设计；智能控制系统设计；技术说明
随着科技的进步，医疗水平的提高，许多疾病已经可以通过简单的药物治疗得到缓解或治愈。而现代社会日趋老龄化，越来越多的老年人患上了糖尿病、心脑血管疾病、阿尔兹海默病等慢性疾病，需要长期不间断地服药。由于老人自理能力越来越差，而子女又忙于工作，因而需要一种智能药盒来提醒老人按时服药，同时，针对聋哑人、盲人等残疾人士也应有相应的智能药盒提醒其按时服药。目前市场上具有提醒功能的药盒大多只能通过声、光提示病人服药，其功能单一，不能满足各类人群的使用需要。鉴于以上原因，本智能药盒的目的在于提供一种不仅可以通过语音、强光进行报警提示，同时还可以弹出药盒以供病人取药，而有效避免病人漏服、错服药品的智能药盒。
1智能药盒技术方案
本实用新型智能药盒，包括壳体、设于壳体表面的数码显像管、控制按键、扬声器，以及壳体内的控制模块、警示模块；控制模块包括微处理器、功能驱动输出电路、时钟电路、时间显示电路、语音录放电路、电源单元。时钟电路、时间显示电路、语音录放电路及电源单元分别与微处理器电路连接；警示模块通过功率驱动输出电路与微处理器电路连接。本实用新型智能药盒可通过语音、强光进行报警提示，并可弹出药盒以供病人取药，进而可以有效避免病人漏服、错服药品。
2智能药盒优点
第一，可以设置服药时间及自行录入语音提示，时间到即可通过语音、强光及时提醒病人服药，避免了漏服。第二，可根据设置自动弹出不同药盒，即可根据不同的服药周期，弹出不同的药品，从而避免了错服。第三，若没有及时取走药品，即发出声、光报警，进一步提醒病人或看护者服药时间到，引起注意。第四，塑料吸盘作为药盒的底座，能够牢固吸附在任何平面上，不易碰倒。第五，内置纽扣电池，在关闭电源后，仍能保证系统保存数据，避免了数据丢失。第六，电源接口位于药盒底层背面，方便为装置提供电能。
3智能药盒具体实施方式
3.1智能药盒结构设计。(如图1所示)本智能药盒可以设置5个定时服药时间，每次定时时间到，通过语音、强光提示病人服药，并自动弹出相应的一层抽屉式小药盒，供病人取药。可以针对不同的服药周期(如一日2次、一日3次)，弹出不同的药品，避免错服、漏服。本智能药盒，为一个内置多层抽屉式小药盒、智能控制电路、警示装置的盒体。盒体材料为ABS塑料。盒体主体为5层倾斜抽屉式小药盒；盒体上层为智能控制电路；盒体表面安装声光报警器、控制按键、8段式数码显示管、强光灯；盒体底层安装电源接口及塑料吸盘。所述倾斜抽屉式小药盒：每一层小药盒放置一次用药所需的药量，用吸盘式电磁铁吸附，每次到达预定的吃药时间，设置相应的一层电磁铁断电，其吸附的小药盒自动滑下。所述警示装置包括声光报警器、扬声器、强光灯。
3.2智能控制系统设计。图2是智能控制系统原理框图，智能控制电路包括以下几部分[1]：第一，微处理器MCU。主要用于数据处理，控制各模块工作；4个控制按键，其中三个按键与MCU直接连接，一个按键用于选择需要设定的参数，如当前时间、定时吃药时间等；一个用于设定参数值并设有查询功能；一个用于确认取药、复位报警；最后一个按键用于录制提示语音。第二，电源模块。用于转换电压，给整个装置各模块元器件供电。第三，时钟电路。产生系统所需的时钟信号。第四，时间显示电路。包括译码器、锁存器和8段式数码显示管，用于显示当前时间、定时时间，可以显示小时、分钟。第五，功率驱动输出电路PDC。用于驱动强光灯、声光报警器报警、打开各层抽屉式小药盒。第六，语音录放模块。用于通过装置内置麦克风录制提示语音，通过扬声器播放该语音或默认音乐。第七，控制按键、时钟电路、时间显示电路、功率驱动输出电路、语音录放模块分别与MCU连接，控制抽屉式小药盒的电磁铁、强光灯及声光报警器与功率驱动输出电路连接。内置纽扣电池，在关闭电源后，仍能保证系统保存数据，避免了数据丢失。
3.3智能药盒的技术说明。第一，系统通过电源适配器将交流220V转换为直流12V，作为智能药盒的电源接入药盒。单片机STC89C52作为微处理器(MCU)用于处理数据，控制各模块工作。由MC7805及外围电路组成的三端稳压电源模块，将直流12V转换成5V，给各模块供电[2]，如图3所示。第二，时钟电路由涓流充电时钟芯片DS1302及其外围组成，为MCU提供时、分等时钟信号，接入MCU的P3端口。按键S1～S3直接接入MCU的P3端口。由三八译码器74HC138、锁存器74HC573、4个8段式数码显示管组成时间显示电路。MCU的P2端口输出3位二进制加权地址，经过译码器译码，生成位选通信号，逐个点亮4个数码显示管。MCU的P0端口输出8位二进制数据，通过锁存器输出给数码显示管，产生所需的字符。第三，UM2003作为功率驱动输出电路PDC，接收MCU的P1端口输出的驱动信号，驱动强光灯、声光报警器、电磁铁工作。第四，录音键S4、内置麦克风、扬声器接入录放模块ZY1420B中。可以通过按S4键，自行录制20秒语音。第五，按键S1，S2共同设置当前时间、第1次到第5次的服药时间。系统自动将时间数据存入MCU存储器中，并通过时间显示电路显示当前时间，按下S2键可以查询设置的5个服药时间。当到达第1次服药时间时，MCU输出控制信号给PDC相应的输入引脚，驱动PDC输出驱动信号给强光灯和第一层电磁铁，电磁铁断电，小药盒自动滑下。MCU同时输出控制信号给语音录放模块，模块通过扬声器连续播放录制的语音。病人取药后，按下复位键S3，把小药盒推回，扬声器、强光灯断电，系统记录取药次数、取药时间并保存，一次循环完成。第六，若病人在5分钟内没有按下复位键，则视为病人没有取走药品，MCU输出报警信号给PDC，PDC驱动声光报警器报警。直至有人按下复位键。同理，完成第2～5次取药过程。
4结语
通过大学生创新产品设计，智能药盒的研制已经达到了产品的设计要求，产品试件已经加工完成，准备批量生产投放市场。通过本次智能药盒创新产品的设计，培养了学生的创新精神和创新思维，也体现了当代大学生逻辑思维能力、产品设计能力、动手操作能力的结合。该产品已获得实用新型专利。
参考文献
[1]贺力克,邱丽芳.自动控制技术项目教程[M].北京:机械出版社,2018.
[2]孔凡才,陈渝光.自动控制原理与系统[M].北京:机械出版社,2019.
作者:刘国良 单位:北京电子科技职业学院
