Selon le "China Population Ageing Development Trend Forecast Research Report" publié par le Bureau du Comité de travail national sur le vieillissement et le "China Family Development Re
Selon le "China Population Ageing Development Trend Forecast Research Report" publié par le Bureau du Comité de travail national sur le vieillissement et le "China Family Development Report 2015" publié par la Commission nationale de la santé et de la planification familiale, la Chine est entrée dans une société vieillissante en 1999. En augmentation, près de 58,1% de la population âgée ont reçu un diagnostic de maladies chroniques telles que l'hypertension, le diabète et la maladie de Parkinson. En raison du long cycle de traitement des maladies chroniques, un traitement médicamenteux à long terme est nécessaire. Cependant, la mémoire et la vision des personnes âgées continuent de diminuer avec l'âge, oubliant de prendre le médicament, répétant le médicament, ne connaissant pas la quantité du médicament et prenant le médicament par erreur. Chaque année, de plus en plus de cas de maladie s'aggravent en raison d'un manque de traitement médicamenteux.
Selon l'analyse du marché et les données pertinentes de la boîte à pilules intelligente à l'étude, le problème d'oublier de prendre le médicament et de ne pas connaître la quantité du médicament peut être résolu par rappel acousto-optique, le problème d'oublier si le médicament a été pris peut être résolu par enregistrement APP ou SMS, et le problème de la prise d'autres médicaments par erreur Ce n'est pas bon. La pratique actuelle de la plupart des boîtes à pilules intelligentes consiste à déballer le médicament et à le stocker sous forme de pilule ou de comprimé dans la boîte à pilules, puis de distribuer automatiquement le médicament. Cette approche est susceptible de causer des problèmes tels que la contamination des médicaments et l'augmentation des coûts de stockage des médicaments. Un petit nombre de produits stockent les médicaments sous la forme d'un emballage non ouvert, mais pour s'assurer que toute la boîte de médicaments est verrouillée pendant la période sans médicament.
Par conséquent, sur la base de la sélection d'électroaimants miniatures pour garantir que le mécanisme de levage est petit, le système combine la technologie électronique et la conception mécanique pour concevoir un système avec des rappels de synchronisation pour prendre le médicament, verrouiller le statut du médicament, saisir la voix rapide et le texte pour demander le médicament. Information, lorsque le temps de traitement est écoulé, seul l'entrepôt de médicaments contenant le médicament cible apparaîtra, les autres médicaments ne peuvent pas être retirés et la boîte à pilules intelligente avec des fonctions telles que la rétroaction en temps opportun d'un statut anormal par SMS.
1. La conception globale du système de pilulier intelligent pour les personnes âgées
Le système prendra la forme d'une combinaison organique de machines et d'électronique pour réaliser cette boîte à médicaments intelligente. Placez plusieurs bacs de médicaments dans la boîte de médicaments.Parce que l'hygiène de stockage et les conditions environnementales sont élevées après le retrait du médicament de l'emballage, la conception du système conserve l'emballage des médicaments et l'entrepôt rond de médicaments stocke les réservoirs de médicaments ronds et l'entrepôt de médicaments carré stocke les médicaments carrés. Les bouteilles, les bacs à médicaments de forme plate stockent les médicaments emballés dans des panneaux de papier d'aluminium. Afin d'empêcher les utilisateurs âgés de prendre des médicaments par erreur, le système a installé un dispositif de levage et de détection au fond de chaque bac à médicaments, et seul le bac à médicaments cible sera éjecté lorsque le temps de traitement est écoulé. Ensuite, de multiples rappels sonores et lumineux pour s'assurer que les utilisateurs âgés comprennent les informations sur les médicaments, étant donné que les utilisateurs de ce système sont positionnés chez des personnes âgées qui ont des problèmes tels que l'oubli, une déficience auditive ou une déficience visuelle et ont besoin de prendre des médicaments pendant une longue période, les enfants de ce groupe de personnes ne sont généralement pas là et le système délibérément Sur la base du son rapide, la fonction de son d'invite d'entrée manuelle est ajoutée, ce qui permet aux personnes âgées de prendre des médicaments tous les jours comme si la personne la plus proche leur rappelait d'augmenter la convivialité du produit. Une fois que l'utilisateur âgé a pris le médicament, poussez le bac de médicaments dans la boîte de médicaments et le système reprend le cycle en attente.
Après une conception et une analyse détaillées, un coût et des performances complets du système, le schéma de principe de conception globale de la boîte à pilules intelligente est illustré à la figure 1. La fonction de rappel de synchronisation est complétée par la puce d'horloge de haute précision DS12C887 + et le contrôleur STM32, qui verrouille le statut du médicament et empêche les médicaments accidentels. Le module de contrôle de la pharmacie est terminé, et la fonction de rappel de combinaison multimode son-optique est complétée par le module audio, l'indicateur super lumineux, l'écran LCD et le module GPRS.
2. Conception matérielle du système de pilulier intelligent pour les personnes âgées
2.1 Module de levage et de détection de l'entrepôt de médicaments
Il y a 3 bacs à médicaments dans la boîte à médicaments intelligente, et chaque bac à médicaments plus une unité de levage en bas est un dispositif spécial de stockage de médicaments. Le dispositif spécial de stockage de médicaments réalise le verrouillage de l'état du médicament grâce à l'unité de levage, empêchant les utilisateurs âgés de prendre d'autres médicaments dans la boîte à médicaments. La structure de l'unité de levage est illustrée à la figure 2. Elle se compose d'une base, d'un micro-interrupteur, d'une colonne de levage, d'un pare-chocs, d'un électroaimant et d'autres pièces. Tous les composants sont installés sur la base avec des vis. Il y a un ressort à l'intérieur de la colonne de levage. , Pour s'assurer que la colonne de levage est soulevée lorsque l'axe du noyau du solénoïde est contracté. L'état de fonctionnement est le suivant: lorsque le temps de traitement est écoulé, si le micro-interrupteur est fermé, l'électro-aimant est sous tension, l'axe du noyau de l'électroaimant se rétracte et sort du trou de limite sous l'action de la force magnétique, et la colonne de levage et le bac à médicaments ci-dessus sont soulevés par le ressort intégré , Il est détecté que le micro-interrupteur est déconnecté, que l'électro-aimant est mis hors tension et que le magnétisme disparaît. Le mandrin de l'électroaimant reprend l'état étendu, mais ne peut pas atteindre le trou de limite à ce moment. Une fois que l'utilisateur a pris le médicament, appuyez sur le bac à médicaments et la colonne de levage tombera à À la hauteur la plus basse, l'axe du noyau de l'électroaimant s'étend dans le trou de limite pour verrouiller la colonne de levage, et la fermeture du micro-interrupteur est détectée et le processus de médication se termine.
Le circuit de commande de jacking de l'entrepôt de médicaments est composé de l'électroaimant miniature HCNE et de deux transistors NPN de BU406 et SS8050. Étant donné que le courant de la broche du microcontrôleur est petit et que le courant de commande de solénoïde dans le système est relativement important, le transistor haute puissance BU406 est sélectionné comme dispositif de commande de solénoïde. À ce stade, le courant de base du BU406 dépasse 0,5 A, donc la broche du microcontrôleur Le terminal contrôle la triode BU406 via SS8050. SS8050 est une version de mise à niveau de puissance du S8050. Le courant à travers le collecteur peut atteindre 1,5 A, ce qui répond aux exigences du système grâce à des tests.
Le circuit de détection de stockage en place des médicaments est réalisé par un micro-interrupteur et une entrée de microcontrôleur GPIO. Lorsque le GPIO détecte que la tension est élevée, cela signifie que l'interrupteur est relâché et que le compartiment à médicaments apparaît; lorsque le GPIO détecte que la tension est basse, cela signifie que l'interrupteur est enfoncé et que le compartiment à médicaments est verrouillé dans la boîte à médicaments.
2.2 Module d'horloge DS12C887 et module de stockage FLASH
Le module d'horloge est principalement composé d'une puce d'horloge en temps réel DS12C887, et le module de stockage FLASH est principalement composé d'une mémoire morte programmable effaçable (EEPROM) AT24C64 chargée. Le DS12C887 possède des informations de calendrier complètes. Il peut lire et écrire des informations de calendrier et de réglage via les deux bus MOTOROLA et INTEL. Il dispose d'une batterie au lithium rechargeable intégrée et d'un oscillateur à cristal pour garantir que les informations de temps ne sont pas perdues après une panne de courant. Il est utilisé dans les appareils ménagers, les instruments et les systèmes de contrôle industriels. Application plus large. Étant donné que le DS12C887 ne peut générer qu'un seul réveil, le système ajoute l'EEPROM AT24C64 pour stocker l'heure de rappel, les informations textuelles et le son de rappel de plusieurs réveils dans chaque entrepôt de médicaments.
3. Conception logicielle du système de pilulier intelligent pour les personnes âgées
Le système initialise d'abord chaque module fonctionnel, puis place le paquet de médicaments dans chaque entrepôt de médicaments avant de commencer l'utilisation des personnes âgées, et définit les paramètres correspondants pour chaque entrepôt de médicaments, tels que le réglage du son de rappel, le réglage de l'heure de rappel, le réglage des informations d'invite de texte, Définissez le numéro de téléphone du contact d'urgence. Lorsque le temps de prendre un certain médicament est écoulé, la boîte à pilules intelligente émet le son de rappel du compartiment à médicaments, l'indicateur super lumineux clignote, le compartiment à médicaments apparaît automatiquement, l'écran affiche l'invite de texte du médicament, les personnes âgées peuvent appuyer sur n'importe quelle touche pour désactiver le son de rappel du compartiment à médicaments et le clignotement Une fois le médicament pris, tous les rappels prendront fin automatiquement après que le magasin de médicaments soit ramené à sa position d'origine. Si le vieil homme ne repousse pas le magasin de médicaments dans sa position d'origine pendant plus de 30 minutes, la boîte de médicaments enverra ces informations anormales sur le médicament au contact d'urgence, et le vieil homme se soignera En un coup d'œil, il est clair que prendre ou non des médicaments dans l'entrepôt de médicaments En cas de changement de médicament sans établissement, tous les entrepôts de médicaments ne peuvent pas être ouverts par eux-mêmes pour empêcher les personnes âgées de prendre des médicaments par erreur.
Quatrièmement, la conception d'une boîte à pilules intelligente basée sur Bluetooth 4.0 et le contrôle APP
Afin de mieux évaluer la situation médicamenteuse des personnes âgées, avec le développement de la technologie informatique, des boîtes à pilules avec des capacités de traitement de l'information intelligentes ont vu le jour. Ce papier conçoit une boîte à pilules intelligente portable avec des fonctions de détection de médicaments et de rappel de médicaments. Cette conception a les fonctions de rappel vocal, d'affichage du dosage de médicament, d'alarme d'urgence à une touche et a pour fonction de synchroniser les informations et de surveiller l'état de transport de la boîte à pilules via Bluetooth 4.0 et le téléphone intelligent. Une application de support basée sur le système Android a été développée afin que le kit puisse interagir avec les patients et les tuteurs en même temps. Le système intègre également un module de détection de la température corporelle et utilise un module GPRS pour synchroniser les informations sur les médicaments de l'utilisateur avec le serveur.
La boîte à pilules intelligente conçue dans cet article a les fonctions de détection des médicaments et de rappel de médicaments. Enregistrez le comportement médicamenteux de l'utilisateur en détectant l'interrupteur de la boîte à médicaments et enregistrez le temps de traitement de l'utilisateur. On peut rappeler à l'utilisateur de prendre le médicament en fonction de l'heure prédéfinie. Ce système choisit la puce nRF51822 comme puce de contrôle principale. Le système réalise la synchronisation des données entre la boîte à pilules intelligente et l'application de téléphone portable via Bluetooth, et détecte si la boîte à pilules quitte la zone de couverture Bluetooth pour réaliser la détection de l'utilisateur portant la boîte à pilules dans l'application de téléphone mobile. Le système utilise le module GRPS pour réaliser le positionnement de la station de base de la boîte à médicaments et intègre le module de capteur GY-MCU90615 pour réaliser la détection de la température corporelle. Réalisez l'enregistrement et la gestion des utilisateurs, la détection de la boîte à pilules et la collecte d'informations sur les médicaments dans l'application et partagez-les sur WeChat. L'architecture globale du système est illustrée à la figure 1.
Cinq, conception matérielle de la boîte à pilules intelligente Bluetooth
La partie matérielle de la boîte à médicaments intelligente est composée d'un module d'alimentation, d'un module de commande principal et d'un module Bluetooth, d'un module de détection de la température corporelle, d'un module d'interaction utilisateur, d'un module GPRS et des circuits périphériques associés. Le module d'interaction utilisateur comprend un écran d'affichage LCD et 6 boutons physiques de la boîte à médicaments pour réaliser l'interaction directe entre la boîte à médicaments et l'utilisateur.
5.1 Module d'alimentation
Le module d'alimentation est alimenté par une batterie au lithium nominale de 3,7 V. Parmi eux, le module GPRS est directement entraîné par une batterie au lithium pour fonctionner, tandis que le système principal a besoin d'une tension de 3,3V pour fonctionner. Ici, un circuit de conversion de tension de 3,3 V est utilisé pour alimenter le système principal. La puce de conversion de tension adopte la puce d'alimentation RT9193LDO de la société RICHTEK. La tension de fonctionnement de la puce est de 2,5 à 5,5 V, le courant de veille est inférieur à 0,01 μA et il dispose d'une protection contre les surintensités et la surchauffe.
De plus, en raison de la conception du circuit de charge de la batterie au lithium, un circuit intégré de charge est également nécessaire pour garantir que l'alimentation MicroUSB5V peut charger la batterie au lithium. Le circuit intégré de charge sélectionne l'ICBQ24040 de charge de TI.
5.2 Module de commande principal et module Bluetooth
Étant donné que le matériel de la boîte à pilules intelligente a des exigences limitées pour la puissance de calcul de la puce de contrôle principale et que la boîte à pilules intelligente en tant qu'appareil portable a des exigences élevées en matière de consommation d'énergie du système, la puce nRF51822 avec la fonction de module Bluetooth est sélectionnée comme puce de contrôle principale dans cette conception, et nRF51822 est utilisé Le noyau ARMCoretex-M0 et le circuit de radiofréquence Bluetooth 4.0 intégré, 31 ports GPIO, 256 Ko de mémoire flash interne, 16 Ko de RAM et des périphériques riches tels que I2C, UART, prennent en charge le protocole Bluetooth 4.0, répondent à la plupart des faibles puissances Applications de consommation.
5.3 Module de détection de la température corporelle
Le module de détection de la température corporelle utilise le module intégré GY-MCU90615. Ce module réalise la transmission du signal du capteur vers le processeur La fonction de détection de la température corporelle peut être réalisée en connectant une paire de signaux UART au circuit intégré de commande principal pour communiquer avec le module.
Module 5.4GPRS
Le module GPRS adopte le module FIBOCOMG510. Le module G510 prend en charge le GSM quadri-bande 850/900/1800/1900 MHz, dispose d'une pile de protocoles intégrée et de deux ports série. Le module peut être intégré à tout système ou produit nécessitant des appels vocaux ou une transmission de données via un réseau cellulaire.
6. Conception logicielle du système de pilulier intelligent Bluetooth
6.1 Conception du programme principal du système
Le programme principal du système réalise les fonctions de synchronisation et de synchronisation des médicaments, d'affichage d'informations, de détection du comportement des médicaments, de recherche de boîtes de médicaments et d'enregistrement des informations sur les médicaments de l'utilisateur. Les informations sur les médicaments de l'utilisateur enregistrées dans la boîte à médicaments peuvent être connectées à Internet via GPRS, envoyées au serveur et enregistrées dans la base de données.
6.2 Conception de l'application Android
Dans cette conception, une application basée sur Android prenant en charge la boîte à médicaments est développée pour réaliser l'interaction entre l'utilisateur et la boîte à médicaments via le téléphone mobile. Tout d'abord, implémentez les fonctions de gestion des utilisateurs dans l'APP. Inscription des utilisateurs, gestion des mots de passe et maintenance sur l'APP. Deuxièmement, la fonction de recherche Bluetooth du téléphone mobile est utilisée dans l'APP pour réaliser la détection de la boîte à médicaments portée par l'utilisateur. Si le téléphone portable ne trouve pas la boîte à pilules, l'APP avertira l'utilisateur. Enfin, APP fournit une interface pour interagir avec les utilisateurs. Le tableau 1 montre les exigences de conception de chaque module fonctionnel d'APP.
Le module d'interaction avec l'utilisateur comprend les fonctions suivantes: (1) Détection de prise de médicaments: après que l'APP et la boîte à médicaments envoient simultanément un rappel de prendre des médicaments, le comportement de prise de médicaments de l'utilisateur est enregistré en détectant l'interrupteur du couvercle de la boîte à médicaments. (2) Synchronisation des informations du terminal: l'application peut synchroniser les paramètres de l'utilisateur avec le terminal de la boîte à pilules via Bluetooth. (3) Définissez le nom du médicament et l'heure du médicament: vous pouvez définir le nom du médicament, l'heure du médicament et les paramètres du médicament pour chaque cellule, et vous pouvez également lancer la numérisation du code-barres. En scannant le code à barres sur l'emballage du médicament, vous pouvez obtenir automatiquement des informations telles que le nom du médicament, et les informations du dossier médical électronique de l'utilisateur peuvent être synchronisées avec l'APP via la recherche automatique de la fonction de numéro de téléphone portable de l'utilisateur de l'APP, et l'heure et le réglage du médicament peuvent être obtenus. (4) Exporter les instructions du médicament: du côté de l'application, vous pouvez exporter les instructions du médicament à partir du serveur en interrogeant le nom du médicament, ou vous pouvez exporter les instructions du médicament à partir du serveur en scannant le code QR sur l'emballage extérieur du médicament. (5) Générez un rapport sur les médicaments et partagez le rapport sur les médicaments avec WeChat. (6) Fonction de statistiques sur les drogues: l'APP obtient le nombre de médicaments et le nombre de médicaments consommés en scannant le code du médicament et en enregistrant le comportement de prise de drogue. La différence entre les deux est la quantité de médicament restant.
Pour résumer
Ces dernières années, avec la transition progressive de la structure de la population chinoise vers une population vieillissante, la Chine est devenue le pays avec le plus grand nombre de population vieillissante au monde et l’un des pays où la croissance démographique est la plus rapide. Selon les statistiques de 2014, la proportion de personnes de plus de 60 ans dans la population totale de la Chine a dépassé 14,9%. De nombreuses personnes âgées souffrent de maladies chroniques et nécessitent des médicaments réguliers à long terme. Cependant, en raison du déclin progressif de la mémoire et de la perte auditive des personnes âgées, des problèmes tels que l'oubli de prendre des médicaments, la non-prise des médicaments prescrits par les médecins, la répétition de médicaments et la prise de mauvais dosages de médicaments sont susceptibles d'entraîner de graves conséquences. Cependant, les enfants en tant que tuteurs ont également tendance à avoir des difficultés à surveiller attentivement le statut médicamenteux des personnes âgées en raison du travail chargé et d'autres raisons.
Le système évite les problèmes de médicaments manqués, d'oublier s'ils ont pris le médicament ou de prendre le mauvais médicament pour les personnes âgées. Dans le même temps, les personnes âgées peuvent être informées à temps des informations sur les médicaments par la voix, le texte et les invites lumineuses. Enfin, la notification SMS par téléphone à distance est ajoutée. L'enregistrement personnalisé, l'affichage LCD et d'autres fonctions rendent le système plus parfait, ce qui améliorera efficacement la qualité de vie des personnes âgées qui prennent des médicaments pendant une longue période, ce qui a une bonne valeur de promotion.
