智慧的藥盒子

◎四川省天府第七中學 李成琦

本期點評專家

譚迪熬 中國發明協會院士專家咨詢工作委員會首任專家，中國發明協會中小學創造教育分會會長，科技創新教育特級教師，教育部國培計劃專家庫專家。

生活中，我觀察到生病的老年人經常忘記吃藥。如何讓老年人按時吃藥，并讓其家屬知曉他（她）是否按時吃了藥，是個問題。

通過網絡搜索關鍵詞“物聯網藥盒子”，我發現相關文章都是泛泛而談，沒有列出具體的實現步驟，于是產生了設計一種由物聯網控制的藥盒子的想法。

一、設計思路

我利用掌控主板、掌控擴展板、中英文語音合成模塊、按鈕、馬達等硬件制作整個系統，并通過Mind+軟件寫程序、調試程序。

第一步，在沒有連接物聯網的情況下，實現系統獲取病人吃藥的次數并定時提醒病人吃藥的功能。系統也能通過馬達帶動藥盒子將藥品發放給病人，并提醒病人剩下的吃藥次數。

第二步，系統連接物聯網后，通過遠程計算機給系統發送提醒病人吃藥的命令，當系統接收到吃藥的命令后，會進行語音播報，提醒病人吃藥的時間到了。

為實現第二步，先要了解什么是物聯網平臺。一般情況下，手機無法和不同局域網下的其他硬件設備實現點對點通信，這時就需要一個互聯網上的服務器作中轉，這個服務器就是物聯網云平臺。

第三步，當程序調試成功后，利用硬紙板制作藥盒子，利用螺絲、膠水固定和粘連各個電路模塊。組裝完成后，完成成品測試。

二、制作過程

1.硬件的準備和連接

如圖1，用連接線將掌控主板、掌控擴展板、中英文語音合成模塊、按鈕、馬達等硬件連接。

圖1

2.物聯網平臺的注冊

我找到了https://iot.dfrobot.com.cn/這個物聯網平臺，注冊了賬號和密碼，同時為我的系統生成了一個設備Topicid號。

3.程序的編寫和調試

程序的主模塊實現了語言模塊和物聯網模塊的初始化，并且獲取了吃藥的次數，在一個循環中根據吃藥的次數來判斷是否定時提醒吃藥、自動發藥。同時啟動一個線程，用于將吃藥的次數實時反饋給PC端或手機端。

（1）根據用戶的輸入，獲取吃藥的次數。

（2）定時提醒病人吃藥（為了方便測試，設定5分鐘提醒一次），并實時告知PC端或手機端還要吃幾次藥，同時系統會亮紅燈。

（3）當提醒病人吃藥的函數執行時，電機會轉動，將藥打包發放并關閉藥盒，同時通過物聯網平臺發送一條信息到PC端或手機端，讓家屬知道病人已經開始吃藥以及剩下的吃藥次數。

（4）物聯網連接初始化。需要輸入Wi-Fi用戶名、密碼以及物聯網平臺的用戶名、密碼、綁定的設備ID。

（5）當家屬通過物聯網平臺發送“快吃藥”“休息”等命令后，智慧的藥盒子就會接收到這些信息，并執行不同的程序，如圖2。

圖2

（6）啟動一個線程，用于每隔1個小時向PC端或手機端反饋吃藥的次數。

4.組裝

先畫出裝置的草圖，再用硬紙板制作藥盒子和投藥通道。將各個零件固定在藥盒子底部的紙板上，在藥盒子側面組裝馬達。組裝完成后的裝置如圖3。

圖3

5.檢測

（1）接通電源，屏幕會顯示“請輸入吃藥的次數”，用戶輸入吃藥的次數。

（2）系統連接無線網、物聯網。

（3）病人家屬通過物聯網平臺輸入“休息”“快吃藥”“發藥”等命令，藥盒子作出相應的反應（當接收到“休息”的命令，系統亮藍燈；當接收到“快吃藥”的命令，系統亮紅燈，并提醒病人快吃藥；當接收到“發藥”的命令，盒子會自動發藥）。

（4）系統每隔5分鐘會提醒病人吃藥（正常情況下應為4個小時提醒一次）。

（5）病人也可以通過按按鈕吃藥。系統會提醒病人正在發藥，同時提醒病人剩下的吃藥次數。

（6）當所有的藥都吃完后，系統會告知用戶并亮綠燈，同時通過發送“藥已經吃完”的命令到物聯網平臺告知家屬。

三、創新點

1.智慧的藥盒子能記住病人的吃藥次數并定時提醒病人吃藥；家屬能實時了解病人吃藥的情況并提醒病人休息。

2.智慧的藥盒子造價低廉，方便實現，適用于普通家庭。