用藥提醒手環(huán)設(shè)計

基于RFID和藍牙技術(shù)的用藥提醒手環(huán)設(shè)計

隨著社會的發(fā)展與國家醫(yī)療事業(yè)的進步,人們對健康的要求在提高,按照醫(yī)囑要求用藥越來越受到重視。在日常生活中很多生活半自理的病人,因為錯誤用藥導(dǎo)致病情惡化,或是用藥時間延誤導(dǎo)致藥效未能發(fā)揮作用。所以合理用藥、按時用藥成為老年人等特殊人群關(guān)注的焦點。如果采用本設(shè)計——用藥提醒手環(huán),不需要像安卓手機一樣復(fù)雜,也不需要導(dǎo)入藥品數(shù)據(jù),就可以實現(xiàn)一切信息與醫(yī)院服務(wù)器同步,讓病人按時服用藥物以保證藥物充足的發(fā)揮藥效。

用藥提醒手環(huán)的推廣與使用,可以方便各醫(yī)院與病人進行聯(lián)系,并監(jiān)督需要服用周期藥物的病人按時用藥。與此同時,也能提高人們對身體健康的重視。本文提出了基于RFID和藍牙技術(shù)的用藥提醒手環(huán)的設(shè)計,手持終端能夠?qū)︶t(yī)生開出的藥物進行標簽掃描、識別,通過藍牙技術(shù)傳輸至手環(huán)終端；手環(huán)終端結(jié)合醫(yī)院服務(wù)器,隨著用藥信息存儲的更新進行判別,病人通過顯示屏自主選擇設(shè)置用藥時間,進而實現(xiàn)用藥提醒。

這種設(shè)計能夠滿足手環(huán)查看時間和提醒用藥信息的雙重需求,并且使用簡便、操作簡單、具有普遍性和高效性。

一、用藥提醒手環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1總體結(jié)構(gòu)

針對老年人等一些特殊人群,考慮到他們用手機不方便等因素,設(shè)計了基于RFID和藍牙技術(shù)的用藥提醒手環(huán)。本設(shè)計以STC89C51單片機為平臺,由手持終端、手環(huán)終端和醫(yī)院服務(wù)器連接端三部分組成。其中,手持終端利用了藍牙技術(shù)和RFID閱讀器實現(xiàn)藥物信息掃描讀取；手環(huán)終端接收藍牙模塊發(fā)送信息,模擬手環(huán)由DS1320芯片、蜂鳴器模塊、按鍵模塊設(shè)置和OLDE顯示模塊構(gòu)成；醫(yī)院服務(wù)器端通過用藥信息存儲部分實時實現(xiàn)用藥信息的更新,更新信息傳送至用藥管理模塊,實現(xiàn)手環(huán)信息獲取功能。手環(huán)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖如圖1所示。

1.2硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

本設(shè)計以STC89C52RC單片機芯片為核心,通過藍牙模塊傳輸RFID閱讀器所獲取的藥品數(shù)據(jù)信息；通過用藥管理系統(tǒng)與醫(yī)院服務(wù)器連接獲取藥品的具體服用說明；通過按鍵自主選擇用藥時間段；通過時鐘模塊讀取實時時間并定時；通過蜂鳴器和OLED顯示屏進行用藥提醒和具體用藥說明。本設(shè)計中存在多個模塊,將不同模塊的作用相結(jié)合,緊密相連,實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和顯示報警等功能。本手環(huán)設(shè)計提供了單片機控制核心模塊、藍牙模塊、蜂鳴器模塊、時鐘模塊、OLED顯示模塊。

二、手環(huán)部分硬件設(shè)計

在硬件設(shè)計中,本文主要選取了用藥提醒手環(huán)的主要硬件進行介紹,詳細介紹了模塊選取型號、如何與單片機連接通信以及選取模塊的優(yōu)勢。

2.1藍牙模塊設(shè)計

藍牙通信模塊是藥品標簽掃描信息與手環(huán)終端交換信息的通道,本設(shè)計中用到的藍牙模塊需要以串口模式分別與手持終端的單片機和手環(huán)終端的單片機相連。選用的藍牙模塊為HC-06藍牙串口從機模塊,模塊上有四個引腳:VCC、GND、TXD和RXD。CSR藍牙芯片是HC-06藍牙串口從機模塊采用的芯片,供電電壓3.3V,有效傳輸距離10米。能夠?qū)崿F(xiàn)語音和數(shù)據(jù)同步傳輸,且抗干擾性好,成本低。

2.2時鐘模塊設(shè)計

本設(shè)計采用DS1302芯片實現(xiàn)手環(huán)的定時功能,提供準確的時間信息,患者可根據(jù)最合適用藥時間的建議自主進行時間設(shè)置,確保能夠準確提醒用藥。DS1302芯片與STC89C51單片機通過I/O、SCLK、RST控制線進行連接。實現(xiàn)了手環(huán)時鐘的信息,進行定時并提醒,手動選擇設(shè)置需要設(shè)定的時間,單片機系統(tǒng)實時與DS1302芯片時間對比,定時時間到時,由單片機的I/O口控制繼電器的開關(guān)。

2.3蜂鳴器報警模塊設(shè)計

本設(shè)計中采用有源蜂鳴器模塊,低電平觸發(fā),工作電壓為3.3V-5V。起到兩個作用:(1)在按鍵按下后蜂鳴器發(fā)出聲響,模擬按鍵音；(2)定時報警作用,當時鐘模塊設(shè)定的時間一到,蜂鳴器引腳通過監(jiān)測繼電器開關(guān),檢測到低電平進行響鈴報警。

2.4手環(huán)顯示模塊設(shè)計

手環(huán)顯示模塊采用QG-2864KLBEG01模塊,顯示屏的發(fā)光單元是有機聚合物發(fā)光二級管,即organic/polymerlightemittingdiode,簡稱OLED。單色屏的一個像素就是一個發(fā)光二極管。OLED是“自發(fā)光”,像素本身就是光源,所以對比度極高,顯示效果很犀利。本模塊顯示顏色為1/4黃+3/4藍,但仍屬于單色屏,另有“藍+白”組合色可選。模塊接口為8個插針,針腳定義已印在板上,使用串行SPI協(xié)議。因為板載穩(wěn)壓芯片U2,模塊供電電壓可以是3-5V。模塊自帶中文字庫芯片。

三、用藥提醒手環(huán)系統(tǒng)軟件設(shè)計

用藥提醒手環(huán)的軟件設(shè)計分為手持終端單片機程序設(shè)計和用藥管理模塊與醫(yī)院服務(wù)器連接更新部分的軟件設(shè)計,首先設(shè)計程序并對最基本應(yīng)用模塊編程,對這些模塊進行調(diào)試,當調(diào)試成功并能實現(xiàn)功能后,再利用它們來開發(fā)上一層的模塊系統(tǒng)。

3.1程序總流程圖

用藥提醒的手持終端對藥品標簽進行RFID掃描,并通過51單片機對掃描數(shù)據(jù)進行處理,系統(tǒng)檢測藍牙模塊是否連接,檢測到連接后將采集的信息通過藍牙模塊提取發(fā)送給手環(huán)終端。

手環(huán)終獲取藥物信息后與用藥管理模塊相連接,當檢測到醫(yī)院服務(wù)器中已更新患者用藥相關(guān)數(shù)據(jù),則提取信息,采用模擬IIC通信方式將建議用藥時間通過LCD12864顯示屏顯示出來,患者自主手動選擇用藥時間,通過DS1302芯片記憶定時,進而實現(xiàn)用藥提醒功能。

3.2RFID閱讀器標簽掃描信息

RFID(Radio Frequency Identification)是短距離標簽識別技術(shù)的一種,閱讀器可接收和發(fā)送射頻信號,對電子標簽進行讀寫。本設(shè)計中采用的是主動式RFID標簽,周期性的發(fā)送ID信號,閱讀器可直接獲得RFID標簽的信息并將信息發(fā)送給與RFID相連的51單片機。

3.3用藥管理模塊信息的獲取

用藥管理模塊是整個系統(tǒng)的邏輯分析判斷部分,讀取藍牙模塊發(fā)送的信息,通過指針獲取的方法與醫(yī)院服務(wù)器的信息進行分析和判斷,并顯示出判斷結(jié)果,實現(xiàn)獲取患者用藥信息的功能。本系統(tǒng)的用藥管理模塊能夠?qū)崿F(xiàn)用戶用藥信息進行實時監(jiān)控的功能,向醫(yī)院服務(wù)端發(fā)送相應(yīng)的信息來記錄某日應(yīng)服用藥物。

總結(jié)

本文結(jié)合了RFID閱讀器識別標簽技術(shù)、藍牙通信技術(shù)以及與醫(yī)院服務(wù)器相連接的用藥模塊管理系統(tǒng),設(shè)計了針對老人、盲人等特殊人群的用藥提醒手環(huán)管理系統(tǒng)。本設(shè)計突破了傳統(tǒng)安卓手機提醒系統(tǒng)的復(fù)雜性,操作簡便,實現(xiàn)了半自動化的用藥提醒,使用過程中只需要患者根據(jù)用藥建議手動選擇用藥時間段,其他功能均可由系統(tǒng)程序運作自動完成。此外,本系統(tǒng)以手持終端和手環(huán)為載體,使用時只需將手環(huán)戴在手腕上,無需特殊的攜帶方式且手環(huán)中的DS1302芯片可以實現(xiàn)手表的功能,免除了繁重復(fù)雜的設(shè)備模式。

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