一种智能药盒***及其服药提醒和取药方法
技术领域
本发明涉及智能药盒的技术领域,特别涉及一种智能药盒***及其服药提醒和取药方法。
背景技术
日常生活中,有些人需要定时服用药物,但由于工作繁忙等原因,经常会忘记按时服药,致使疗效降低甚至使患者的病情加重。
随着年龄的增长,老年人身体机能逐渐减退,记忆力减退,六成以上患有心脑血管病、风湿病、腰椎肩盘突出等老年易发疾病。尤其是独居老人身边无子女照料,每年由于健忘未按时服药、服药过量或服错药等情况,导致老年人生命危险的事故时有发生。
目前,由于一些具有服药提醒功能的药瓶/盒装置或***的先后出现,在一定程度上改善了患者服药的有效性和规律性。
如申请号为201410391557.2,名称为“服药智能提醒的药盒、服药提醒装置及服药提醒方法”的发明专利,所公开的服药智能提醒的药盒包括壳体、用于装药的药盘、微处理器、Wi-Fi模块和报警器,所述微处理器通过Wi-Fi模块来获取服药次数和服药时间数据并存储,每当服药时间一到,微处理器就会通过报警器发出报警来提醒患者吃药。
如申请号为201310038553.1,名称为“服药提醒控制***及采用该***的智能化服药提醒装置”的发明专利,该发明的装置内可存放若干数量的药杯,用户预服食的药物需提前置入相应的药杯中,然后再将药杯置入装置中。控制***可记录用户输入的服药信息,当预设的服药时间到时,装置会通过一系列的提醒方式提醒患者,如语音和闪灯提示,患者感知后只需走到装置前轻按取药按键,控制***即可驱动内部的出药机构将相应的药杯从装置的出药口推出,从而方便用户取药服食。
现有的药瓶/盒装置或***的技术方案,虽然可以实现服药定时提醒,但提醒方式较单一,智能性不高,在患者不响应或有紧急情况时,提醒方式不够灵活,不十分有效。更为重要的是,现有的技术方案中,对取药环节缺乏人员控制,对患者不进行身份识别,在多患者、多药瓶/盒装置的情形下,极易发生取错药、服错药等不利情况。
发明内容
本发明的目的和需要解决的技术问题是针对现有智能药瓶/盒技术存在的问题和缺陷,提出一种能够辅助患者服药的智能药盒***及其服药提醒和取药方法。本发明采用本地和异地提醒相结合的方式,通过网络技术实现延伸报警,确保患者或经监护或护理人员提醒后按时服药;采用射频识别和电子锁结合的方法,并结合语音提示,实现安全取药;在患者有事外出或其他紧急情况需要适当提前服药,或超出提醒周期需要补服时,可以解锁取药。
为了实现上述的目的,本发明的技术方案是:
一种智能药盒***,由智能药盒装置1、可穿戴识别装置5、移动通讯终端6和计算机7组成。可穿戴识别装置5通过射频通信方式与智能药盒装置1连接,智能药盒装置1通过无线通讯方式与移动通讯终端6连接,计算机7通过无线网络与智能药盒装置1连接。
所述智能药盒装置1,由一个主控单元2、至少一个药盒单元3、扬声器4组成。所述主控单元2用于实现服药提醒功能,并控制和感测所述药盒单元3的动作。
所述主控单元2由分别连接通讯模块22、WiFi模块23、射频识别模块24、按键25、语音合成模块26、指示灯27、电磁阀接口28、限位开关接口29的微控制器21和电源模块20组成。其中,通讯模块22、WiFi模块23通过USB口与微控制器21相连,射频识别模块24通过I2C总线与微控制器21相连,按键25采用GPIO与微控制器21相连,语音合成模块26通过I2C总线与微控制器21相连,指示灯27、电磁阀接口28、限位开关接口29均通过GPIO与微控制器21相连。
所述微控制器21负责控制***的运行及与外部的通信服务,其中嵌入服药提醒程序模块、取药程序模块,还包括一个Web服务器。所述Web服务器用于配置患者信息和***参数,并可显示服药日志、服药状态等信息。所述患者信息包括患者ID、姓名、性别、年龄、标签、患者手机号码、监护或护理人员手机号码、所患疾病、药品ID、药品名称、服药量、服药定时时刻表、服药方法等。所述***参数包括装药容器数量、容器ID、容器与药品关联、网路配置、提示语音文本等。
所述服药定时时刻表包括:提前服药起始时刻T0、正点提醒时刻T、患者手机提醒时刻T1、监护人员手机提醒时刻T2、结束提醒时刻T3、延迟提醒结束时刻T4,其中,T0早于T,T早于T1,T1早于T2,T2早于T3,T3早于T4,T0、T4可以不设置。
所述通讯模块22为2G、3G或4G通讯模块,用于发送短信给患者和监护人员,同时提供互联网接入通道。
所述WiFi模块23用于无线网络互连,也可提供互联网接入通道,使用户通过网络访问或设置药盒装置。
所述射频识别模块24为NFC或RFID模块,内含感应天线,用于感测患者的电子标签。
所述按键25用于输入用户动作,如取药,按键机械部分位于主控单元2的顶部,便于使用。
所述语音合成模块26用于将汉字文本转化为语音输出,男、女声可设置。
所述指示灯27用于发出报警灯光,红、绿双色,灯光可闪烁。
所述电磁阀接口28用于发出电磁阀控制信号,控制装药容器的弹出。
所述限位开关接口29用于接收限位开关的信号,感测装药容器的闭合。
所述电源模块20用于为***供电,采用电池供电或外接直流电源,并含电池充电电路。
所述药盒单元3包含至少一个独立的装药容器。每个装药容器含有抽屉式可弹出机构,由容器31和固定在智能药盒装置1内壁上的限位开关32、弹簧33及电磁阀34组成。
所述容器31为抽屉式容器,可被控弹出,用于放置单一药品。
所述限位开关32用于感测容器31的闭合,并向微控制器21发出感测信号。
所述弹簧33为机械弹簧,用于弹出容器31。
所述电磁阀34为微电磁阀,用于锁定容器,可被控解锁,在弹簧33的作用下,使容器31弹出。
所述主控单元2与所述药盒单元3通过排线电缆连接,使限位开关32与限位开关接口29相连,是电磁阀34与电磁阀接口28相连。
所述主控单元2与所述药盒单元3的外壳采用机械卡接方式连接,药盒单元3与其他药盒单元3的外壳采用同样方式连接,从而使本装置的药盒单元3在微控制器21的GPIO端口数量允许情况下任意扩展。所述主控单元2与扩展的药盒单元3通过排线电缆连接。
所述扬声器4用于播放音频信号,固定在智能药盒装置1内壁上,通过音频线与语音合成模块26相连。
所述可穿戴识别装置5由射频识别标签51和装置本体52组成,可以为手环、腕带或其他可佩带物品;射频识别标签51可采用NFC或RFID芯片,内含射频识别标签,便于***识别患者。
所述移动通讯终端6为手机或其他可进行移动通讯的装置,内部嵌入可接收并响应智能药盒装置1的提醒信息的APP,也可直接接收智能药盒装置1的短信、拨号提醒。
所述计算机7可以为微型计算机、笔记本计算机、平板电脑、智能手机等具有Web访问功能的装置,用于访问智能药盒装置1,方便用户访问***或配置***各项参数。
为了实现上述的目的,本发明的另一技术方案是:
本发明的一种智能药盒***的服药提醒方法,步骤如下:
1)***初始化,设置服药提醒定时时刻T,开启射频识别模块24;
2)定时到达,智能药盒装置1控制指示灯27闪烁红色,并通过语音合成模块26语音呼叫患者姓名,循环提醒并等待患者服药;
3)若患者在T1时刻内服药,转9),否则,进4);
4)药盒装置通过通讯模块22向患者手机发出服药提醒;
5)若患者在T2时刻内服药,转9),否则,进6);
6)药盒装置通过通讯模块23向患者监护或护理人员手机发出服药提醒;
7)若患者在T3时刻内服药,转9),否则,进8);
8)服药日志记录为“未服药”,转10);
9)服药日志记录为“已服药”,取消指示灯及语音提醒,关闭射频识别模块24;
10)设置下一次的服药提醒定时时刻T,转入2)。
所述向患者、监护或护理人员手机发出服药提醒,提醒方式可以为短信、拨号或APP提醒。
为了实现上述的目的,本发明的另一技术方案是:
本发明的一种智能药盒***的取药方法,步骤如下:
A)微控制器21通过按键25感测患者是否按下取药按键,是,转B),否,转A);
B)微控制器21通过射频识别模块24感测可穿戴识别装置5中嵌入的射频识别标签,若射频识别标签与当前患者ID关联,转C),否则,转B);
C)微控制器21通过电磁阀接口28连接的对应患者ID当前应服药品对应的药盒单元的装药容器的电磁阀24动作,弹出容器21;微控制器21通过语音合成模块26提示患者姓名、药品名称、用量等信息;微控制器21通过指示灯27闪烁绿色,提示患者关闭装药容器;
D)微控制器21通过限位开关接口29连接的限位开关32感测弹出的装药容器是否闭合,是,转F),否,转E);
E)若超时未关闭,微控制器21通过语音合成模块26提示患者关闭装药容器,转D);
F)若患者还需服用其他药品,转C),否则,转G);
G)关闭指示灯27;服药结束。
为了实现上述的目的,本发明的另一技术方案是:
本发明的一种智能药盒***的错时取药方法,步骤如下:
i)微控制器21感测按键25长时间被按下,转ii),否则,转i);
ii)微控制器21通过射频识别模块24感测可穿戴识别装置5中嵌入的射频识别标签,若射频识别标签关联到最近服药定时的患者ID,转iii),否则,转i);
iii)若当前时刻在该患者ID对应的T0和T之间,取消该患者ID在T时刻对应的服药提醒,提前执行取药程序模块;
iV)若当前时刻在该患者ID对应的T3和T4之间,且服药状态为“未服药”,则执行取药程序模块。
本发明的优点和有益效果:
1、本发明的一种智能药盒***及其服药提醒和取药方法,采用本地和异地提醒相结合的方式,通过网络技术实现延伸报警,确保患者或经监护、护理人员提醒后按时服药,进一步提高了患者服药的及时性和有效性。采用射频识别和电子锁结合的方法,并结合语音提示,提高了患者服药的安全性和正确性,避免取错药而导致误服药物。通过灵活的定时时刻设置,允许在患者有事外出或其他紧急情况需要适当提前服药,或超出提醒周期需要补服时,解锁取药,增强了患者服药的灵活性。
2、本发明的一种智能药盒装置,结构简洁,模块化设计,功能齐全,智能化程度高,使用方便有效,将主控单元与药盒单元物理分离,便于用户根据药品数量灵活组合,提高了经济性和实用性。
附图说明
图1为本发明一种智能药盒***的构造示意图;
图中:1.智能药盒装置,2.主控单元,3.药盒单元,4.扬声器,5.可穿戴识别装置,6.移动通讯终端,7.计算机;
图2为本发明的一种智能药盒***的药盒装置的主控单元2的结构图;
图中:21.微控制器,22.主控单元,23.通讯模块,24.WiFi模块,25.射频识别模块,26.语音合成模块,27.指示灯,28.电磁阀接口模块,29.限位开关接口模块,20.电源模块;
图3为本发明的一种智能药盒***的服药定时时刻表时刻关系图;
图4为本发明的一种智能药盒***的药盒装置的药盒单元3的结构图;
图中:31.容器,32.限位开关,33.弹簧,34.电磁阀;
图5为本发明的一种智能药盒***的可穿戴识别装置5的结构图;
图中:51.射频识别芯片,52.装置本体;
图6为本发明的一种智能药盒***的服药提醒方法的流程图;
图7为本发明的一种智能药盒***的取药方法的流程图;
图8为本发明的一种智能药盒***的错时取药方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示,一种智能药盒***,由智能药盒装置1、可穿戴识别装置5、移动通讯终端6和计算机7组成。可穿戴识别装置5通过射频通信方式与智能药盒装置1连接,智能药盒装置1通过无线通讯方式与移动通讯终端6连接,计算机7通过无线网络与智能药盒装置1连接。
所述智能药盒装置1,由一个主控单元2、至少一个药盒单元3、扬声器4组成。所述主控单元2用于实现服药提醒功能,并控制并感测所述药盒单元3的动作。
如图2所示,所述主控单元2由分别连接通讯模块22、WiFi模块23、射频识别模块24、按键25、语音合成模块26、指示灯27、电磁阀接口28、限位开关接口29的微控制器21和电源模块20组成。其中,通讯模块22、WiFi模块23通过USB口与微控制器21相连,射频识别模块24通过I2C总线与微控制器21相连,按键25采用GPIO与微控制器21相连,语音合成模块26通过I2C总线与微控制器21相连,指示灯27、电磁阀接口28、限位开关接口29均通过GPIO与微控制器21相连。
所述微控制器21采用ARM9系列微处理器,负责控制***的运行及与外部的通信服务,其中嵌入服药提醒程序模块、取药程序模块,还包括一个Web服务器。所述Web服务器用于配置患者信息和***参数,并可显示服药状态等信息。所述患者信息包括患者ID、姓名、性别、年龄、标签、患者手机号码、监护或护理人员手机号码、所患疾病、药品ID、药品名称、服药量、服药定时时刻表、服药方法等。所述***参数包括装药容器数量、容器ID、容器与药品关联、网路配置、提示语音文本等。
如图3所示,所述服药定时时刻表包括:提前服药起始时刻T0、正点提醒时刻T、患者手机提醒时刻T1、监护人员手机提醒时刻T2、结束提醒时刻T3、延迟提醒结束时刻T4,其中,T0早于T,T早于T1,T1早于T2,T2早于T3,T3早于T4,T0、T4可以不设置。T0至T,T3至T4时刻为长按键响应区间。***根据服药定时时刻表对患者服药实施分级提醒。
所述通讯模块22采用EM770W模块,为3GWCDMA模块,用于发送短信给患者和监护人员,同时提供互联网接入通道。
所述WiFi模块23采用RT3070模块,用于无线网络互连,也可提供互联网接入通道,使用户通过网络访问或设置药盒装置。
所述射频识别模块24采用PN532NFC RFID模块,内含感应天线,用于感测患者的电子标签。
所述按键25用于输入用户动作,如取药,按键机械部分位于主控单元2的顶部,便于使用。***可识别按键25的短按、长按动作。
所述语音合成模块26采用XF-S4240中文语音合成模块,用于将汉字文本转化为语音输出,男、女声可设置。
所述指示灯27用于发出报警灯光,红、绿双色,灯光可闪烁。
所述电磁阀接口28用于发出电磁阀控制信号,控制装药容器的弹出。
所述限位开关接口29用于接收限位开关的信号,感测装药容器的闭合。
所述电源模块20用于为***供电,采用锂电池供电,也可外接直流电源,并含电池充电电路。***在空闲时进入休眠,关闭主要模块的供电以节省电能;当有按键或定时到时,***被唤醒。
如图4所示,所述药盒单元3包含至少一个独立的装药容器。每个装药容器含有抽屉式可弹出机构,由容器31和固定在智能药盒装置1内壁上的限位开关32、弹簧33及电磁阀34组成。
所述容器31为抽屉式容器,可被控弹出,用于放置单一药品。
所述限位开关32用于感测容器31的闭合,并向微控制器21发出感测信号。
所述弹簧33为机械弹簧,用于弹出容器31。
所述电磁阀34为微电磁阀,用于锁定容器,可被控解锁,在弹簧33的作用下,使容器31弹出。
所述主控单元2与所述药盒单元3通过排线电缆连接,使限位开关32与限位开关接口29相连,是电磁阀34与电磁阀接口28相连。
所述主控单元2与所述药盒单元3的外壳采用机械卡接方式连接,药盒单元3与其他药盒单元3的外壳采用同样方式连接,从而使本装置的药盒单元3在微控制器21的GPIO端口数量允许情况下任意扩展。所述主控单元2与扩展的药盒单元3通过排线电缆连接。该模块化设计,便于在多患者、多药品时***的按需组合,灵活扩展,也提高了***的经济性和实用性。
所述扬声器4用于播放音频信号,固定在智能药盒装置1内壁上,通过音频线与语音合成模块26相连。
如图5所示,所述可穿戴识别装置5由射频识别标签51和装置本体52组成,可以为手环、腕带或其他可佩带物品。射频识别标签51采用使用ISO 14443的A型与B型标准的NFC标签,用于***识别患者。装置本体52用于嵌入射频识别标签51,采用防过敏的PVC材质,佩戴轻巧、舒适。
所述移动通讯终端6为智能手机,内部嵌入可接收并响应智能药盒装置1的提醒信息的APP,也可直接接收智能药盒装置1的短信、拨号提醒。
所述计算机7可以为微型计算机、笔记本计算机、平板电脑、智能手机等具有Web访问功能的装置,用于访问智能药盒装置1,方便用户访问***或配置***各项参数。
如图6所示,本发明的一种智能药盒***的服药提醒方法,步骤如下:
1)***初始化,设置服药提醒定时时刻T,开启射频识别模块24;
2)定时到达,药盒装置1控制指示灯27闪烁红色,并通过语音合成模块26语音呼叫患者姓名,循环提醒并等待患者服药;
3)若患者在T1时刻内服药,转9),否则,4);
4)药盒装置通过通讯模块22向患者手机发出服药提醒;
5)若患者在T2时刻内服药,转9),否则,6);
6)药盒装置通过通讯模块23向患者监护或护理人员手机发出服药提醒;
7)若患者在T3时刻内服药,转9),否则,8);
8)服药日志记录为“未服药”,转10);
9)服药日志记录为“已服药”,取消指示灯及语音提醒,关闭射频识别模块24;
10)设置下一次的服药提醒定时时刻T,转2)。
所述向患者、监护或护理人员手机发出服药提醒,提醒方式可以为短信、拨号或APP提醒。
在患者不响应***服药提醒,即在设定时间内无取药行为,***会向其监护或护理人员发出请求;可以理解地,监护或护理人员可以不只一人,从而最大限度地实现服药提醒。红灯闪烁,表示***正在进行服药提醒。
如图7所示,本发明的一种智能药盒***的取药方法,步骤如下:
A)微控制器21通过按键25感测患者是否按下取药按键,是,转B),否,转A);
B)微控制器21通过射频识别模块24感测可穿戴识别装置5中嵌入的射频识别标签,若射频识别标签与当前患者ID关联,转C),否则,转B);
C)微控制器21通过电磁阀接口28连接的对应患者ID当前应服药品对应的药盒单元的装药容器的电磁阀24动作,弹出容器21;微控制器21通过语音合成模块26提示患者姓名、药品名称、用量等信息;微控制器21通过指示灯27闪烁绿色,提示患者关闭装药容器;
D)微控制器21通过限位开关接口29连接的限位开关32感测弹出的装药容器是否闭合,是,转F),否,转E);
E)若超时未关闭,微控制器21通过语音合成模块26提示患者关闭装药容器,转D);
F)若患者还需服用其他药品,转C),否则,转G);
G)关闭指示灯27;服药结束。
取药时,***通过患者佩戴的射频识别标签确认患者身份。只有患者本人按下取药按键,***才会弹出需服药品的容器,并语音提示患者姓名、药品名称、用量,实现安全服药。绿灯闪烁,提示患者关闭装药容器;只有关闭装药容器,***才会弹出下一种药物(若需服多种药物)的容器,避免取药混乱。
如图8所示,本发明的一种智能药盒***的错时取药方法,步骤如下:
i)微控制器21感测按键25长时间被按下,转ii),否则,转i);
ii)微控制器21通过射频识别模块24感测可穿戴识别装置5中嵌入的射频识别标签,若射频识别标签关联到最近服药定时的患者ID,转iii),否则,转i);
iii)若当前时刻在该患者ID对应的T0和T之间,取消该患者ID在T时刻对应的服药提醒,提前执行取药程序模块;
iV)若当前时刻在该患者ID对应的T3和T4之间,且服药状态为“未服药”,则执行取药程序模块。
患者长按取药按键,可以允许在紧急情况下适当提前或延迟取药,提高了取药的灵活性。当然,患者取药仍需佩戴电子标签。T0、T4不一定必须设置,在不设置时,***不支持错时取药。
本实施例只是本发明的较优实施方式,需要说明的是,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形,但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。