藍(lán)牙技術(shù)
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用藥提醒手環(huán)設(shè)計(jì)
基于RFID和藍(lán)牙技術(shù)的用藥提醒手環(huán)設(shè)計(jì)
隨著社會(huì)的發(fā)展與國(guó)家醫(yī)療事業(yè)的進(jìn)步,人們對(duì)健康的要求在提高,按照醫(yī)囑要求用藥越來(lái)越受到重視。在日常生活中很多生活半自理的病人,因?yàn)殄e(cuò)誤用藥導(dǎo)致病情惡化,或是用藥時(shí)間延誤導(dǎo)致藥效未能發(fā)揮作用。所以合理用藥、按時(shí)用藥成為老年人等特殊人群關(guān)注的焦點(diǎn)。如果采用本設(shè)計(jì)——用藥提醒手環(huán),不需要像安卓手機(jī)一樣復(fù)雜,也不需要導(dǎo)入藥品數(shù)據(jù),就可以實(shí)現(xiàn)一切信息與醫(yī)院服務(wù)器同步,讓病人按時(shí)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(jìn)行聯(lián)系,并監(jiān)督需要服用周期藥物的病人按時(shí)用藥。與此同時(shí),也能提高人們對(duì)身體健康的重視。本文提出了基于RFID和藍(lán)牙技術(shù)的用藥提醒手環(huán)的設(shè)計(jì),手持終端能夠?qū)︶t(yī)生開(kāi)出的藥物進(jìn)行標(biāo)簽掃描、識(shí)別,通過(guò)藍(lán)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(chǔ)的更新進(jìn)行判別,病人通過(guò)顯示屏自主選擇設(shè)置用藥時(shí)間,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用藥提醒。
這種設(shè)計(jì)能夠滿足手環(huán)查看時(shí)間和提醒用藥信息的雙重需求,并且使用簡(jiǎn)便、操作簡(jiǎn)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(jì)
1.1總體結(jié)構(gòu)
針對(duì)老年人等一些特殊人群,考慮到他們用手機(jī)不方便等因素,設(shè)計(jì)了基于RFID和藍(lán)牙技術(shù)的用藥提醒手環(huán)。本設(shè)計(jì)以STC89C51單片機(jī)為平臺(tái),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(lán)牙技術(shù)和RFID閱讀器實(shí)現(xiàn)藥物信息掃描讀取；手環(huán)終端接收藍(lán)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(guò)用藥信息存儲(chǔ)部分實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)用藥信息的更新,更新信息傳送至用藥管理模塊,實(shí)現(xiàn)手環(huán)信息獲取功能。手環(huán)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖1所示。
1.2硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)以STC89C52RC單片機(jī)芯片為核心,通過(guò)藍(lán)牙模塊傳輸RFID閱讀器所獲取的藥品數(shù)據(jù)信息；通過(guò)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(shuō)明；通過(guò)按鍵自主選擇用藥時(shí)間段；通過(guò)時(shí)鐘模塊讀取實(shí)時(shí)時(shí)間并定時(shí)；通過(guò)蜂鳴器和OLED顯示屏進(jìn)行用藥提醒和具體用藥說(shuō)明。本設(shè)計(jì)中存在多個(gè)模塊,將不同模塊的作用相結(jié)合,緊密相連,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和顯示報(bào)警等功能。本手環(huán)設(shè)計(jì)提供了單片機(jī)控制核心模塊、藍(lán)牙模塊、蜂鳴器模塊、時(shí)鐘模塊、OLED顯示模塊。
二、手環(huán)部分硬件設(shè)計(jì)
在硬件設(shè)計(jì)中,本文主要選取了用藥提醒手環(huán)的主要硬件進(jìn)行介紹,詳細(xì)介紹了模塊選取型號(hào)、如何與單片機(jī)連接通信以及選取模塊的優(yōu)勢(shì)。
2.1藍(lán)牙模塊設(shè)計(jì)
藍(lán)牙通信模塊是藥品標(biāo)簽掃描信息與手環(huán)終端交換信息的通道,本設(shè)計(jì)中用到的藍(lán)牙模塊需要以串口模式分別與手持終端的單片機(jī)和手環(huán)終端的單片機(jī)相連。選用的藍(lán)牙模塊為HC-06藍(lán)牙串口從機(jī)模塊,模塊上有四個(gè)引腳:VCC、GND、TXD和RXD。CSR藍(lán)牙芯片是HC-06藍(lán)牙串口從機(jī)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(yǔ)音和數(shù)據(jù)同步傳輸,且抗干擾性好,成本低。
2.2時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)采用DS1302芯片實(shí)現(xiàn)手環(huán)的定時(shí)功能,提供準(zhǔn)確的時(shí)間信息,患者可根據(jù)最合適用藥時(shí)間的建議自主進(jìn)行時(shí)間設(shè)置,確保能夠準(zhǔn)確提醒用藥。DS1302芯片與STC89C51單片機(jī)通過(guò)I/O、SCLK、RST控制線進(jìn)行連接。實(shí)現(xiàn)了手環(huán)時(shí)鐘的信息,進(jìn)行定時(shí)并提醒,手動(dòng)選擇設(shè)置需要設(shè)定的時(shí)間,單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)與DS1302芯片時(shí)間對(duì)比,定時(shí)時(shí)間到時(shí),由單片機(jī)的I/O口控制繼電器的開(kāi)關(guān)。
2.3蜂鳴器報(bào)警模塊設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)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(gè)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(shí)報(bào)警作用,當(dāng)時(shí)鐘模塊設(shè)定的時(shí)間一到,蜂鳴器引腳通過(guò)監(jiān)測(cè)繼電器開(kāi)關(guān),檢測(cè)到低電平進(jìn)行響鈴報(bào)警。
2.4手環(huán)顯示模塊設(shè)計(jì)
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(jī)聚合物發(fā)光二級(jí)管,即organic/polymerlightemittingdiode,簡(jiǎn)稱OLED。單色屏的一個(gè)像素就是一個(gè)發(fā)光二極管。OLED是“自發(fā)光”,像素本身就是光源,所以對(duì)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(lán),但仍屬于單色屏,另有“藍(lán)+白”組合色可選。模塊接口為8個(gè)插針,針腳定義已印在板上,使用串行SPI協(xié)議。因?yàn)榘遢d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(kù)芯片。
三、用藥提醒手環(huán)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
用藥提醒手環(huán)的軟件設(shè)計(jì)分為手持終端單片機(jī)程序設(shè)計(jì)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(jì),首先設(shè)計(jì)程序并對(duì)最基本應(yīng)用模塊編程,對(duì)這些模塊進(jìn)行調(diào)試,當(dāng)調(diào)試成功并能實(shí)現(xiàn)功能后,再利用它們來(lái)開(kāi)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(duì)藥品標(biāo)簽進(jìn)行RFID掃描,并通過(guò)51單片機(jī)對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,系統(tǒng)檢測(cè)藍(lán)牙模塊是否連接,檢測(cè)到連接后將采集的信息通過(guò)藍(lán)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(dāng)檢測(cè)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(shí)間通過(guò)LCD12864顯示屏顯示出來(lái),患者自主手動(dòng)選擇用藥時(shí)間,通過(guò)DS1302芯片記憶定時(shí),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用藥提醒功能。
3.2RFID閱讀器標(biāo)簽掃描信息
RFID(Radio Frequency Identification)是短距離標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)的一種,閱讀器可接收和發(fā)送射頻信號(hào),對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫(xiě)。本設(shè)計(jì)中采用的是主動(dòng)式RFID標(biāo)簽,周期性的發(fā)送ID信號(hào),閱讀器可直接獲得RFID標(biāo)簽的信息并將信息發(fā)送給與RFID相連的51單片機(jī)。
3.3用藥管理模塊信息的獲取
用藥管理模塊是整個(gè)系統(tǒng)的邏輯分析判斷部分,讀取藍(lán)牙模塊發(fā)送的信息,通過(guò)指針獲取的方法與醫(yī)院服務(wù)器的信息進(jìn)行分析和判斷,并顯示出判斷結(jié)果,實(shí)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(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能,向醫(yī)院服務(wù)端發(fā)送相應(yīng)的信息來(lái)記錄某日應(yīng)服用藥物。
總結(jié)
本文結(jié)合了RFID閱讀器識(shí)別標(biāo)簽技術(shù)、藍(lán)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(jì)了針對(duì)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(jì)突破了傳統(tǒng)安卓手機(jī)提醒系統(tǒng)的復(fù)雜性,操作簡(jiǎn)便,實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化的用藥提醒,使用過(guò)程中只需要患者根據(jù)用藥建議手動(dòng)選擇用藥時(shí)間段,其他功能均可由系統(tǒng)程序運(yùn)作自動(dòng)完成。此外,本系統(tǒng)以手持終端和手環(huán)為載體,使用時(shí)只需將手環(huán)戴在手腕上,無(wú)需特殊的攜帶方式且手環(huán)中的DS1302芯片可以實(shí)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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