摘 要摘 要中老年人通常需要长期服用药物治疗慢性疾病，而快节奏的社会生活子女往往没有足够的时间照料长辈，中老年群体记忆力衰退，经常会出现忘记吃药、重复吃药和吃药过量等情况，轻则药物治疗效果不佳，重则危及生命。智能药箱含有手机端App和药箱中心系统。子女等相关监护人在手机App设定吃药闹钟信息（吃药时间、药品名称、药剂量）。药箱中心会根据设定的信息，按时智能响铃提醒中老年人吃药，在吃药时通过液晶屏显示屏和语音播报两种方式提示药物剂量指南。药箱中心还包含紧急呼叫和漏吃药短信预警功能。手机端App基于Android平台设计，药箱中心采用嵌入式技术。药箱中心以Arm11处理器作为核心处理单元，基于Linux系统和Qt图形框架设计，通过GSM模块、人体红外感应模块和霍尔感应模块等传感器协助采集用户数据，多线程处理采集到的数据，进程协作完成核心功能，借助彩色液晶屏和Mplayer播放语音文件等方式完成信息显示和人机交互设计。借助智能药箱，中老年根据系统提示可以正确地完成吃药流程，子女通过短信预警掌握其吃药情况。药箱缓解了子女工作压力，改善中老年群体家庭健康医疗状况，提高生活品质。关键字智能药箱；嵌入式；传感器；Linux操作系统；Arm处理器Abstract
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 课题主要研究内容及设计方法 3
1.4 本章总结 4
第二章 系统工具概述 5
2.1 硬件平台 5
2.2 软件平台 5
2.3 章节总结 6
第三章 需求分析 7
3.1 总体分析 7
3.2 功能分析 7
3.3 系统的非功能性需求 8
3.4 系统使用场景 8
3.5 章节总结 9
第四章 总体设计 10
4.1 系统设计原则 10
4.2 数据流图 10
4.3 系统框架 11
4.4 软件功能设计 13
4.4.1 闹钟算法 13
4.4.2 语音播报 14
4.4.3 紧急呼叫 1
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4
4.4.4 交互方式 14
4.5 数据库设计 15
4.6 硬件设计 16
4.6.1 硬件架构 16
4.6.2 药瓶 16
4.6.3 处理器核心板 17
4.6.4 GSM通信模块 17
4.6.5 蓝牙适配器 17
4.6.6 吃药检测模块 18
4.6.7 人体红外传感器 18
4.6.8 电源 19
4.7 章节总结 20
第五章 开发环境搭建 21
5.1 操作系统移植 21
5.2 文件系统移植 22
5.3 播放器和数据库移植 23
5.4 Qt移植 24
5.5 蓝牙协议栈移植 24
5.6 章节总结 24
第六章 系统实现 25
6.1 传感器驱动编写 25
6.1.1 GSM串口驱动 25
6.1.2 霍尔传感器和人体红外传感器驱动 28
6.2 主界面实现 29
6.3 设定闹钟 30
6.4 短信提醒和紧急呼叫 31
6.5 闹钟进程组 32
6.6 手机App编写 34
6.7 章节总结 35
第七章 系统测试 36
结 论 37
致 谢 38
参考文献 39
绪论
课题研究的背景及意义
受计划生育的影响，国内的老龄化趋势越来越严重，据统计，我国60岁以上老年人口有2.12亿，占总人口的15.5%，其中15%为80岁以上的高龄老人，15%为失能和半失能老人[]，如图11。老龄化是我们必将面对的一个问题。在现代快节奏的社会生活下，子女工作繁忙，中老年人随着年纪的增长，记忆力衰退，加之现代药品名称比较生僻，药品种类、药剂量和服用方式更加各种各样，老年人容易出现多吃药、忘记吃药、吃错药物的情况。轻则治疗达不到预期效果，重则造成生命危险。这些问题影响着老年人的健康，同时困扰着子女的生活。
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图11 20092014年中国60岁以上人口数量
基于以上分析，如何解决老年人在某些方面的护理、照看问题成为当前研究的一个重要内容。继互联网革命之后，以PC为中心的互联网时代迎来第二次发展巅峰。依托成熟的互联网技术和功耗越来越低、性能越来越强大的移动计算单元，移动互联网取代了传统的互联网。移动互联网和智能硬件两种技术的碰撞和融合，使我们迎来了全新的物联网时代。为此，本课题结合现有的物联网和传感器技术，结合移动互联网技术，设计了一个方便医生、子女和吃药者使用的嵌入式智能药箱。该药箱能通过远程端预先设定吃药信息，药箱按照设定的吃药时间定时触发提醒，并语音播报吃药信息，主动伺服感应提醒、监测是否按时吃药。含有一键紧急呼救、短信预警消息推送等功能。智能化解决中老年群体的吃药问题，缓解子女和中老年群体的矛盾，提高生活品质。
国内外研究现状
针对市场上可见的国内外药箱设备，进行了细致的调查、研究和分析。得出如下结论：
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图12 国内某品牌药箱 图13 国内某品牌智能药箱
国内现有的家用药箱以普通的储存型药箱居多。
普通药箱只能作为一个药物储备容器使用，不存在任何的智能功能，而市面上常见的智能药箱是只有定时闹钟单一功能的药箱,，如图12所示。该种药箱只能够设定一个闹钟，按时响铃提醒，却无法显示更多的药物信息，而且若用户没有听到铃声将错过此次吃药；而市面上另一种药箱，如图13所示，其机械结构较多，需要提前将每次需要吃的药片分装到每一个药盒中，然后到时间弹出一个药盒。这种药箱仍然是被动的等待用户进行吃药的流程，没有智能化的主动伺服提醒、吃药时间过期预警消息推送和吃药信息提示等功能。
国外的药箱以便携式的药箱居多。
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图14 国外某品牌药箱
国外药箱大都体积较小、便携性高，如图14所示。但是，该类药箱不方便储藏液体等体积大的药品，功能上是可以设定几个周期性的闹钟按照星期、月等循环提醒，几乎没有人机交互，也没有额外的提示信息，不符合国内家庭的使用习惯。当然，也存一些体积较大的药箱，主要是用在医院等场所的大型药物储藏型药箱，体积庞大，不适合家庭使用。

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