本發明屬于電路控制技術領域,具體涉及一種智能輔助服藥機的控制電路。
背景技術:
目前,輔助醫療設備已經進入了人們家庭中,其中智能家用輔助醫療設備的研究開發成為主要方向。當今市場上的輔助服藥裝置自動化、智能化程度低,功能單一。故設計該控制電路控制智能輔助服藥機,不僅提高了輔助服藥機的自動化與智能化程度,同時也為智能輔助服藥機上增加了許多功能。
技術實現要素:
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足,提供一種智能輔助服藥機的控制電路,了其送藥的準確率,改善了其傳統的提醒方式,增加了恒溫定量送水和短信發送功能。解決了現有服藥機自動化、智能化低,功能單一等問題。
本發明采用以下技術方案:
一種用于輔助服藥機的控制電路,包括計時單元、電機驅動單元、語音提醒單元,所述計時單元分別與所述語音提醒單元和電機驅動單元連接,通過單片機控制按照設定時間提醒患者服藥,所述單片機由第七排線J7提供5V工作電,通過所述電機驅動單元驅動電機給患者提供熱水和藥品,所述計時單元由第一單片機U1控制,所述電機驅動單元和語音提醒單元由第二單片機U2控制,所述第七排線J7的第一引腳分兩路,一路接電源VCC,另一路連接第一電容C1的正極,所述第一電容C1的負極分兩路,一路接地,另一路接至所述第七排線J7的第二引腳組成穩壓回路。
進一步的,所述計時單元包括用于計時控制的第一單片機U1和按鍵,所述顯示單元用于實時顯示所述第一單片機U1的設定時間,并通過按鍵進行控制調節;
所述第一單片機U1的第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳、第六引腳、第七引腳和第八引腳分別經過第十電阻R10、第一一電阻R11、第一二電阻R12、第一三電阻R13、第一四電阻R14、第一五電阻R15、第一六電阻R16和第一七電阻R17連接至第一排線J1的第十二引腳、第十一引腳、第十引腳、第九引腳、第八引腳、第七引腳、第六引腳和第五引腳,所述第一排線J1的第一引腳、第二引腳、第三引腳和第四引腳分別連接第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的集電極,所述第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的發射集與所述電源VCC連接,所述第一三極管Q1、第二三極管Q2、第三三極管Q3和第四三極管Q4的基極分別經過第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4與所述單片機U1的第十三引腳、第十四引腳、第十五引腳和第十六引腳連接,所述第一單片機U1的第九引腳分兩路,一路經過電阻RFW接地,另一路連接至第二排線J2的第二引腳,所述第二排線J2的第一引腳連接電源VCC,第三引腳、第四引腳、第五引腳和第六引腳連接至所述第一單片機U1的第二十五引腳、第二十四引腳、第二十三引腳和第二十七引腳,所述第二排線J2的第七引腳接地,所述第一單片機U1的第四十引腳和第三十一引腳均連接至電源VCC,所述第一單片機U1的第二十引腳接地,所述第一單片機U1的第十七引腳經過第五電阻R5連接至第五三極管Q5的基極,所述第一單片機U1的第二十一引腳經過第六電阻R6連接至第六三極管Q6的基極;
所述第一排線J1的另一端連接至第十一排線J11,所述第十一排線J11第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳、第六引腳、第七引腳、第八引腳、第九引腳、第十引腳、第十一引腳和第十二引腳對應連接至四位八段共陽極數碼管的第一引腳、第四引腳、第五引腳、第十二引腳、第九引腳、第十一引腳、第三引腳、第七引腳、第八引腳、第十引腳、第六引腳和第二引腳;
所述第二排線J2連接至第十二排線J12,所述第十二排線J12的第一引腳經過第一按鍵S1連接至第二引腳,所述第十二排線J12的第三引腳、第四引腳、第五引腳和第六引腳分別連接第二按鍵S2、第三按鍵S3、第四按鍵S4和第五按鍵S5的一端,所述第二按鍵S2、第三按鍵S3、第四按鍵S4和第五按鍵S5的另一端均連接至所述第十二排線J12的第七引腳。
進一步的,所述第二單片機U2分別通過第三排線J3連接語音模塊,通過第四排線J4連接電機驅動芯片用于為患者提供藥品,通過第五排線J5連接觸控開關,由第七繼電器S7通過第十排線J10連接水泵直流電機A,通過第八排線J8給所述水泵直流電機A提供電源電壓。
進一步的,所述第二單片機U2的第一引腳與第五三極管Q5的集電極連接,所述第五三極管Q5的發射集連接電源VCC,基極經過第五電阻R5與所述第一單片機U1連接,所述第二單片機U2的第二引腳連接至第四排線J4的第三引腳用于電機驅動,所述第二單片機U2的第三引腳連接至第五排線J5的第一引腳用于觸控開關控制,所述第二單片機U2的第十一引腳連接至第三排線J3的第三引腳用于語音提醒,所述第三排線J3和第四排線J4的第一引腳均連接至電源VCC,所述第三排線J3、第四排線J4和第五排線J5的第二引腳均接地,所述第二單片機U2的第四引腳連接至第六三極管Q6的集電極,所述第六三極管Q6的發射集連接至電源VCC,基極連接第六電阻R6,所述第二單片機U2的第五引腳經過第七電阻R7連接至第七三極管Q7的基極,所述第七三極管Q7的發射極連接電源VCC,集電極連接至第七繼電器S7的正極,所述第七繼電器S7的負極接地,公共端分別連接第八排線J8和第九排線J9的第一引腳,所述第八排線J8和第九排線J9的第二引腳接地,所述第八排線J8和第九排線J9分別用于連接12V輸出和12V輸入,所述第七繼電器S7的常開端連接第十排線J10的第一引腳,所述第十排線J10的第二引腳接地。
進一步的,所述第三排線J3通過第十三排線J13連接至語音模塊,所述第十三排線J13的第一引腳、第二引腳和第三引腳分別連接所述語音模塊的電源VCC、接地端GND和輸入端IN,所述語音模塊的正負輸出端OUT+、OUT-與揚聲器連接。
進一步的,所述第四排線J4通過第十四排線J14連接至電機驅動芯片用于驅動控制電機,所述第十四排線J14的第一引腳、第二引腳和第三引腳分別連接至所述電機驅動芯片的電源端VCC、接地端和正極輸入端SING+,所述電機驅動芯片的正負輸出引腳分別連接至直流電機的正負極,用于控制所述直流電機給患者提供藥品;
所述第十排線J10通過第十六排線J16連接至水泵直流電機A,所述第十六排線J16的第一引腳和第二引腳分別連接至水泵電機的正極和負極,用于為患者提供飲用水。
進一步的,所述第五排線J5通過第十七排線J17連接至觸控開關,所述第十七排線J17的第一引腳和第二引腳分別連接觸碰開關的公共端和常開端。
進一步的,所述控制電路還包括水溫檢測單元,所述水溫檢測單元包括第四單片機U4和第三十一熱敏電阻R31,所述第三十一熱敏電阻R31用于水溫檢測并將檢測信息發送給所述單片機U4,由所述第四單片機U4比較處理后控制加熱單元進行加熱處理;
所述第四單片機U4的第九引腳分兩路,一路經過第三電容C3連接至電源VCC,另一路經過第一電阻R1與第四晶振Y4共地,所述第四晶振Y4的第一引腳分兩路,一路與所述第四單片機U4的第十八引腳連接,另一路經過第四十一電容C41接地,所述第四晶振Y4的第二引腳分兩路,一路與所述第四單片機U4的第十九引腳連接,另一路經過第四十二電容C42接地,所述第四單片機U4的第二十八引腳與所述第三十一熱敏電阻R31的一端連接,所述第三十一熱敏電阻R31的另一端和所述第四單片機U4的第四十引腳連接至電源VCC。
進一步的,所述加熱單元具體為:所述第四單片機U4的第二十一引腳經過第一電阻R1與第十三極管Q10的基極連接,所述第十三極管Q10的發射集與所述電源VCC連接,所述第十三極管Q10集電極與第六繼電器S6的正極連接,所述第六繼電器S6的負極接地,公共端連接至第十八排線J18的第一引腳,所述第十八排線J18的第二引腳經過第二二零加熱線圈R220A連接至所述第六繼電器S6的常閉端,所述第十八排線J18用于連接220V交流電。
進一步的,所述控制電路還包括短信發送單元,所述短信發送單元由第三單片機U3控制將患者吃藥信息發送給指定手機終端;
所述第三單片機U3的第一引腳與第九三極管Q9的集電極,所述第九三極管Q9的發射極連接電源VCC,基極經過第九電阻R9連接至所述第二單片機U2的第七引腳,所述第三單片機U3的第九引腳經過第二電容C2連接至電源VCC,所述第三單片機U3的第十引腳和第十一引腳連接至第六排線J6的第四引腳和第三引腳,所述第六排線J6的第一引腳連接電源VCC,第二引腳接地,所述第三單片機U3的第十二引腳連接第八三極管Q8的集電極,所述第八三極管Q8的發射極連接電源VCC,基極經過第八電阻R8連接至所述第二單片機U2的第六引腳;
所述第六排線J6通過第十五排線J15連接GSM短信模塊,用于短信發送,所述第十五排線J15第一引腳、第二引腳、第三引腳和第四引腳對應連接所述GSM短信模塊的第三引腳、第一引腳、第二引腳和第四引腳,所述GSM短信模塊的第六引腳用于連接天線。
與現有技術相比,本發明至少具有以下有益效果:
本發明電路采用2個單片機分模塊運行方式,增加了服藥機的功能,降低了編程難度,提高了電路的工作效率和控制準確率。語音提醒服藥、使患者的服藥過程變得溫和便利,采用總線布局,通過排線將其余控制電路分散在智能服藥機的各個面,縮小了主控電路板的面積,使服藥機更加緊湊,操作更加便利,能夠幫助老年患者按時服藥并且服用正確的藥,不至于耽誤病情,從而有利于病情的控制和身體康復,
進一步的,采用一個單片機用于恒溫定量送水,更加人性化,能夠提供患者服藥時所用40到50攝氏度,200到250毫升的飲用溫水,以使患者對藥物的吸收達到最佳。
進一步的,當檢測到水溫變化時,及時通過加熱單元進行加熱處理,有效保證患者的用水需求。
進一步的,采用一個單片機用于發送服藥短信,可以讓患者家屬隨時了解患者的服藥情況,有利于兒女們安心在外工作,不用擔心自己的父母是否按時吃藥。
綜上所述,本發明控制電路整體采用單片機精確控制服藥時間,結構合理,使用方便,衛生高效,為患者和家庭帶來了方便。
下面通過附圖和實施例,對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
圖1是本發明水溫控制電路圖;
圖2是本發明主板控制電路圖;
圖3是本發明四位八段共陽極數碼管顯示電路圖;
圖4是本發明按鍵操作電路圖;
圖5是本發明語音電路圖;
圖6是本發明電機驅動及電機電路圖;
圖7是本發明GSM短信發送電路圖;
圖8是本發明水泵電機電路圖;
圖9為本發明觸碰開關電路圖。
【具體實施方式】
本發明一種用于輔助服藥機的控制電路,包括計時單元、電機驅動單元、語音提醒單元,所述計時單元分別與所述語音提醒單元和電機驅動單元連接,通過單片機控制按照設定時間提醒患者服藥,所述單片機通過所述電機驅動單元驅動電機給患者提供熱水和藥品,所述計時單元由第一單片機U1控制,所述電機驅動單元和語音提醒單元由第二單片機U2控制,所述單片機由第七排線J7提供5V工作電,所述第七排線J7的第一引腳分兩路,一路接電源VCC,另一路連接第一電容C1的正極,所述第一電容C1的負極分兩路,一路接地,另一路接至所述第七排線J7的第二引腳組成穩壓回路。
所述計時單元包括用于計時控制的第一單片機U1和按鍵,所述顯示單元用于實時顯示所述第一單片機U1的設定時間,并通過按鍵進行控制調節;
所述第二單片機U2分別通過第三排線J3連接語音模塊,通過第四排線J4連接電機驅動芯片給患者提供藥品,通過第五排線J5連接觸控開關,通過第十排線J10連接水泵直流電機A,通過第八排線J8和第九排線J9(備用)給所述水泵直流電機A提供電源電壓。
所述控制電路還包括水溫檢測單元,所述水溫檢測單元包括第四單片機U4和第三十一熱敏電阻R31,所述第三十一熱敏電阻R31用于水溫檢測并將檢測信息發送給所述第四單片機U4,有所述第四單片機U4比較處理后控制加熱單元進行加熱處理;
所述控制電路還包括短信發送單元,所述短信發送單元由第三單片機U3控制將患者吃藥信息發送給指定手機終端;
其中,計時單元具體包括:
所述第一單片機U1的第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳、第六引腳、第七引腳和第八引腳分別電阻R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17連接至第一排線J1的第十二引腳、第十一引腳、第十引腳、第九引腳、第八引腳、第七引腳、第六引腳和第五引腳,所述第一排線J1的第一引腳、第二引腳、第三引腳和第四引腳分別連接三極管Q1、Q2、Q3、Q4的集電極,所述三極管Q1、Q2、Q3、Q4的發射集與所述電源VCC連接,所述三極管Q1、Q2、Q3、Q4的基極分別經過電阻R1、R2、R3、R4與所述單片機U1的第十三引腳、第十四引腳、第十五引腳和第十六引腳連接,所述第一單片機U1的第九引腳分兩路,一路經過電阻RFW接地,另一路連接至第二排線J2的第二引腳,所述第二排線J2的第一引腳連接電源VCC,第三引腳、第四引腳、第五引腳和第六引腳連接至所述第一單片機U1的第二十五引腳、第二十四引腳、第二十三引腳和第二十七引腳,所述第二排線J2的第七引腳接地,所述單片機U1的第四十引腳和第三十一引腳均連接至電源VCC,所述單片機U1的第二十引腳接地,所述第一單片機U1的第十七引腳經過第五電阻R5連接至第五三極管Q5的基極,所述第一單片機U1的第二十一引腳經過第六電阻R6連接至第六三極管Q6的基極;
所述第一排線J1的另一端連接至第十一排線J11,所述第十一排線J11第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳、第六引腳、第七引腳、第八引腳、第九引腳、第十引腳、第十一引腳和第十二引腳對應連接至四位八段共陽極數碼管的第一引腳、第四引腳、第五引腳、第十二引腳、第九引腳、第十一引腳、第三引腳、第七引腳、第八引腳、第十引腳、第六引腳和第二引腳;
所述第二排線J2連接至第十二排線J12,所述第十二排線J12的第一引腳經過第一按鍵S1連接至第二引腳,所述第十二排線J12的第三引腳、第四引腳、第五引腳和第六引腳分別連接按鍵S2、S3、S4、S5的一端,所述按鍵S2、S3、S4、S5的另一端均連接至所述第十二排線J12的第七引腳。
請參閱圖2所示,電機驅動和語音控制單元具體為:
所述第二單片機U2的第一引腳與第五三極管Q5的集電極連接,所述第五三極管Q5的發射集連接電源VCC,基極經過第五電阻R5與所述第一單片機U1連接,所述第二單片機U2的第二引腳連接至第四排線J4的第三引腳用于電機驅動,所述第二單片機U2的第三引腳連接至第五排線J5的第一引腳用于觸控開關控制,所述第二單片機U2的第十一引腳連接至第三排線J3的第三引腳用于語音提醒,所述第三排線J3和第四排線J4的第一引腳均連接至電源VCC,所述第三排線J3、第四排線J4和第五排線J5的第二引腳均接地,所述第二單片機U2的第四引腳連接至第六三極管Q6的集電極,所述第六三極管Q6的發射集連接至電源VCC,基極連接第六電阻R6,所述第二單片機U2的第五引腳經過第七電阻R7連接至第七三極管Q7的基極,所述第七三極管Q7的發射極連接電源VCC,集電極連接至第七繼電器S7的正極,所述第七繼電器S7的負極接地,公共端分別連接第八排線J8和第九排線J9的第一引腳,所述第八排線J8和第九排線J9的第二引腳接地,所述第八排線J8和第九排線J9分別用于連接12V輸出和12V輸入,所述第七繼電器S7的常開端連接第十排線J10的第一引腳,所述第十排線J10的第二引腳接地。
所述第三排線J3通過第十三排線J13連接至語音模塊,所述第十三排線J13的第一引腳、第二引腳和第三引腳分別連接所述語音模塊的電源VCC、接地端GND和輸入端IN,所述語音模塊的正負輸出端OUT+、OUT-與揚聲器連接。
所述第四排線J4通過第十四排線J14連接至電機驅動芯片用于驅動控制直流電機按時給患者提供藥品,所述第十四排線J14的第一引腳、第二引腳和第三引腳分別連接至所述電機驅動芯片的電源端VCC、接地端和正極輸入端SING+,所述電機驅動芯片的正負輸出引腳分別連接至送藥電機的正負極;
所述第十排線J10通過第十六排線J16連接至水泵直流電機A,所述第十六排線J16的第一引腳和第二引腳分別連接至水泵電機的正極和負極。
所述第五排線J5通過第十七排線J17連接至觸控開關,所述第十七排線J17的第一引腳和第二引腳分別連接觸碰開關的公共端和常開端。
其中第一單片機U1、第二單片機U2和第三單片機U3的第十八引腳和第十九引腳分別連接有用于給單片機產生時鐘頻率的第一晶振Y1、第二晶振Y2和第三晶振Y3,第一晶振Y1的一端分兩路,一路與第一單片機U1的第十八引腳連接,另一路經過第一一電容C11接地,另一端分兩路,一路與第一單片機U1的第十九引腳連接,另一路經過第一二電容C12接地,第二晶振Y2的一端分兩路,一路與第二單片機U2的第十八引腳連接,另一路經過第二一電容C21接地,另一端分兩路,一路與第二單片機U2的第十九引腳連接,另一路經過第二二電容C22接地,第三晶振Y3的一端分兩路,一路與第三單片機U3的第十八引腳連接,另一路經過第三一電容C31接地,另一端分兩路,一路與第三單片機U3的第十九引腳連接,另一路經過第三二電容C32接地。
參見圖2-9,具體工作原理如下:
數碼管顯示服藥間隔時間,前兩位顯示小時,后兩位顯示分鐘,通過圖5中微觸第三按鍵S3和第四按鍵S4調整時間。設定好服藥時間后微觸第二按鍵S2,圖2中第一單片機U1開始倒計時并通過圖3數碼管顯示倒計時過程。倒計時完畢,數碼管開始閃爍,第一單片機U1將其17號端口由高電平改為低電平,從而使三極管Q5集電極由低電平變為高電平,進而觸發第二單片機U2第1號端口開啟語音,第二單片機U2第11號端口控制圖5語音電路使揚聲器發出語音提示:“吃藥時間到,請吃藥”。微觸圖4中第五按鍵S5,第一單片機U1將其17號端口電平恢復至高電平,使三極管Q5集電極恢復至低電平,停止語音,數碼管停止閃爍并恢復預設時間,同時第一單片機U1將其21號端口由高電平改為低電平,使三極管Q6集電極由低電平變為高電平觸發第二單片機U2第4號端口,第二單片機U2將其2號端口電平由低電平改為高電平,通過控制圖6電機驅動電路,使電機轉動通過送藥裝置送出藥物。當藥物送出時,圖9觸碰開關閉合,電機停止轉動3秒,第二單片機U2將其7號端口由高電平改為低電平,使三極管Q9集電極由低電平變為高電平觸發第三單片機U3第1號端口,使第三單片機U3處于預發短信狀態。停頓3秒后電機繼續轉動使圖9觸碰開關斷開,第二單片機U2將其7號端口電平恢復至高電平,使三極管Q9集電極電平恢復至低電平,將其6號端口由高電平改為低電平,使三極管Q8集電極由低電平變為高電平觸發第三單片機U3第12號端口,使第三單片機U3進入發送短信狀態,并通過圖7電路將“已經吃藥”短信發送給程序中寫定的手機。同時電機停止工作,第二單片機U2將其5號端口由高電平改為低電平,使三極管Q7集電極電平由低電平變為高電平,吸合圖2中第七繼電器S7,圖8水泵開始工作,水量到達預設值時,第二單片機U2將7號端口電平恢復至高電平,使三極管Q7集電極電平恢復至低電平,圖8水泵停止工作,圖5語音電路揚聲器提示“祝您身體健康”。本次取藥完成,再次輕觸圖4中第二按鍵S2即可開始第二次計時。
請參閱圖1所示,水溫檢測單元具體為:所述第四單片機U4的第九引腳分兩路,一路經過第三電容C3連接至電源VCC,另一路經過第一電阻R1與第四晶振Y4共地,所述第四晶振Y4的第一引腳分兩路,一路與所述第四單片機U4的第十八引腳連接,另一路經過第四十一電容C41接地,所述第四晶振Y4的第二引腳分兩路,一路與所述第四單片機U4的第十九引腳連接,另一路經過第四十二電容C42接地,所述第四單片機U4的第二十八引腳與所述第三十一熱敏電阻R31的一端連接,所述第三十一熱敏電阻R31的另一端和所述第四單片機U4的第四十引腳連接至電源VCC。
所述加熱單元具體為:所述第四單片機U4的第二十一引腳經過第一電阻R1與第十三極管Q10的基極連接,所述第十三極管Q10的發射集與所述電源VCC連接,所述第十三極管Q10集電極與第六繼電器S6的正極連接,所述第六繼電器S6的負極接地,公共端連接至第十八排線J18的第一引腳,所述第十八排線J18的第二引腳經過第二二零加熱線圈R220A連接至所述第六繼電器S6的常閉端,所述第十八排線J18用于連接220V交流電。
具體工作原理如下:
參見圖1,圖中VCC對地電壓均為5V,J18接市電220v。圖1中R31為熱敏電阻,及時將水溫變化情況反饋給第四單片機U4第28號端口,經過第四單片機U4數據處理并與程序中的預設溫度進行比較,通過改變其21號端口電平,即改變三極管Q10基極電平控制繼電器S6通斷。
具體過程為:當溫度大于預設溫度時,第四單片機U4將21號端口由高電平改為低電平,使三極管Q10集電極由低電平變為高電平,從而使繼電器S6吸合,其常閉觸電斷開,加熱線圈R220A停止加熱;當溫度小于預設溫度時,第四單片機U4將21號端口由低電平改為高電平,使三極管Q10集電極由高電平變為低電平,從而使繼電器S6觸電復位,加熱線圈R220A開始加熱。以此方式完成對水溫的控制。
請參閱圖2和圖7所示,所述短信發送單元具體為:
所述第三單片機U3的第一引腳與第九三極管Q9的集電極,所述第九三極管Q9的發射極連接電源VCC,基極經過第九電阻R9連接至所述第二單片機U2的第七引腳,所述第三單片機U3的第九引腳經過第二電容C2連接至電源VCC,所述第三單片機U3的第十引腳和第十一引腳連接至第六排線J6的第四引腳和第三引腳,所述第六排線J6的第一引腳連接電源VCC,第二引腳接地,所述第三單片機U3的第十二引腳連接第八三極管Q8的集電極,所述第八三極管Q8的發射極連接電源VCC,基極經過第八電阻R8連接至所述第二單片機U2的第六引腳,;
所述第六排線J6通過第十五排線J15連接GSM短信模塊,用于短信發送,所述第十五排線J15第一引腳、第二引腳、第三引腳和第四引腳對應連接所述GSM短信模塊的第三引腳、第一引腳、第二引腳和第四引腳,所述GSM短信模塊的第六引腳用于連接天線。
本發明的工作過程為:4個單片機分模塊運行,充分利用了三極管的開關功能,能夠利用高電平準確觸發其余單片機工作,增加了服藥機的功能,即完成吃藥時間設置與計時,語音提示、送出藥物、恒溫定量送水和短信通知。降低了編程難度,提高了電路的工作效率和控制準確率,大大提高了對應服藥機的工作穩定性。具有廣泛的市場價值與較好的應用前景,對于較多單片機電路設計有所幫助,可供借鑒學習。
以上內容僅為說明本發明的技術思想,不能以此限定本發明的保護范圍,凡是按照本發明提出的技術思想,在技術方案基礎上所做的任何改動,均落入本發明權利要求書的保護范圍之內。