基于MEMS传感器的取药行为探测和提醒装置及方法与流程

基于mems传感器的取药行为探测和提醒装置及方法
技术领域
1.本发明涉及取药行为探测和提醒技术领域，特别涉及一种基于mems传感器的取药行为探测和提醒装置及方法。


背景技术：

2.很多年轻人由于工作学业繁忙，很多老人由于记忆力衰退容易忘记及时吃药，也有的情况是吃过了药之后忘记了自己是否吃过了，导致二次吃药也是不好。
3.准时用药能够维持一个合理的恒定的血药浓度，而如果不准时吃药或者忘记吃药就会打破这个平衡，尤其是对于一些慢性病而言，由于长期吃药，身体已经产生了对药物的依赖性，一旦失去这个平衡，药效会受到很大的影响。对于慢性病需要长期服用的药物而言，忘记服药有可能对身体造成很大的伤害。
4.很多中老年人不擅长学习，甚至由于种种原因例如文盲，视力，理解能力下降种种问题，不太能够很容易的学习并且掌握电子装置的使用。保障吃药准时，并且这个提醒装置能够被各类人群很容易的使用，那么对于一个病人在康复过程中帮助很大。
5.

技术实现要素：

6.根据本发明实施例，提供了一种基于mems传感器的取药行为探测和提醒装置，包含：药瓶盖，pcb电路板，pcb电路板设置在药瓶盖内部；探测提醒模块，探测提醒模块设置在pcb电路板上，用于进行取药行为的探测和提醒。
7.进一步，探测提醒模块包含：单片机，单片机设置在pcb电路板上；mems传感器，mems传感器设置在pcb电路板上且与单片机电性连接；电池，电池设置在pcb电路板上且与单片机和mems传感器电性连接；存储单元，存储单元设置在pcb电路板上且与单片机电性连接；显示单元，显示单元设置在药瓶盖的顶部且与单片机电性连接。
8.进一步，mems传感器包含：加速度计和/或陀螺仪，加速度计设置在电路板上且与单片机电性连接，陀螺仪设置在电路板上且与单片机电性连接。
9.进一步，mems传感器还包含：磁力计，磁力计设置在电路板上且与单片机电性连接。
10.进一步，显示单元包含：led指示灯或小型显示屏，led指示灯或小型显示屏设置在药瓶盖的顶部且与单片机电性连接。
11.进一步，还包含：usb接口，usb接口设置在pcb板上且与探测提醒模块电性连接。
12.进一步，还包含：无线传输器，无线传输器与单片机电性连接，用于与外部的上位机通信。
13.一种基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法，包含如下步骤：采集药瓶盖的多帧时间轴的姿态数据；计算预设时间内药瓶盖的旋转角度；根据药瓶盖的旋转角度和旋转方向，判断得到药瓶盖是开盖状态还是盒盖状态。
14.进一步，姿态数据包含：药瓶盖围绕x轴的翻滚角、药瓶盖围绕y轴的偏航角以及药瓶盖围绕z轴的仰俯角。
15.进一步，还包含如下步骤：预设药瓶盖的判断阀值；采集药瓶盖的z轴与重力方向的夹角；对比药瓶盖的z轴与重力方向的夹角与药瓶盖的判断阀值，判断得到药瓶盖是底部朝天还是顶部朝天，即得到药瓶盖是开盖状态还是盒盖状态。
16.根据本发明实施例的基于mems传感器的取药行为探测和提醒装置及方法，本案集成了陀螺仪和加速度计，能够识别瓶盖的运动状态，从而得知用户的吃药行为，并且记忆用户每次的吃药时间，从而统计分析自动计算出下一次吃药时间，并且定时提醒用户。
17.要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并 且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
18.附图说明
19.图1为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒装置的层叠式结构图。
20.图2为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒装置的方框图。
21.图3为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法的第一流程图。
22.图4为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法的第二流程图。
23.图5为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法的示意图。
24.图6为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法的根据姿态数据得出的围绕x轴旋转计算的分量示意图。
25.图7为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法的根据姿态数据得出的围绕y轴旋转计算的分量示意图。
26.图8为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法的根据姿态数据得出的围绕z轴旋转计算的分量示意图。
27.图9为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法的药瓶盖第一开盖状态框图。
28.图10为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法的药瓶盖第一合盖状态框图。
29.图11为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法的药瓶盖第二开盖状态框图。
30.图12为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法的药瓶盖第二合盖状态框图。
31.图13为根据本发明实施例基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法的多帧时间轴的示意图。
32.具体实施方式
33.以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做进一步阐述。
34.首先，将结合图1~2描述根据本发明实施例的基于mems传感器的取药行为探测和提醒装置，用于取药吃药的探测和提醒，其应用场景很广。
35.如图1~2所示，本发明实施例的基于mems传感器的取药行为探测和提醒装置，具有药瓶盖1、pcb电路板2和探测提醒模块。
36.具体地，如图1~2所示，在本实施例中，pcb电路板2设置在药瓶盖1内部，pcb板可以采用超薄柔性pcb板或超薄pcb板集成或安装在药瓶盖1内部，探测提醒模块设置在pcb电路板2上，用于进行取药行为的探测和提醒，当药瓶盖1在被打开的时候会进行检测，并且通过探测提醒模块内的显示单元35显示“吃过药了”的状态，根据用药时间，进一步定时下一次用药的时间，提醒用户服药并且显示“该吃药了”的状态，保证吃药的均衡性，尤其对于老人，提供更好的用药服务。
37.进一步，如图2所示，在本实施例中，探测提醒模块包含：单片机31、mems传感器、电池33、存储单元34和显示单元35。单片机31设置在pcb电路板2上，用于数据的中心处理，mems传感器设置在pcb电路板2上且与单片机31电性连接，用于进行实时采集药瓶盖1的姿态数据，判断药瓶盖1的运动状态，电池33设置在pcb电路板2上且与单片机31和mems传感器电性连接，用于为设备提供电能，存储单元34设置在pcb电路板2上且与单片机31电性连接，存储单元34用于进行数据的存储，存储单元34可以单片机31自带存储单元34或者外部的存储单元34，显示单元35设置在药瓶盖1的顶部且与单片机31电性连接，显示单元35用于状态的显示，显示吃药状态或者吃完药的状态。
38.进一步，如图2所示，在本实施例中，mems传感器包含：加速度计321和/或陀螺仪322，加速度计321设置在电路板上且与单片机31电性连接，陀螺仪322设置在电路板上且与单片机31电性连接，药瓶盖1的姿态数据采集可以单独采用加速度计321或陀螺仪322，也可以同时采用加速度计321和陀螺仪322进行数据的采集，使得获得的数据信息更加精确。
39.进一步，如图2所示，在本实施例中，mems传感器还包含：磁力计323，磁力计323设置在电路板上且与单片机31电性连接，磁力计323用于测量药瓶盖1在装置各个方位的分量，进一步辅助提高姿态的精准度。
40.进一步，如图2所示，在本实施例中，显示单元35包含：led指示灯或小型显示屏，led指示灯或小型显示屏设置在药瓶盖1的顶部且与单片机31电性连接，用于进行吃药取药的状态显示，吃完药显示，“吃过药了”，到了下次吃药的时间显示“该吃药了”。
41.进一步，如图2所示，在本实施例中，本发明实施例的基于mems传感器的取药行为
探测和提醒装置还包含：usb接口（图上未示出），usb接口设置在pcb板上且与探测提醒模块电性连接，可以与上位机通信，也可通过自主研发的软件用于生产和调试以及工厂默认配置。
42.进一步，如图2所示，在本实施例中，本发明实施例的基于mems传感器的取药行为探测和提醒装置还包含：无线传输器（图上未示出），无线传输器与单片机31电性连接，用于与外部的上位机通信，可以为蓝牙或wifi，usb接口（图上未示出）和无线传输器（图上未示出）均可选择性安装，对于终端用户可不需要安装，使得设备更加的简洁精巧，对于医疗分析的医生或者有分析需求的人士可以提供安装，便于分析。
43.在使用的时候，当旋转药瓶盖1打开后，mems传感器会检测药瓶盖1的状态，将药瓶盖1打开的状态发生给单片机31，当取药后合上药瓶盖1后，单片机31会将数据通过显示单元35显示出来，显示单元35显示“吃过药了”，并通过单片机31自带程序设计，会在下一次吃药的时候，发出信号给显示单元35，显示单元35显示“该吃药了”状态，提醒用户吃药。
44.以上，参照图1~2描述了根据本发明实施例的基于mems传感器的取药行为探测和提醒装置，本案集成了陀螺仪322和加速度计321，能够识别瓶盖的运动状态，从而得知用户的吃药行为，并且记忆用户每次的吃药时间，从而统计分析自动计算出下一次吃药时间，并且定时提醒用户。
45.将结合图3~13描述根据本发明实施例的基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法，用于取药吃药的探测和提醒，其应用场景很广。
46.如图3~4所述，本发明实施例的一种基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法，包含如下步骤：s1：如图3、5~8、13所示，采集药瓶盖1的多帧时间轴的姿态数据。在本实施例中，通过mems传感器采集药瓶盖1的多帧时间轴的姿态数据，时间轴的采样为动态系统自动配置采样时间，为了得到相对较好的测量精准度，通常为每秒500帧~50帧，即帧与帧时间间隔为2ms~20ms之间，帧率低则系统功耗低，帧率高则功耗相应增加。采样时间在出厂时会提供默认配置，但是可以在运行的时候由系统根据实际情况而改变，动态调整功耗和精度。
47.进一步，姿态数据包含：药瓶盖1围绕x轴的翻滚角、药瓶盖1围绕y轴的偏航角以及药瓶盖1围绕z轴的仰俯角。
48.s2：如图3、5~8所示，计算预设时间内药瓶盖的旋转角度。在本实施例中，通过加速度计321计算出z轴的仰俯角、y轴的偏航角以及x轴的翻滚角，假定旋转角度分解成z、y、x轴方向的欧拉角分量为，则旋转角为：s3：如图3、9~10所示，根据药瓶盖的旋转角度和旋转方向，判断得到药瓶盖1是开盖状态还是盒盖状态。在本实施例中，将开盖角度设定一个阀值，当药瓶盖1的旋转角度正向大于开盖角度的阀值时药瓶盖1开盖，当药瓶盖1的旋转角度反向大于开盖角度的阀值时药瓶盖1盒盖。
49.进一步，本发明实施例的基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法还包含如下步骤：
s301：如图4、11~12所示，预设药瓶盖1的判断阀值。在本实施例中，分两个阀值来用于盖子的顶部朝天和底部朝天。
50.s302：如图4、11~12所示，采集药瓶盖1的z轴与重力方向的夹角。在本实施例中，通过多帧时间轴的姿态数据，来进行收集z轴姿态数据，从而得到药瓶盖1的z轴与重力方向的夹角数据。
51.s303：如图4、11~12所示，对比药瓶盖1的z轴与重力方向的夹角与药瓶盖1的判断阀值，判断得到药瓶盖1是底部朝天还是顶部朝天，即得到药瓶盖1是开盖状态还是盒盖状态。
52.以上，参照图3~13描述了根据本发明实施例的基于mems传感器的取药行为探测和提醒方法，通过实时获取加速度计321、陀螺仪322的姿态数据，对数据进行运算和处理实现行为判定，判断盖子是否被打开和重新盖上，从而得知用户的取药行为。自动记忆并统计用户每次的取药行为和用药时间，通过学习算法来自动推测老人吃药的规律，预测和提醒下一次的吃药时间，避免老人通过手机来配置，对于很多不会使用智能手机的老人降低使用难度，提供手机的手动配置功能，对于能够使用手机的用户提供更丰富的功能，且采用双重的判断方式，也更加的精准化。
53.需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
54.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。