中药自动配药嵌入式系统设计与实现

发布时间：2020-07-18 22:08

【摘要】：中国中医药文化源远流长,中药以其全天然、副作用小等优点深受大家的喜欢和重视。但传统的中药柜占据大半个药房,这种沿用了上千年的传统的配药方式在当今高效率的社会总越来越突显出了它的不足:存药、抓药容易出错、药剂量不准确、费时费力;这便是设计这中药智能配药系统(Automatic Dispensing System ofTraditional Chinese Medicine)的初衷。它集中药的储藏、捣碎、发送于一体,操作简便、出药量精准合理和配药流程时间短。本论文完成了中药自动配药嵌入式系统设计并测试实现了相应的功能,具体工作如下:(1)针对中药材形状各异的特点,依据查阅《药典》及临床医学药量使用情况,设计出对相应的出药方案,确保出药量误差在特定范围内,使得系统更加符合实际使用需求;(2)完成主控层和从控层的硬件电路设计工作,测试结果显示电位参数与波形在正常范围内,符合实验使用要求;(3)完成了上位机PC与主控层,主控层与从控层,从控层与电机(药箱)、HX711压力传感器之间的药材数据传输通信实验;(4)在系统的控制原理上,采用PID闭环控制,在配药中通过调节PWM波的占空比来调节药箱的出药速度,随着出药量逐渐靠近理论值,药箱的出药速度也越来越慢,当达到实际值达到理论值的96～104%差范围时,电机停止转动,配药结束;(5)出药方案中,利用了数学概率论中的随机过程,设计出药方案。每日配药总数N服从正态分布N(μ,σ2),出药超量的次数N1,超量概率为q,同时药材误差总量的期望E(Xk)≥0,即:N1≈N×q,E(Xk)≥0,使得系统更加符合实际使用要求。在论文中,通过对每个功能模块完成测试后,按接口要求将功能模块进行有序组合,并搭建测试环境对系统进行模拟测试。使用沙子代替被切碎或捣碎的中药,模拟的出药数据分析结果表明,本配药系统在可行性与实用性方面均优于相比较之前其他团队设计的系统。最后对论文整体进行总结和展望。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP368.1
【图文】：

中药自动配药嵌入式系统设计与实现

图２－２手抓称药捣碎图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｔｈｅ邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋Ｇｒａｂｉｎｇ邋ａｎｄ邋Ｗｅｉｇｈｉｎｇ邋Ｃｈｉｎｅｓｅ邋Ｍｅｄｉｃｉｎｅ逡逑

药材,中药,药房,方式

中药的种类异常繁多，中药材有２５９８余种，在医院的中药方中常配制逡逑的在５００种以上，可见其储量是多么丰富。目前我国大多数药房之中，采逡逑用的还是原生中药，药材放在传统的药箱里，如下图２－１所示：逡逑图２－１传统的药材存放图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ邋Ｍｅｄｉｃｉｎｅ邋Ｓｔｏｒａｇｅ邋Ｄｉａｇｒａｍ逡逑其抓药方式还是手抓称秤，然后捣碎煎熬的方式，如下图２－２所示：逡逑图２－２手抓称药捣碎图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｔｈｅ邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋Ｇｒａｂｉｎｇ邋ａｎｄ邋Ｗｅｉｇｈｉｎｇ邋Ｃｈｉｎｅｓｅ邋Ｍｅｄｉｃｉｎｅ逡逑为改变中医药的配取方式，提高抓取药物的效率，特此研宄出此中药逡逑自动配药下位机系统，本篇论文本章节主要研宄设计出合理适用的出药方逡逑７逡逑

药箱,中药材

需要将其存储方式设计好；将中药材放在斜形的柜子中，每个药箱逡逑上面都写好了里面放了哪几味药材，但计算机能识别的只有数字信息［２５］，逡逑因此需要将每个药箱都做好地址编码，如下图２－３所示：逡逑ＩＨ—Ｈｉ逡逑图２－３药箱地址编码逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－３邋Ａｄｄｒｅｓｓ邋Ｃｏｄｉｎｇ邋ｆｏｒ邋Ｍｅｄｉｃｉｎｅ邋Ｃａｂｉｎｅｔ逡逑上位机的数据库里面存放相对应的药材数据，如下表２－１所示：逡逑表２－１药材数据库存储格式逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－１邋Ｍｅｄｉｃｉｎｅ邋Ｄａｔａｂａｓｅ邋Ｓｔｏｒａｇｅ邋Ｆｏｒｍａｔ逡逑中药材名称地址Ａｄｄｒ重量（称重而定）中药材名称地址Ａｄｄｒ邋重量（称重而定）逡逑净蝉衣逦０１逦＊＊逦猪苓逦０６逦＊＊逡逑夕白逦０２逦＊＊逦银白果逦０７逦＊＊逡逑合欢皮逦０３逦＊＊逦西雷丸逦０８逦＊＊逡逑香甘松逦０４逦＊＊逦…逦…逦＊＊逡逑全瓜蒌逦０５逦＊

【参考文献】