智能药盒╲〞的创新研究.doc

江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目申请表项目名称智能药盒的创新研究项目所属一级专业门理学项目所属二级专业类电子科学类项目类型（） 个人项目 （） 团队项目项目实施时间起始时间： 2009年3月 完成时间：2010年3月申请人或申请团队姓名年级学校所在院系/专业联系电话E-mail主持人范晨悠本科二年级南京大学计算机科学与技术成 员陈淼本科二年级南京大学计算机科学与技术系15850730128806177422成新本科二年级南京大学计算机科学与技术系15850730981810801714高春华本科二年级南京大学计算机科学与技术导 师姓名徐锋年龄34单位南京大学计算机科学与技术系行政职务/专业技术职务副教授主要成果在本领域国际国内会议、国内一级学术期刊，如JCST、 软件学报、计算机学报等发表学术论文20余篇，作为主要参与者之一获得国家自然科学进步二等奖一次。1、 申请理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等）1)我们对大学生创新计划非常感兴趣,作为当代的大学生,不仅注重课堂内的学习和书本的知识，更积极联系实际。为了更好的培养自己的专业兴趣，激发灵感，希望能够经过磨练得到丰硕的成果，增长信心。2）我们的创新想法得到了导师的大力支持,并被给予了充分的肯定。 3）我们已经比较系统的学习并熟练掌握了CC编程语言、数据结构、模拟电路、数字电路等方面的知识。并已较深入的了解了MATLAB、Protel、Verilog语言的使用。4）组内成员都有很好的动手能力，编写过近万行的代码，在数字电路、模拟电路实验中有突出的表现。 5）我们都有很好的团队意识。6）组内成员曾获得过ACM校级竞赛奖项，在系内成绩突出。 7）我们对AVR单片机、电子电路设计、网络通信等方面都很感兴趣，平时多有涉猎这些方面的书籍。2、 项目方案（包括项目的训练目标、前期准备、组织实施、过程管理、实践环节、教师指导、项目结题等） 智能药盒“的设计，灵感来源于现实生活。随着我国社会的老龄化，更多的老人需要定期服药，药品很多，而且老人记忆力下降，常常忘了吃药，或是忘了该什么时候吃药，每种药吃多少，是饭前还是饭后等等细节问题 。老人，以及一些特殊人群，要常备一些急救药物,必须确保这些药物是立即可得的，而这个时候如果找不到药物，后果不堪设想。鉴于这样的情况，我们希望有所创新，提出一种”智能“的药盒的想法，依靠发达并且成熟的通信原理和计算机技术，建立一个嵌入式芯片的智能药盒，利用可视化的界面和音乐，进行应该服用时间点的闹铃提醒，服药种类，数量的提示，并且利用最新的技术，比如无线蓝牙，wifi功能等，与计算机连接，老人的子女可以通过计算机，使用电子药盒的配套软件，查看老人的吃药情况，提醒各个疗程的安排，建立老人的健康档案。我们的智能药盒的内部主要构建是AVR单片机，围绕着单片机我们的创新训练将在硬件设计(电路设计,硬件编程)和软件设计(智能药盒的电脑配套软件)两方面展开. 围绕着这两个方面,前期工作是我们对于设计环境的熟悉和选择:硬件设计方面我们在电脑上用eclipse软件编写C程序，直接在AVRstudio上实现硬件环境的仿真，调试通过后直接转换成hex目标代码，通过SPI串口在开发板进行调试。软件方面使用MFC开发.项目流程： 1）46月自学AVR单片机及其外围电路的设计、图形界面的开发、通信协议等与项目有关的各方面知识。 2）79月（暑期）在计算机上模拟AVR的工作环境，利用开发板初步实现“智能药盒”的功能。 3）1012月与“智能药盒”配套软件的设计。 4）12月硬件及电路的实现。 5）3月成品调试。组织实施方面我们创新团队由四名队员组成.第一个阶段即自学AVR单片机及其外围电路的设计、图形界面的开发、通信协议等与项目有关的各方面知识,我们四人共同学习讨论. 第二个阶段在暑期利用短学期在校的时间,模拟AVR的工作环境，利用开发板初步实现“智能药盒”的功能.第三个阶段我们将有所分工,两名同学负责智能药盒计算机上软件的开发实现,另外两名同学将负责硬件电路的设计.第四个阶段是智能药盒外观设计,成品组装调试. 队长除了负责自己的分工,还要统筹团队的工作,以及负责和老师联系.导师的指导在于方向的指导和技术难点的点拨和提供我们一些设备.比如对于单片机的选择,单片机程序开发环境由导师提出目前主流的AVR单片机和优秀的eclipse环境,这样有更多成功案例和图书,代码资源供我们学习借鉴.导师是引路人,我们需要自己去实践,发现问题,勇于面对解决,再实践.同时,虚心请教可以使我们用科学的方法武装自己.3、 学校提供条件（包括项目开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持政策等）南京大学对于创新实践给予了非常大的宣传和支持力度.我们创新实践团队所在的南京大学计算机科学与技术系更是积极鼓励本科生的创新研究,并且给予了师资力量,经费和设备上的全力支持.我们与导师积极沟通,项目立项之前我们去导师的实验室向导师介绍想法,获得思路上的开拓.立项后我们获得了AVR-JTAG开发板,仿真器,并且在导师推荐下我们在AVR程序设计上使用了开源软件eclipse,大大降低了我们在软件版权上可能会支出的开支.并且我们计算机系有AVR公司大学支持计划,所以实践所用的设备和资料方面会有良好的支持.而且我们系位于教学和科研一线的老师亲自担任各个实践团队的指导老师,使得我们的项目有更好的可行性.同时,南京大学良好的学风和我们计算机系开展创新实践的积极性,是我们思想上的强大推动力.四、预期成果我们准备做的”电子药盒和健康终端“包括嵌入控制芯片的药盒的和在计算机上的软件。 药盒上有LED显示屏，用来提示用药的种类、数量、组合和注意事项的信息，显示屏旁有简便的控制按钮，实现简单的功能，并且有一个紧急按钮，用来紧急取出急救药物。 复杂的控制程序由电脑输入，用户在电脑上通过友好的软件界面，把指令通过USB/蓝牙写入电子芯片的flash rom，内部的控制芯片控制显示屏及步进马达，并有相关指示灯的提示。内部时钟记录时间的流逝，到达指定的时间之后，控制芯片控制显示屏、发音器的提示输出，马达把该服用的药的那一格转到出药窗口，存储器记录下老人有没有服用药物，并及时传至电脑，以便记录下来。 计算机上的软件的作用是 1）根据用户指令生成目标代码，输入电子药盒。 2）及时收集电子药盒的反馈，记录每次反馈来的用药信息，和紧急按钮的情况，建立包括服药疗程的健康档案 3）当有紧急按钮按下的情况发生，计算机可以通过网络上的服务，发送短消息至子女的手机上，及时通报情况。 4）可以允许用户通过软件输入简单的症状，通过内嵌的搜索引擎，查找相应的服药规则 5）可以通过终端，连接到事先设置好的站点，与医生在线联系。 我们的想法来源于传统的做法，也希望能够跟的上现在和将来的技术发展。 传统上看，子女陪老人去医院后，可以利用计算机把医生的手写处方输入电脑，电脑自动把服药的程序录入电子药盒，实现实时提醒功能。对于急救药物，处于优先级最高的状态，紧急情况下，老人只需按“紧急“按钮，立即弹出急救药物，并且如果电子药盒处于连接计算机状态，计算机通过互联网发送短消息通知老人的亲属和医生。以后对于分布式计算网络，无线网络覆盖家里，电子药盒等终端可以实时连在网络上，医生与个人线上交流并且医嘱通过网络连接至个人电脑并指示电子药盒的运作。而且当今网络搜索功能日趋强大，可以做到在互联网上寻找一些简单症状的用药组合，通过电子药盒自动提醒，这也为上班族等时间紧张的人群带来方便。 对于社会来说，我们的想法符合实际需要，并且能够为老人带来方便，提高健康水平。并且，现有的科技能够实现我们设想的互联网功能，但是还不够成熟，我们希望可以提前作出电子药盒的利用互联网医疗，提示，自动配药的功能，超前于科技的普及，对于知识水平尚有限的学生，也能够创新，推动科技。5、 经费预算支出项目金额计算根据及理由 资料费2000书本费用、打印费用 硬件制作及材料费