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《北京交通大学》 2018年
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中药自动配药嵌入式系统设计与实现

王元根  
【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

【参考文献】
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