自动云药房系统是一种可实现24小时线上线下自助购药功能的新型药房系统,具有高效、低成本、应用广泛的特点。自动进药系统可以满足自动云药房系统高效、稳定、全自动进药的需求,对于降低成本,提高效率具有重要的价值。本文基于机器视觉和机械臂技术,设计实现了一套轻量级、低成本、高效率的全自动进药系统。其具体的硬件与软件设计思路为:系统硬件主要分成药品图片获取模块、条形码图片获取模块、机械手臂及其运动控制模块和计算机四个部分。药品图片获取模块主要由摄像头、进药箱子、光源、支架组成,实现获取进药箱子中药品的图片的功能。条形码图片获取模块包括摄像头、光源、支架等。机械手臂及其运动控制模块主要由机械手臂、运动控制板、步进电机和支架组成,实现抓取、放置、旋转、移动药品的功能。计算机实现数据处理和系统控制的功能。本系统中,机械手臂终端采用工业吸盘,具有对药品损坏小和低成本的优点;此外,本系统采用三个摄像头分别从三个互相正交的方向对药品图片进行拍摄,配合机械手臂间隔性转动药品的设计,可以在使用较少的摄像头数目的前提下,清楚地获取到位于药品的任意位置的条形码的图片,且拍摄耗时较少。系统软件主要分成四个层:展示层、业务逻辑层、接口层和底层。展示层即为系统界面,用于系统可视化操作。业务逻辑层实现软件流程控制。接口层的药品定位模块和条形码识别模块封装了拍照控制程序、识别算法等,机械臂运动控制程序封装了与单片机串口通讯有关的细节。接口层可以使上层应用在运行时无需关心各模块具体的实施细节,也可以减少模块之间的耦合。底层为下位机单片机控制程序,相对应的上位机程序为接口层中的机械臂运动控制程序。本文中,软件系统开发环境主要为PyCharm,开发主语言为python2.7。其中,单片机程序开发使用C语言实现,开发环境为IAR。本文分别进行了硬件、软件的调试与实验,以及系统测试。结果表明,应用于整齐摆放和随机摆放的药品中,本系统的平均进药速度分别为11 s/盒、12 s/盒,两种情况下的药品漏检率(未成功进药的药品占总药品的比例)均为6%左右。本文设计的系统方案可行,在进一步优化后可以应用于商用自动药房系统中。