基于Raspberry Pi的云智能中药煎药机系统的研究与开发

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中医中药是中华民族古代科学的瑰宝,时至今日仍是我国医疗卫生体系重要的组成部分。中药汤剂是中药主要的服用方式,其制备的正确与否对发挥中医中药的诊疗优势有很大的影响。随着科学技术的进步,使用煎药机煎煮中药汤剂正在逐步取代人工煎煮,但是目前市售各类煎药机功能达不到传统煎药的一些特殊要求,比如药材的先煎、后下、共煎等,而且自动化水平低、操作方法复杂。本文针对现有煎药机的不足,基于Raspberry Pi主控器设计了一款能够自主煎药、远程操控的云智能中药煎药机。主要内容如下:首先,依据传统中草药煎煮方法要求,对云智能煎药机进行了机电一体化设计。为了实现煎药过程的无人值守,设计了自动下药、自动供水、自动吸取药液等机构,并在煎锅中安装了温度和液位传感器,实现对煎药过程的反馈调节。其次,基于Raspberry Pi主控器和Python语言开发了云智能煎药机的软硬件控制系统,包括各机构的控制电路、硬件驱动程序和温控系统软件等。在此基础上利用物联网技术,用OneNET云平台作为数据交互中转,将云智能中药机与手机移动端远程连接起来,开发了煎药助手APP,用户可以使用手机远程操控煎药机。而后,使用云智能煎药机作为实验平台,设计了基于模糊PID控制算法的智能中药煎煮温度控制系统,经过仿真与实验表明该温控系统能够依据传统中草药煎煮要求自主进行煎药火候的切换。最后,对实验平台进行整机测试,包括机械结构、硬件电路及其控制程序、通信程序等,并选取两副代表性中药方剂进行煎煮实验,结果表面云智能中药煎药机能够稳定的接收到煎药指令,然后自主完成下药、浸泡、供水、吸取药液、保温等动作,并能实时上传煎药状态到手机移动端。
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