智能中藥?kù)以O(shè)計(jì)
為了方便病人服用中藥藥劑,目前已經(jīng)有一些生產(chǎn)廠家推出了自動(dòng)中藥?kù)?并在市場(chǎng)上進(jìn)行銷售。經(jīng)過(guò)調(diào)查及實(shí)物分析,這些所謂自動(dòng)中藥?kù)乙簿椭皇抢昧祟愃苽鹘y(tǒng)電飯鍋的原理,將待煎煮中藥材的水份煎煮至少于某一固定程度而已。這些自動(dòng)中藥?kù)以砗?jiǎn)單,對(duì)煎煮對(duì)象采用固定的煎煮模式,雖然解決了煎糊的問(wèn)題,可卻由于不能對(duì)中藥材的自動(dòng)識(shí)別而極大影響了本應(yīng)采取不同煎煮模式（參見附錄一）的中藥藥劑的藥效。市場(chǎng)需要一種能較好實(shí)現(xiàn)中藥煎煮自動(dòng)化、智能化的家用電器,而目前在此方面卻存在著一個(gè)空白區(qū)域。
基于本設(shè)計(jì)中提出的中藥類型自動(dòng)識(shí)別理論,我們采用了Motorola M68HC08單片機(jī)設(shè)計(jì)完成了智能中藥?kù)�。它充分利用該單片機(jī)所提供的功能,實(shí)現(xiàn)了中藥煎煮的全自動(dòng)化和智能化。不但能夠?qū)崿F(xiàn)中藥煎煮的“一鍵完成”（指用戶的操作只是按一個(gè)啟動(dòng)鍵）的“傻瓜操作",更能實(shí)現(xiàn)一個(gè)大致的中藥類型自動(dòng)識(shí)別,從而為對(duì)不同對(duì)象采取不同的煎煮模式提供了條件。
設(shè)計(jì)目標(biāo)
該項(xiàng)目的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)智能中藥?kù)?實(shí)現(xiàn)以下功能：
1、 面向用戶的單鍵操作（One-touch）。
2、 對(duì)煎煮中藥材類型的自動(dòng)識(shí)別。
3、 煎煮全過(guò)程的自動(dòng)控制,勿需用戶干預(yù)。
4、 自動(dòng)保溫功能。
5、 發(fā)生系統(tǒng)故障后自動(dòng)切斷電源,避免系統(tǒng)損壞。
6、 低廉的生產(chǎn)成本。
設(shè)計(jì)描述
作為一個(gè)家用電器的設(shè)計(jì)項(xiàng)目,我們除了要考慮技術(shù)上的問(wèn)題,更重要的還是要從市場(chǎng)的角度來(lái)指導(dǎo)我們的設(shè)計(jì)思想,盡量簡(jiǎn)化或摒棄不必要的功能,努力降低產(chǎn)品的成本,并盡可能的使用戶操作的復(fù)雜度降到最低。這樣才能設(shè)計(jì)出一個(gè)貼近消費(fèi)市場(chǎng)脈搏并滿足時(shí)下消費(fèi)產(chǎn)品SMART（S-simple,M-mindful,A-attentive,R-responsive,T-teachable）特點(diǎn)的新產(chǎn)品。
本設(shè)計(jì)在硬件方面采用成熟的方案。作為家用電器,我們注意到了系統(tǒng)的容錯(cuò)性,使其基本可對(duì)可能發(fā)生的各種事故進(jìn)行相應(yīng)處理。
控制原理
1.中藥類型自動(dòng)識(shí)別算法
中藥材根據(jù)其藥性可分為一般藥劑、解表藥劑、滋補(bǔ)調(diào)理藥劑三種（具體參見附錄一）。不同類型的中藥材的主要組成形態(tài)也不同,如解表藥劑多草劑,而滋補(bǔ)調(diào)理藥劑則多塊劑,至于一般藥劑則介于兩者之間。再根據(jù)草劑比熱容系數(shù)較低,塊劑比熱容系數(shù)較高,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn),我們得出一個(gè)記錄各類藥劑比熱的數(shù)據(jù)表。在實(shí)際應(yīng)用中,通過(guò)對(duì)待煎煮中藥材的溫升檢測(cè),我們可以將得出的數(shù)據(jù)同預(yù)先制好的比熱數(shù)據(jù)表進(jìn)行比較,從而大致判別待煎煮中藥材的基本類型。
需要指出的是,該算法不可能十分準(zhǔn)確的識(shí)別對(duì)象類型,因?yàn)榫退闶侨斯づ袆e也很難達(dá)到理想的效果,而且中藥材本身就沒(méi)有明確的類型區(qū)分,所以無(wú)論是人工也好,還是使用本算法,都只可能做到判別對(duì)象的大致類型。
本算法使用的是單輸入單輸出的模糊結(jié)構(gòu)。這是一種最為簡(jiǎn)單的模糊控制器,其輸入和輸出變量均只有一個(gè)。其輸入量為不同時(shí)段內(nèi)對(duì)象溫升斜率的改變情況,借此我們可以得出該藥材的溫升曲線,并與事先輸入的數(shù)據(jù)表進(jìn)行比較,從而可以得出結(jié)果。該模型結(jié)構(gòu)的輸出為對(duì)象屬于三種藥劑類型的隸屬度。在此我們采用MIX-MAX法來(lái)求出該隸屬度。再根據(jù)該隸屬度決定之后的加熱模式及計(jì)算加熱的時(shí)間與
