專利名稱：環(huán)境用藥提醒藥丸盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及一種環(huán)境用藥提醒器，更具體地說，涉及 一種能夠在藥物治療狀態(tài)下覺察到個人行為并基于發(fā)生的行為而通 過各種方法驅(qū)動提醒個人的裝置。
背景技術(shù)：
目前存在著許多用藥提醒系統(tǒng)。這些系統(tǒng)都是基于時間而不考 慮所需驅(qū)動提示或提醒器的環(huán)境。
市場上用于按時用藥的通常產(chǎn)品沿著兩條路徑走。第 一條是起 定時器或鬧鐘作用的產(chǎn)品。這些裝置在到達提醒人員用藥的時間時 發(fā)出告警。盡管這些裝置在測定時間和發(fā)出告警方面是高度精確的， 但是在告警時用戶通常并不和藥物在一起。在另 一些極端情況下， 告警聲響得足以讓整個房子的人都聽見，這種讓人討厭的提醒聲太 過頻繁而被人忽視。其它的通常裝置是存貯和配發(fā)型的裝置。這些 裝置在許多家庭都很常見，采用具有供一周使用的七個隔室的盒子 的形式。藥物貯存于這些裝置中，并且該裝置放在與一天中用藥時 間相關(guān)的活動中心附近。然而，當用戶的習(xí)慣打亂時，這些系統(tǒng)就 會失效。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個方面的用藥盒。
圖2a表示釆用磁簧開關(guān)的隔室門的典型促動距離。
圖2b表示典型藥丸尺寸的大小。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明實施例的簧片開關(guān)的示例。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明實施例的用藥盒內(nèi)部的電子部件。
圖5是公寓房間的平面圖，其中示出本發(fā)明實施例的、基于病
人的無線裝置在公寓內(nèi)的位置的RSSI值的理想布局圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的、表示當接收器和用藥盒之間的距
離增加時RSSI如何衰減到第四功率的曲線。
圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的、公寓中測量的RSSI和BER(LQ)曲
線的曲線圖。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明實施例的整個用藥提醒系統(tǒng)。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明實施例的用藥盒包括處理器、構(gòu)造成能夠存貯藥物 的多個隔室和能夠通過用戶或病人裝置在用藥盒通信范圍內(nèi)與病人 通信的收發(fā)器。多個隔室具有構(gòu)造成能夠打開和閉合多個隔室的隔 室門。多個隔室門還具有開關(guān)(switch),它能夠^r測隔室門是打開的 還是閉合的。開關(guān)可以是磁簧開關(guān)，該磁簧開關(guān)能夠依賴于隔室門 是否打開了預(yù)定距離而檢測隔室門的打開或閉合狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的用藥盒可以包括LCD、揚聲器、用 戶輸入裝置和時鐘。LCD能夠提供包括至少日時、日期和在特定時 間所需取用的藥丸的信息，并且能夠向用戶或病人提出至少 一個問 題。用戶輸入裝置包括至少一個輸入按鍵，它構(gòu)造成可允許用戶操 作LCD,且還構(gòu)造成能讓用戶或病人對信息請求做出響應(yīng)。揚聲器 可以構(gòu)造成能夠根據(jù)日期或預(yù)設(shè)時間而向用戶或病人提出問題。用 戶輸入裝置可以構(gòu)造成能夠允許用戶回答由揚聲器提出的問題，并 且處理器可以構(gòu)造成能夠存貯并通過用戶輸入裝置的信息輸入相關(guān) 的數(shù)據(jù)。
用藥提醒系統(tǒng)還可以包括服務(wù)器，它構(gòu)造成能夠?qū)⒂商幚砥鞔?貯的信息通過有線或無線的通信方法傳送到第三方裝置。服務(wù)器可 以構(gòu)造成能夠促進信息從用藥盒通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到第三方裝置。收 發(fā)器還允許遠程配置用藥盒，并且構(gòu)造成能夠測量無線電信號的信
號強度和鏈路通信質(zhì)量，這允許用藥盒能夠測定有關(guān)用藥盒和病人 裝置的相對位置的信息，該病人裝置是能夠無線地與用藥盒進行通 信的RF病人裝置。
如果收發(fā)器測定病人在離開用藥盒足夠近的范圍內(nèi)，則該用藥 盒還能夠提示病人來取用特定藥物。
根據(jù)本發(fā)明實施例，還能通過由用藥盒或由RF病人裝置測量的 接收信號強度指示來測定用藥盒和RF病人裝置之間的估計距離。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，用藥提醒系統(tǒng)20可以包括用藥盒， 該用藥盒具有處理器、構(gòu)造成能夠存貯藥物的多個隔室和收發(fā)器； 能夠和用藥盒進行無線通信的RF病人裝置，其中用藥盒構(gòu)造成能夠 測定有關(guān)用藥盒相對于RF病人裝置的位置的信息，并提示用戶或病 人在預(yù)定時間用藥。用藥提醒系統(tǒng)的用藥盒還可以包括LCD、揚聲 器、用戶輸入裝置和時鐘。用藥提醒系統(tǒng)還可以包括服務(wù)器，該服 務(wù)器構(gòu)造成能夠通過有線或無線通信方法將處理器存貯的信息傳送 給第三方裝置。服務(wù)器可以構(gòu)造成能夠促進信息從用藥盒通過互聯(lián) 網(wǎng)傳送到第三方裝置。
根據(jù)本發(fā)明實施例的用藥才是醒系統(tǒng)可以包括月藥盒，該用藥盒 包含嵌入式處理器、LCD、諸如位于用藥盒上的按鍵的用戶輸入裝 置、具有相應(yīng)門開關(guān)的用藥盒上的門、實時時鐘(RTC)和無線收發(fā)器。 在圖1中可以看到根據(jù)本發(fā)明實施例的裝置的外殼。
根據(jù)此發(fā)明，處理器可以包括微處理器，微處理器為可編程的 數(shù)字電子部件，其在單一半導(dǎo)體集成電路上(IC)結(jié)合了中央處理器 (CPU)的功能。該處理器可以解釋計算機程序指令并處理數(shù)據(jù)。
如圖1中所示，用藥盒10可包括存有各種藥丸的多個隔室40。 這些隔室能夠貼有標簽以對應(yīng)于一周中的每一天。設(shè)置有LCD顯示 屏20以顯示信息諸如時間、日期、在特定時間應(yīng)該取用什么藥丸等。 用戶可用包括一個或多個4安鍵的用戶輸入裝置30來操作顯示屏或?qū)?信息請求作出響應(yīng)?？梢园〒P聲器50,以提醒用戶該是使用特定藥品的時間了。其它類型的提醒或告警也可以通過揚聲器50傳送給
用戶。提醒消息也可作為文本消息而在LCD顯示屏20上顯示。LCD 顯示屏20或揚聲器50還可根據(jù)日期或預(yù)設(shè)時間而向用戶提出一組 問題。問題可以特定地設(shè)置，以詢問有關(guān)藥品的潛在副作用、睡眠 質(zhì)量、病人的健康狀態(tài)等信息，醫(yī)師可以用這些問題的回答來衡量 病人的安寧狀態(tài)，而病人不必一定需要去看醫(yī)生。用戶可用用戶輸 入裝置30來回答所提的問題。還可設(shè)有嵌入用藥盒中的、可記錄對 于向用戶/病人提出的問題的口頭回答的裝。根據(jù)本發(fā)明的各方面， 可以將電可擦除只讀存儲器(下文中的"EEPROM")作為在裝置中存貯 信息的非易失性存儲芯片而包括于裝置中。
EEPROM通常具有從幾個字節(jié)到超過128千字節(jié)的存儲容量， 并且通常用于存貯配置參數(shù)。在一些系統(tǒng)中，EEPROM已用來取代 CMOS非易失性BIOS存儲器。例如，在個人計算機中，EEPROM 通常用于存貯BIOS代碼和相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)置。EEPROM可以是在電 路中電可擦除的，并且可以進4亍100,000次擦除-寫入循環(huán)或更多。 EEPROM通?？梢栽诓还╇姇rj呆留數(shù)據(jù)。EEPROM芯片可用串行接 口與其它裝置連接。
另外，用藥盒可以包含有線或無線的通信裝置(未示出)，以從服 務(wù)器加載配置設(shè)定，或向服務(wù)器發(fā)送病人響應(yīng)和門打開信息。這種 有線或無線的數(shù)據(jù)和/或語音通信系統(tǒng)可包括(但并不限于)下列 802.11無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；藍牙協(xié)i義；802.15.4協(xié)議；有線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；電 話線路；紅外數(shù)據(jù)傳輸；聲耦合器；RS-232串行傳輸；通過存儲卡 的手動傳輸，近場通信或電子標簽(RFID)。優(yōu)選實施例包含連接 到家庭服務(wù)器的藍牙射頻裝置，家庭服務(wù)器則又連接到互聯(lián)網(wǎng)。
RFID系統(tǒng)的核心在于被稱為RFID電子標簽的信息攜帶電子標 簽，該電子標簽起到對接收自基站或RFID識讀器(RFID reader)的編 碼RF信號作出響應(yīng)的作用。通常，RFID電子標簽將入射的RF載 波反射回基站或識讀器，于是信息就被傳輸，因為反射信號已根據(jù)
其編程信息協(xié)議由RFID電子標簽調(diào)制。
一般RFID電子標簽帶有半導(dǎo)體芯片，該芯片具有RF電路、各 種邏輯電路和存儲器，以及天線、各種分立元件(諸如電容和二極管)、 用于安裝組件的基底、組件之間的相互連接和物理外殼。 一般使用 兩種類型的RFID電子標簽，使用電池的有源電子標簽以及無源電子 標簽，無源電子標簽通過感應(yīng)來提供能源(inductively powered)或通過 查詢電子標簽的RF信號來提供能源；無源電子標簽不使用電池。
一般而言，無源RF電子標簽包括兩個基本部分模擬電路，用 于檢測和解碼RF信號，并用來自識讀器的RF場向電子標簽的數(shù)字 部分提供能源；以及數(shù)字電路，它執(zhí)行電子標簽識別協(xié)議的多個項 目。
射頻(RF)識別系統(tǒng)一般由RF識讀器和多個RF電子標簽構(gòu)成。 在通常的配置中，識讀器使用向RF發(fā)送器(RF transmitter)發(fā)送命令， 并從RF接收器接收命令的處理器。這些命令用來識別當前位于RP 場中的電子標簽。
在一些實現(xiàn)方式中，存在用于從電子標簽收集信息的命令。在 更先進的系統(tǒng)中，存在向電子標簽輸出信息的命令。此輸出信息可 臨時地存放于電子標簽上，直到被重寫為止，或者永久地保存在電 子標簽上。
識讀器的RF發(fā)送器一般對來自處理器的命令進行編碼，將命令 從基帶調(diào)制到射頻，放大命令，然后將命令傳送到RF天線。RF接 收器在天線處接收信號、將信號從RF頻率解調(diào)到基帶，解碼信號， 并將其傳送回處理器以用于處理。識讀器天線通常能夠在RF信號范
圍內(nèi)將RF信號傳輸?shù)蕉鄠€電子標簽并從多個電子標簽接收信號。
射頻識別是一種自動識別方法，它4吏用^L稱為RFID電子標簽或 轉(zhuǎn)發(fā)器的裝置來利用存貯的和遠程檢索的數(shù)據(jù)?；谛酒腞FID電 子標簽一般包含硅片和天線。無源電子標簽一般不使用內(nèi)部能源， 而有源電子標簽一般都帶有電源。RFID卡，也凈支稱為"感應(yīng)卡
(proximity card)"或"代理卡(proxy card)，，具有三個常見種類無源的、 半無源的(也稱為半有源的)和有源的。
無源RFID電子標簽一般沒有內(nèi)部電源。通過引入的射頻信號而 感應(yīng)于天線中的微小電流一般能夠在電子標簽中為集成電路(下文的 "IC")，例如基于CMOS的IC,提供了足夠的能源以加電和傳送響應(yīng)。 大多數(shù)無源電子標簽通過反向散射(backscattering)接收自RFID識讀 器的載波信號而提供信號。為了利用反向散射，無源RFIC電子標簽 的天線一般構(gòu)造成能夠從引入信號收集能量并向外發(fā)射反向散射信 號(backscatter signal)。無源RFID電子標簽的響應(yīng)并不僅限于ID數(shù) 字(例如GUID);許多RFID電子標簽包含用于存^數(shù)據(jù)的非易失性 存儲裝置，諸如EEPROM。普通無源RFID電子標簽通常在約10cm 到幾米的距離范圍內(nèi)是可讀的，這取決于所選的射頻和天線的設(shè)計/ 尺寸。
與無源RFID電子標簽不同，有源RFID電子標簽一般具有內(nèi)部 電源，該內(nèi)部電源用于向產(chǎn)生輸出信號的集成IC提供能源。有源電 子標簽比無源電子標簽更可靠(例如更少錯誤)，因為有源電子標簽?zāi)?夠與識讀器進行會話，其中可利用錯誤校正和/或信號驗證。與無源
電子標簽相比，有源電子標簽還能用更高的功率級進行傳輸，使得 它們能夠在"RF不利"環(huán)境(諸如水或金屬)和要通過較遠距離時變得更 有效。許多有源RFID電子標簽具有幾百米的實際范圍，并且電池壽 命可高達IO年。
在通常的RFID系統(tǒng)中，RFID識讀器可包含與收發(fā)器和解碼器 封裝在一起的天線。RFID識讀器可以發(fā)射激活RFID電子標簽的信 號，以使它能夠從RFID電子標簽讀取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)寫入RFID電子 標簽。在RFID電子標簽通過電磁區(qū)域時，它檢測到識讀器的激活信 號并被激活。然后，識讀器解碼電子標簽IC中的編碼數(shù)據(jù)，并將數(shù) 據(jù)存貯或?qū)?shù)據(jù)傳送到處理器。
取決于利用RFID識讀器的系統(tǒng)的類型，主機上的應(yīng)用程序可以
用許許多多不同的方式來處理數(shù)據(jù)，例如可以過濾數(shù)據(jù)以減少相同 電子標簽的冗余讀取，并形成較小的更有用的數(shù)據(jù)集。
近場通信(下文中的"NFC")是新的短程無線連接技術(shù)，它發(fā)展自 現(xiàn)有的無接觸識別與互聯(lián)技術(shù)的結(jié)合。帶內(nèi)置NFC的產(chǎn)品可以簡化 消費裝置之間交互的方式，有助于快速連接、接收和分享信息，甚 至實現(xiàn)快速且安全的支付。
NFC通常運行于13.56MHz，并以高達424K位/秒的速率傳輸數(shù) 據(jù)，NFC在電子裝置之間提供了直觀、簡單和安全的通信。NFC是 既"可讀"又"可寫"的技術(shù)。兩個NFC兼容裝置之間的通信可以發(fā)生 在使裝置相互接近位于大約四厘米時可通過簡單的電波或接觸方 式來建立NFC連接，然后NFC連接又可與其它已知的無線技術(shù)(諸 如藍牙或Wi-Fi)兼容。因為傳輸距離可以相對較短，NFC使能的交 易本質(zhì)上是安全的。另外，裝置與識讀器之間物理距離的接近可增 強用戶對于過程控制的信心。
NFC可以與多種裝置一起^f吏用，從允許支付或傳輸信息的移動 電話到能夠?qū)⒄掌瑑H通過接觸就發(fā)送到電視機上的數(shù)碼相機。
藍牙是一種用于無線個人局域網(wǎng)(PAN)的工業(yè)規(guī)范。藍牙提供了 一種通過安全的、全球免許可的短程射頻在諸如移動電話、膝上型 電腦、PC、打印機、數(shù)碼相機和視頻游戲控制臺等的裝置之間進行 連接和交換信息的方法。藍牙是一種無線標準和通信協(xié)議，它主要 設(shè)計成用在基于各裝置中的低成本收發(fā)微芯片(transceiver microchip) 的短程(由功率級決定1米，10米，100米)低功耗場合。藍牙使這 些裝置能夠在它們位于一定距離內(nèi)時相互通信。這些裝置使用無線 通信系統(tǒng)，因此它們不必是相互在視線內(nèi)，甚至也可位于其它房間 中，只要接收到的發(fā)射功率足夠大。
本發(fā)明各實施例的裝置可以利用收發(fā)器來發(fā)送和/或接收信息。 通常，收發(fā)器是發(fā)送器和接收器結(jié)合在一起的裝置。技術(shù)上講，收 發(fā)器一般結(jié)合了大量的發(fā)送器和接收器處理電路。類似的裝置可以
包括轉(zhuǎn)發(fā)器、換能器和中繼器。收發(fā)器一般在單一機殼內(nèi)組合了發(fā) 送和接收能力。這里使用的術(shù)語收發(fā)器可以指諸如RFID電子標簽或
NFC裝置之類的設(shè)備。這些裝置可以通過硬接線或射頻連接方式，
以及通過各種其它類型的連接來接收數(shù)據(jù)。這些裝置可以在相類似 的不同連接上發(fā)送信息。
用藥盒10的每個隔室40都可包含磁簧開關(guān)，其中每個隔室門
都包含相應(yīng)的磁體。另外，每個隔室門最好都具有觸感型的"快閉"碰
鎖(latch)。可以選擇簧片開關(guān)的磁體，使得在門打開到足夠大而可伸 入手指或倒出藥丸時，磁簧開關(guān)讀作"打開"，而在門只是略微靜止地 打開(閉鎖沒有快速閉合)時，磁簧開關(guān)就將門讀作"閉合"。這種設(shè)置 使開關(guān)能將隔室門保持略微打開但不足以移動藥丸的情況跟隔室門 打開得足夠大而可移動藥丸的情況區(qū)分開來。
即使在隔室門沒有完全閉合(沒有快閉)時，簧片開關(guān)也可借助重 力而促動。在用戶將隔室門足夠抬起以伸入他們的手指取出藥物時， 簧片開關(guān)就顯示門是打開的。用1/4"和1/16"的鐵氧體磁鐵(ferrite magnet)做了試驗。在此試驗中發(fā)現(xiàn)，在磁體位于0-5.4mm(毫米)距離 范圍內(nèi)時，簧片開關(guān)就促動(它讀作"閉合")，而在隔室門位于離開6mm 范圍內(nèi)并在快閉位置上時，它就讀為"打開"。圖2a和圖2b示意了 基于磁簧開關(guān)的使用的隔室門的通常的促動距離。
如圖2a中所示，由于人的小指平均在約4mm-12mm之間范圍 內(nèi)，假設(shè)用藥的最小藥片為普通連珠棋子(Tic Tac)的尺寸(參見圖 2b)，簧片開關(guān)就可以指示用藥盒的隔室門在何時已經(jīng)打開或閉合， 允許裝置推斷藥物已經(jīng)被取用。每個隔室門都包含LED(未示出)，該 LED能夠用于提示用戶需要打開哪扇門，也就是取出哪個藥丸?；?片開關(guān)的示例在圖3中，其中簧片開關(guān)120可以包括磁體固定器130 和槽口石並鎖(notch latch) 140,以石角j呆正反應(yīng)(positive feedback)。
在一可選實施例中，隔室門開關(guān)可以與隔室燈以如下方式結(jié)合 用藥盒內(nèi)部的電路板包含每個隔室一個的發(fā)光開關(guān)；光管(本例中為
透明圓筒)擱在發(fā)光開關(guān)上，而光管的另一端壓靠在隔室門上。在開 關(guān)點亮?xí)r，光穿過光管以照亮相應(yīng)的隔室門。另外，光管將機械壓 力從開關(guān)傳送到隔室門，對于門來說起彈簧的作用。通過這種方式， 在隔室門閉合時，相應(yīng)光管上的壓力將壓力傳送到適當?shù)拈_關(guān)并將 它閉合。
每個隔室都被獨立照明，使得如果遵循藥物治療狀態(tài)的話，LED 能夠用于提示正確日期和正確時間。這些LED具有的獨立功能在于 它們能夠用于提示用戶將打開的蓋子完全關(guān)閉，以確保未來的藥品 取用能夠被檢測到。
用藥提醒系統(tǒng)可以由壁電源供電(wall powered)，也可以由電池 供電。在電池模式時，系統(tǒng)執(zhí)行的活動存貯于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。在 藥物裝置再次由壁電源供電時，存貯的信息就被傳送到計算機，并 且后面能夠被第二或第三方看到。
圖4表示用藥盒內(nèi)的電子部件。無線收發(fā)器200能夠?qū)崿F(xiàn)遠程 配置用藥盒并允許傳送藥丸取用數(shù)據(jù)，如早先介紹過的。另外，無 線收發(fā)器200能夠測量無線電信號(RSSI和LQ)的信號強度和鏈路通 信質(zhì)量，并使得藥丸盒能夠測定如下文所述的藥丸盒，、該藥丸核 通過射頻進行通信的計算機和/或病人攜帶的RF裝置之間的相對位 置的信息。EEPROM 270提供了藥丸取出信息和病人響應(yīng)的存儲。 實時時鐘290允許數(shù)據(jù)的時間印記(time-stamping)，使得系統(tǒng)能夠標 記帶相應(yīng)事件(諸如取用藥丸)發(fā)生的時間的各項數(shù)據(jù)。LCD 280已在 上文做過介紹。蜂鳴器260是壓電蜂鳴器，上文介紹的揚聲器的優(yōu) 選實施例。嵌入式處理器220控制用藥盒的行為，包括它的數(shù)據(jù)、 位置和配置信息的通信。
如果病人沒有在基于門打開和閉合的信號定時的時段取用適當 的藥丸，則用藥提醒系統(tǒng)就能夠在系統(tǒng)無線電信號的較近范圍內(nèi)或 在預(yù)定距離內(nèi)提示病人取用藥物。如果用戶攜帶有藍牙使能裝置， 諸如手表、起搏器、隔室電話(compartment phone)、個人數(shù)字助理(PDA)
等，則系統(tǒng)可使用藍牙射頻功能來跟蹤用戶的接近。在一個實施例 中，用戶是否在系統(tǒng)的范圍(即預(yù)定距離)內(nèi)能夠簡單地通過由用戶無 線裝置來檢測藥丸盒的無線電信號或簡單通過由藥丸盒來檢測用戶 無線裝置的無線電信號來測定。在另一實施例中，藥丸盒和用戶無 線裝置之間的大體距離能夠通過由藥丸盒或病人無線裝置測量的
RSSI(接收信號強度指示)來進行測定。
在又一 實施例中，藥丸盒能夠測定其相對于與它進行通信的計 算機的位置，這通過下面將詳細介紹的方法實現(xiàn)。在再一實施例中， 藥丸盒能夠以相同的方法測定病人無線裝置的位置。
根據(jù)本發(fā)明的各種實施例，所述裝置可以利用基于接收信號強 度指示(下文中的"RSSr)技術(shù)的系統(tǒng)來測定所述裝置的位置。RSSI是
無線工程領(lǐng)域中已知的術(shù)語，并且是大多數(shù)無線收發(fā)器系統(tǒng)中設(shè)有 的普通特征。在普通電介質(zhì)中，對于來自發(fā)送器的無線電波的發(fā)射，
已知RSSI在發(fā)送器和接收器之間的距離增加時以冪函數(shù)的速度衰 減。在所述的裝置和方法中，已知其中的介質(zhì)是不連續(xù)介質(zhì)，因此 能夠?qū)SSI的衰減降低到近似于接收器和發(fā)送器之間距離增加的線 性函數(shù)。
現(xiàn)有的室內(nèi)位置跟蹤技術(shù)依賴于兩個或多個接收器的RSSI(接收 信號強度指示)。這在基于藍牙的位置跟蹤中是個問題，因為在微微 網(wǎng)(pico-net)中作為藍牙主設(shè)備(master)的裝置能夠連接到最多八個從 設(shè)備(slave)，這規(guī)定了想要對RSSI值作出貢獻的各固定無線裝置(在 一實施例中為藥丸盒)都是移動主設(shè)備(在一個實施例中，病人無線裝 置)的從設(shè)備。在這種情況下，其它裝置不能與主設(shè)備進行通信以保 存數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，移動裝置(病人無線裝置)在網(wǎng)絡(luò)中 被用作從設(shè)備而不是主設(shè)備。盡管這解決了擁有移動主設(shè)備產(chǎn)生的 問題，但是卻將能夠與移動裝置進行對話的主設(shè)備的數(shù)量限制到了 一個，它通常只能產(chǎn)生較小的RSSI信號來定位移動裝置。與此相反， 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，能夠用單臺主設(shè)備的RSSI和射頻的鏈路質(zhì) 量測量來定位房間內(nèi)的移動裝置。
圖5表示公寓房間平面圖，示出了本發(fā)明實施例的、基于病人
的無線裝置在^^寓內(nèi)的位置的RSSI值的理想布局圖，其中藥丸盒10 位于公寓的左上角。每個黑色弧線都代表等RSSI線，沿著圖上端的 標度表示對應(yīng)于各線的RSSI值。例如，如果病人和他們相關(guān)聯(lián)無線 裝置(RF病人裝置300)在居住區(qū)，那么由廚房中的藥丸盒測量的RSSI 信號就為約60%。
在圖5中，藍牙主設(shè)備(藥丸盒IO)可以從其60%的RSSI值推斷 病人(事實上是病人的無線裝置)可能位于臥室、起居室或飲食區(qū)中， 單憑RSSI不足以確定移動裝置在公寓內(nèi)的位置。在大多數(shù)情況中， 由于公寓中的墻壁和家具引起無線電信號的反射、吸收和多徑干擾， RSSI圖要復(fù)雜的多。即使在公寓的復(fù)雜RSSI圖的情況下，還是存 在等RSSI區(qū)域(以及因此而不明確的位置)。
在一實施例中，藥丸盒無線裝置用RSSI和鏈路質(zhì)量來推斷病人 無線裝置的位置。在家中，存在無線電信號被反射或部分被阻斷的 各種位置。這些位置對于住宅、裝置的位置，住宅構(gòu)建和家具的擺 放來說是唯一的。如此，LQ(鏈路質(zhì)量，也稱為BER,誤比特率)， 也就是說，傳輸中分組沖突的數(shù)量或未接收分組的數(shù)量在某種程度 上與無線電信號強度不相關(guān)。例如，信號強度也許較高，但是由于 多徑干擾，鏈路質(zhì)量(誤比特率)可能較低。類似地，RSSI可以足夠 低以消除某些多徑反射，從而提高鏈路質(zhì)量。
在自由空間或開闊區(qū)域，當接收器和用藥盒之間的距離增加時， RSSI以4次冪衰減。圖6示出了此效果。在自由空間，RSSI以4次 冪衰減，然而當距離在最小距離上增加時，誤比特率線性地增加。 在距離小于特定于無線電裝置和相應(yīng)功率的最小距離處，RSSI位于 恒定的較高值，而BER位于恒定的較低值；在距離大于還是由無線 裝置和功率決定的最大距離處，RSSI為零而BER為100%。與它們 的自由空間行為相反，住宅中的RSSI和BER的變化還取決于住宅
的構(gòu)建和內(nèi)設(shè)。圖7表示測量于公寓中的相同的RSSI和BER(與LQ 相反)曲線。在圖7中，誤比特率(BER)較少地與距離相關(guān)聯(lián)，而更多 地與由公寓中的墻壁和家具導(dǎo)致的反射和/或吸收的信號而引起的多 徑問題相關(guān)。反射信號能夠相互增強，導(dǎo)致比自由空間中期望的更 低的BER(更好的接收)，或能夠部分地或完全地相互4氏消，導(dǎo)致比自 由空間期望的更高的BER(較差的接收)。
注意圖7中的RSSI(從左向右下降的曲線)如所期望地下降， BER(誤比特率)和RSSI的結(jié)合卻在在離開無線基站12英尺和26英 尺處提供兩面墻壁的獨特特征。因此，在住宅中RSSI和BER的結(jié) 合能夠給出信號對(signalpair)發(fā)送器和接收器的位置的特定特征。
在此優(yōu)選實施例中，能夠在藥丸盒和病人無線裝置之間的通信 的各周期性突發(fā)(burst)的結(jié)尾讀取RSSI和LQ(BER)值，因為在藍牙 協(xié)議中這些值只在裝置之間的成功通信之后才可凈皮可讀取。
在通信突發(fā)的結(jié)尾測量的(RSSI, LQ)對襪用來在先前取得的住 宅中各位置的(RSSI， LQ)值的表中查找相應(yīng)的物理位置。為了產(chǎn)生 這張表，病人(或只是他們的無線裝置)被移動到房子內(nèi)的各個位置， 例如2英尺乘2英尺的格子，各物理位置的平均和標準差RSSI和LQ 值被記錄下來。根據(jù)一實施例，該結(jié)果表采用陣列形式，其中，陣 列中的各行包含(平均RSSI,標準差RSSI,平均LQ，標準差LQ， 相應(yīng)的物理位置}，其中物理位置包括房子地面測量的格子位置的兩 維中以英尺計的距離。在該實施例中，為了找到移動無線裝置相對 于用藥盒在房子內(nèi)的位置，測量當前的RSSI和LQ值，然后由查找 算法查找(RSSI， LQ)值最接近測量的(RSSI， LQM直的陣列行。 一旦 找到了最接近的行，算法就從那行返回到物理位置，諸如"房子西北 角東15英尺；那個角以南5英尺"。在一實施例中，上述描述中的" 距離"可以作為RSSI和LQ的抽象二維空間中的笛卡爾距離(cartesian distance)來計算(測得的RSSI -表中的RSSI) A 2+ (測得的LQ -表 中的LQ)A2。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，存在大量用于確定一組可能值(本例中為物理位置)中的哪一個與一組測量值(本例中為RSSI和
LQ)最相關(guān)的方法，這些算法通常稱為聚類算法(Clustering algorithm)。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的整個用藥提醒系統(tǒng)。如圖8所 示，用藥盒10能夠與RF病人裝置300進行通信。病人裝置可以是 任何能進行無線通信的裝置，諸如PDA、腕表、手機等。用藥盒10 還構(gòu)造成能夠與家庭服務(wù)器(如個人計算機)進行通信，住宅中的 服務(wù)器能夠存貯信息和接收來自第三方裝置12的、然后又被傳送到 用藥盒10上的通信。通過這種方式，來自病人醫(yī)師的指令可以借助 能夠通過家庭服務(wù)器11或直接通過無線連接與第三方裝置12進行 通信的用藥盒而被中繼到病人。用藥盒10獲得的信息可存于用藥盒 或傳送給家庭服務(wù)器11來加以存儲，并且也許會經(jīng)過已知的通信信 道(諸如互聯(lián)網(wǎng))而被中繼到第三方裝置12。
權(quán)利要求
1.一種用藥盒，包括處理器；配置成可存貯藥物的多個隔室；以及能夠在所述用藥盒的通信范圍內(nèi)通過用戶或病人裝置與病人進行通信的收發(fā)器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用藥盒，其特征在于，所述多個隔室具 有相應(yīng)的隔室門，所述相應(yīng)的隔室門配置成可打開和閉合多個隔室。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用藥盒，其特征在于，所述多個隔室門 具有相應(yīng)的開關(guān)，所述相應(yīng)的開關(guān)能夠檢測所述各自的隔室門是否是 打開的還是閉合的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用藥盒，其特征在于，所述開關(guān)是磁簧 開關(guān)，所述磁簧開關(guān)能夠依賴于所述隔室門是否打開預(yù)定距離而檢測 所述隔室門的打開狀態(tài)或閉合狀態(tài)。
5. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的用藥盒，其特征在于，還包括 LCD;揚聲器；用戶輸入裝置；以及 時鐘。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用藥盒，其特征在于，所述LCD能夠 提供包括至少日時、日期和特定時間取用的藥丸的信息，并且能夠向 用戶或病人提出至少一個問題。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用藥盒，其特征在于，所述用戶輸入裝 置包括至少一個輸入按鍵，所迷至少一個輸入按4走配置成可允許用戶 操作所述LCD，并且還配置成可允許用戶或病人對信息請求的響應(yīng)作 出響應(yīng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用藥盒，其特征在于，所述揚聲器配置 成可根據(jù)日期或在預(yù)設(shè)時間向用戶或病人提出問題。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用藥盒，其特征在于，所述用戶輸入裝置配置成可允許用戶回答由所迷揚聲器提出的問題，其中所述處理器 配置成可存貯與通過所述用戶輸入裝置的信息輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用藥盒，其特征在于，還包括服務(wù)器，所述服務(wù)器配置成可通過有線或無線的通信方法將由所述處理器存貯 的信息傳送到第三方裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的用藥盒，其特征在于，所述服務(wù)器配 置成可有利于信息從所述用藥盒通過互聯(lián)網(wǎng)到第三方裝置的傳送。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用藥盒，其特征在于，所述收發(fā)器允 許遠程配置所述用藥盒。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用藥盒，其特征在于，所述收發(fā)器配 置成可測量無線電信號的信號強度和鏈路通信質(zhì)量，所述測量的無線 電信號的信號強度和鏈路通信質(zhì)量允許所述用藥盒能夠測定有關(guān)所述 用藥盒和所述病人裝置的相對位置的信息，所述病人裝置是能夠與所 述用藥盒進行無線通信的RF病人裝置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用藥盒，其特征在于，如果所述收發(fā) 器測定病人在所述用藥盒的足夠近范圍內(nèi)時，所述用藥盒能夠提示病 人取用特定藥物。
15. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用藥盒，其特征在于，所述用藥盒和 所述RF病人裝置之間的估計距離能夠借助于由所述用藥盒或由所述 RF病人裝置測量的接收信號強度指示而測定。
16. —種用藥提醒系統(tǒng)，包括用藥盒，具有處理器、配置成可存貯藥物的多個隔室和收發(fā)器； RF病人裝置，能夠與所述用藥盒進行無線通信，其中，所述用藥盒配置成可測定有關(guān)所述用藥盒相對于所述RP病人裝置的位置的信息，并在預(yù)定時間提示用戶或病人取用藥物。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述多 個隔室具有相應(yīng)的隔室門，所述相應(yīng)的隔室門配置成可打開和閉合所 述多個隔室。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述多 個隔室門具有相應(yīng)的開關(guān)，所迷相應(yīng)的開關(guān)能夠;險測所述相應(yīng)的隔室 門是否是打開的還是閉合的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述開 關(guān)是磁簧開關(guān)，所述磁簧開關(guān)能夠依賴于所述隔室門是否打開了預(yù)定 距離而檢測所述隔室門的打開狀態(tài)或閉合狀態(tài)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述用 藥盒還包括LCD; 揚聲器；用戶輸入裝置；以及 時鐘。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所逸的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述 LCD能夠提供包括至少日時、日期和在特定時間取用的藥丸的信息， 并且能夠向用戶或病人提出至少 一個問題。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述用 戶輸入裝置包括至少一個輸入按鍵，所述至少一個輸入按鍵配置成可 允許用戶或病人操作所述LCD,并且還配置成可允許用戶或病人對信 息請求的響應(yīng)作出響應(yīng)。
23. 根椐權(quán)利要求20所述的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述揚題。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所逸的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述 用戶輸入裝置配置成可允許用戶或病人回答由所述揚聲器提出的問 題，并且其中，所述處理器配置成可存貯通過所述用戶輸入裝置的信 息輸入的數(shù)據(jù)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，還包括 服務(wù)器，所述服務(wù)器配置成可通過有線或無線的通信方法而將由所述 處理器存貯的信息傳送到第三方裝置。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述服 務(wù)器配置成可有利于信息從所述用藥盒通過互聯(lián)網(wǎng)到第三方裝置的傳 送。
27. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述收 發(fā)器允許遠程配置所述用藥盒。
28. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述收 發(fā)器配置成可測量無線電信號的信號強度和鏈路通信質(zhì)量，所述測量 的無線電信號的信號強度和鏈路通信質(zhì)量使所述用藥盒能夠測定有關(guān) 所述用藥盒和RF病人裝置的相對位置的信息，所述RF病人裝置能夠 與所述用藥盒進行無線通信。
29. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，如果所 述收發(fā)器測定所述病人在所述無線電信號的足夠近范圍內(nèi)，則所述用 藥盒能夠提示用戶或病人取用特定藥物。
30. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的用藥提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述用 藥盒和所述RF病人裝置之間的估計距離能夠借助于由所述用藥盒或 由所述RF病人裝置測量的接收信號強度指示而測定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用藥盒，包括處理器、配置成可存貯藥物的多個隔室和收發(fā)器，該收發(fā)器能夠通過用藥盒通信范圍內(nèi)的用戶或病人裝置而與病人進行通信。服務(wù)器配置成可通過有線或無線的通信方法而將由處理器存貯的信息傳送到第三方裝置。用藥盒和RF病人裝置之間的估計距離能夠借助由用藥盒或由RF病人裝置測量的接收信號強度指示而測定。
文檔編號A61J1/14GK101336868SQ20071030536
公開日2009年1月7日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者B·H·尼達姆, J·W·倫德爾, K·B·科比納, K·羅德斯, T·J·迪雄 申請人:英特爾公司