一种应用于智能健康马桶的体重管理分析系统及方法与流程

本发明涉及智能健康马桶技术领域，尤其是一种应用于智能健康马桶的体重管理分析系统及方法。

背景技术：

随着现代科学的不断进步和经济的快速发展，智能马桶越来越得到人们的重视，将健康的概念引入智能马桶，增添有利于人体健康的功能是未来的发展趋势。因此应用于智能健康马桶的体重管理分析系统作为智能健康马桶的一个主要功能有着很重要的意义。

目前，市场上的智能马桶只有洗护、坐垫加热和暖风风干等简单功能，并没有将健康的概念引入到马桶上，无法跟踪分析用户的身体状况给出健康指导意见，对于身体出现不适的用户，也无法根据用户的症状做出预诊，并给出就医指导意见。

技术实现要素：

本发明的首要目的在于提供一种能够精准地测得用户的真实体重，获得用户体重后存储至数据库，对用户体重进行分析的应用于智能健康马桶的体重管理分析系统。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种应用于智能健康马桶的体重管理分析系统，包括：

控制器，接收压力传感器检测到的压力信号和倾角传感器检测到的角度信号，通过计算得出用户实际质量，对用户体重进行分析，将分析报告记录到对应用户的数据库里并显示在显示器上；

身份识别模块，用于通过按键确定使用者的身份；

体重测量模块，通过4个安装在马桶座圈缓冲垫中的压力传感器，检测用户在使用马桶时对马桶座圈的产生的压力，然后将压力信号传输到控制器中；

倾角传感器，安装在马桶座圈前端的夹层中，将检测到的当前马桶座圈与垂直方向的夹角转化为电信号传送到控制器；

数据库，用于存储用户体重健康信息；

显示器，用于显示用户身体健康信息和健康指导意见。

所述控制器的第一输入端接身份识别模块，其第二输入端体重测量模块，其第三输入端接倾角传感器，其输出端与显示器相连，所述控制器与数据库双向通讯；所述显示器采用液晶显示屏，所述控制器采用STM32芯片。

本发明的另一目的在于提供一种应用于智能健康马桶的体重管理分析系统的体重管理分析方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)通过倾角传感器测得马桶坐圈与水平线之间的夹角，通过压力传感器测出的人体对的坐圈压力，经计算得到用户的实际重力F；

(2)根据家庭成员录入的性别、身高、年龄信息和所测得的真实体重信息，建立家庭健康数据库；

(3)根据所测得的家庭成员的真实体重信息，结合其身高得出体质指数即BMI指数，将得出的BMI指数与中国标准进行比较，判定其体型，并给出相应的建议。

所述步骤(1)具体是指，将倾角传感器测得的马桶坐圈与水平线之间的夹角设为θ，用户坐在马桶坐圈上产生的垂直于马桶坐圈向下的压力由4个压力传感器测得为F1，用户的实际重力为F；

用户的实际重力F：

用户的实际质量为M：

所述步骤(2)具体是指，用户在首次使用马桶时，设置自己的用户名，录入性别、身高、年龄信息，系统将用户信息保存至数据库中；马桶上设置有5个成员按键，给每个用户分配一个按键，将每次测得的体重信息记录在该用户名下的子数据库中，以每天早晨空腹排出大小便后的体重为准确测量值，若未能记录到体重准确值则以一天中测到的体重平均值为准，长期记录跟踪用户的体重，并做出每周，每月的体重发布直方图。

所述步骤(3)具体是指，所述判定用户的体型，包括测得的家庭成员的体重结合其身高得出BMI指数，与中国标准和最理想的体重指数22进行比较：

根据测得的用户体重M，单位为kg和用户录入的身高L，单位为m计算得出用户的BMI，单位为kg/m2，由式(3)可得，

将求出的BMI与中国标准比较，BMI<18.5为偏瘦；18.5≤BMI＜23.9为正常体重；若BMI＝22则达到最理想体重指数；24≤BMI＜27.9为超重；28≤BMI＜40为肥胖；40≤BMI为极重度肥胖；

对于年龄小于18岁的未成年人标准体重M₀计算由式(4)可得，

M₀＝A×2+8 (4)

其中，A为未成年人的年龄，检测到未成年人体重低于标准体重M₀为偏瘦，测得未成年人体重超过标准体重M₀的10％～20％为超重，超出标准体重M₀的20％～30％为肥胖，超出标准体重M₀的30％～50％为中度肥胖，超出标准体重M₀的50％为重度肥胖。

在步骤(3)中，给出相应的建议具体是指，若一偏瘦用户连续一周测得体重没有的上升趋势或体重在下降，提示该用户每天要饮食正常，给出科学健康的三餐增重食谱，提醒用户保持充足的睡眠和适量的运动；若跟踪检测到超重、肥胖用户一周之内体重没有下降的趋势或呈上升趋势，将提示该用户体重超重，患高脂血、高血压、心脏病、糖尿病、高甘油三酯血症、生殖疾病、脂肪肝、痛风疾病的概率较高，建议该用户控制饮食总热量、限制碳水化合物与脂肪摄入，增加蔬菜和优质蛋白摄入，限制饮酒、戒烟，并坚持每天运动锻炼身体；提示用户是否有头晕、头痛、颈项板紧、疲劳、心悸、舌炎、口角炎、皮肤淤斑、四肢感觉异常、疲乏、全身不适、关节刺痛及周围组织红、肿、热、痛和功能受限等症状，若用户有上述部分或全部症状，根据用户出现的症状初步判定用户可能会患上的疾病，并提醒用户去医院做相应的检查；若检测到极重度肥胖的成年人和儿童，将提醒该用户去医院采用手术和保守治疗。

由上述技术方案可知，本发明提出的应用于马桶座圈上的体重测量方法可在用户如厕的时候准确地测量到用户体重，并长期跟踪记录用户体重；本发明提出的体重分析方法，不仅可以分析出用户体型特征，还可根据不同体型的人群提出对应的科学、健康意见。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的方法流程图；

图3为本发明的体重分析示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种应用于智能健康马桶的体重管理分析系统，包括：

控制器，接收压力传感器检测到的压力信号和倾角传感器检测到的角度信号，通过计算得出用户实际质量，对用户体重进行分析，将分析报告记录到对应用户的数据库里并显示在显示器上；

身份识别模块，用于通过按键确定使用者的身份；

体重测量模块，通过4个安装在马桶座圈缓冲垫中的压力传感器，检测用户在使用马桶时对马桶座圈的产生的压力，然后将压力信号传输到控制器中；

倾角传感器，安装在马桶座圈前端的夹层中，将检测到的当前马桶座圈与垂直方向的夹角转化为电信号传送到控制器；

数据库，用于存储用户体重健康信息；

显示器，用于显示用户身体健康信息和健康指导意见。

如图1所示，所述控制器的第一输入端接身份识别模块，其第二输入端体重测量模块，其第三输入端接倾角传感器，其输出端与显示器相连，所述控制器与数据库双向通讯；所述显示器采用液晶显示屏，所述控制器采用STM32芯片。

如图2所示，本方法包括：(1)通过倾角传感器测得马桶坐圈与水平线之间的夹角，通过压力传感器测出的人体对的坐圈压力，经计算得到用户的实际重力F；(2)根据家庭成员录入的性别、身高、年龄信息和所测得的真实体重信息，建立家庭健康数据库；(3)根据所测得的家庭成员的真实体重信息，结合其身高得出体质指数即BMI指数，将得出的BMI指数与中国标准进行比较，判定其体型，并给出相应的建议。

所述步骤(1)具体是指，将倾角传感器测得的马桶坐圈与水平线之间的夹角设为θ，用户坐在马桶坐圈上产生的垂直于马桶坐圈向下的压力由4个压力传感器测得为F1，用户的实际重力为F；

用户的实际重力F：

用户的实际质量为M：

所述步骤(2)具体是指，用户在首次使用马桶时，设置自己的用户名，录入性别、身高、年龄信息，系统将用户信息保存至数据库中；马桶上设置有5个成员按键，给每个用户分配一个按键，将每次测得的体重信息记录在该用户名下的子数据库中，以每天早晨空腹排出大小便后的体重为准确测量值，若未能记录到体重准确值则以一天中测到的体重平均值为准，长期记录跟踪用户的体重，并做出每周，每月的体重发布直方图。

所述步骤(3)具体是指，所述判定用户的体型，包括测得的家庭成员的体重结合其身高得出BMI指数，与中国标准和最理想的体重指数22进行比较：

根据测得的用户体重M，单位为kg和用户录入的身高L，单位为m计算得出用户的BMI，单位为kg/m2，由式(3)可得，

将求出的BMI与中国标准比较，BMI<18.5为偏瘦；18.5≤BMI＜23.9为正常体重；若BMI＝22则达到最理想体重指数；24≤BMI＜27.9为超重；28≤BMI＜40为肥胖；40≤BMI为极重度肥胖；

对于年龄小于18岁的未成年人标准体重M₀计算由式(4)可得，

M₀＝A×2+8 (4)

其中，A为未成年人的年龄，检测到未成年人体重低于标准体重M₀为偏瘦，测得未成年人体重超过标准体重M₀的10％～20％为超重，超出标准体重M₀的20％～30％为肥胖，超出标准体重M₀的30％～50％为中度肥胖，超出标准体重M₀的50％为重度肥胖。

如图3所示，在步骤(3)中，给出相应的建议具体是指，为使该成员拥有一个健康的身体系统分析用户体重数据，根据用户提交的身体不适情况做出预诊并给出相应的就医检查建议，具体如下：

若一偏瘦用户连续一周测得体重没有的上升趋势或体重在下降，系统提示该用户每天要饮食正常，给出科学健康的三餐增重食谱，提醒用户保持充足的睡眠和适量的运动，若一个月之后该用户的体重依然没有明显地增加系统将提示用户去医院进行检查是否为病理型偏瘦。

若跟踪检测到超重、肥胖用户一周之内体重没有下降的趋势或呈上升趋势，系统将提示该用户体重超重，患高脂血、高血压、心脏病、糖尿病、高甘油三酯血症、生殖疾病、脂肪肝、痛风等疾病的概率较高，建议该用户控制饮食总热量、限制碳水化合物与脂肪摄入，增加蔬菜和优质蛋白摄入，限制饮酒、戒烟，并坚持每天运动锻炼身体。系统提示用户是否有头晕、头痛、颈项板紧、疲劳、心悸、舌炎、口角炎、皮肤淤斑、四肢感觉异常、疲乏、全身不适、关节刺痛(疼痛呈撕裂样、刀割样或咬噬样)及周围组织红、肿、热、痛和功能受限等症状，若用户有上述部分或全部症状，系统根据用户出现的症状初步判定用户可能会患哪些疾病，并提醒用户去医院做相应的检查。

系统若检测到极重度肥胖的成年人和儿童，由于对于重度肥胖人群内科保守治疗成效仅为10％，而外科手术则可以达到95％的长期有效率。同时减肥手术可以预防和治疗代谢性疾病，故系统将提醒该用户去医院采用手术和保守治疗方法。

综上所述，本发明提出的应用于马桶座圈上的体重测量方法可在用户如厕的时候准确地测量到用户体重，并长期跟踪记录用户体重；本发明提出的体重分析方法，不仅可以分析出用户体型特征，还可根据不同体型的人群提出对应的科学、健康意见。