CN104406633B - 体质及环境监测仪及其激活方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体质及环境监测仪，包括体重测量装置、用于测量人体阻抗的阻抗测量装置、显示装置、计时装置，以及控制电路；体重测量装置、阻抗测量装置、显示装置以及计时装置都与控制电路电连接；在体质及环境监测仪处于休眠状态时，当阻抗测量装置测得其两电极之间的阻抗小于预设门限值时，计时装置开始计时，当计时装置所计时间T到达预设时间值时，控制电路激活体质及环境监测仪。本发明进一步公开一种体质及环境监测仪的激活方法。本发明通过阻抗测量装置、计时装置以及控制电路等的设置，当用户需要使用时，可以通过减小阻抗测量装置两电极之间的阻抗来激活，使得在减小体质及环境监测仪功耗的前提下，便于用户的使用。

Description

体质及环境监测仪及其激活方法

技术领域

本发明涉及一种体质及环境监测仪及其激活方法。

背景技术

目前，体质及环境监测仪的电源设置在设备内部但由产品的加工完成到用户使用，必然存在一段过渡时间，这段时间内，不需要体质及环境监测仪所有的装置都工作，即需要产品处于休眠状态，那么当用户准备使用设备时，需要对体质及环境监测仪进行激活，现有激活方式是通过在体质及环境监测仪的壳体上设置物理按键来激活，但是物理按键使用不方便，而且容易被外界物体无意激活。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可方便激活的体质及环境监测仪及其激活方法。

为实现上述目的，本发明提供一种体质及环境监测仪，所述体质及环境监测仪包括体重测量装置、用于测量人体阻抗的阻抗测量装置、显示装置、计时装置，以及控制电路；

所述体重测量装置、所述阻抗测量装置、所述显示装置以及所述计时装置都与所述控制电路电连接；

在所述体质及环境监测仪处于休眠状态时，当所述阻抗测量装置测得其两电极之间的阻抗小于预设门限值时，所述计时装置开始计时，当所述计时装置所计时间T到达预设时间值时，所述控制电路激活所述体质及环境监测仪。

优选地，所述计时装置包括计数单元，所述两电极分别为第一电极和第二电极；

所述控制电路用于，控制所述阻抗测量装置的IO端口产生PWM信号，并将所述PWM信号发送至第一电极；

所述PWM信号依次通过被检测阻抗物和第二电极回到所述控制电路；

所述控制电路还用于，根据发送和接收的所述PWM信号计算所述被检测阻抗物的阻抗；当所述阻抗小于预设门限值时，所述控制电路向所述计数单元发送加值信号；

所述计数单元用于，根据所述加值信号将计数次数K值加1，当所述K值大于预设次数值时，所述控制电路激活所述体质及环境监测仪。

优选地，所述IO端口产生所述PWM信号的周期为t，所述时间T的值为所述次数K值和所述周期t的乘积。

优选地，所述体质及环境监测仪还包括微波感应装置；

所述体质及环境监测仪被激活后，当所述微波传感装置感应到人体位置离所述体质及环境监测仪的距离小于预置距离值时，向所述控制电路发送电信号，所述控制电路接收所述电信号，并控制所述显示装置开始工作。

优选地，所述体质及环境监测仪还包括用于检测周围环境参数的环境监测装置，所述环境监测装置与所述控制电路电连接。

优选地，所述环境监测装置包括温度传感器、湿度传感器和噪音传感器中的一个或多个传感器。

优选地，所述体质及环境监测仪还包括用于连接网络的网络连接装置，所述网络连接装置与所述控制电路电连接。

优选地，所述网络连接装置包括WIFI连接器和/或蓝牙连接器。

本发明进一步提供一种体质及环境监测仪的激活方法。

一种体质及环境监测仪的激活方法，所述体质及环境监测仪的激活方法包括以下步骤：

当所述体质及环境监测仪处于休眠状态时，所述控制电路控制所述阻抗测量装置的IO端口产生PWM信号，并将所述PWM信号发送至第一电极；

所述第二电极接收所述第一电极通过所述被检测阻抗物传递的PWM信号，并将所述PWM信号发送回所述控制电路；

所述控制电路根据所述发送的PWM信号和接收的所述PWM信号计算所述被检测阻抗物的阻抗；

当所述阻抗小于预设门限值时，所述控制电路向所述计数单元发送加值信号；

所述计数单元根据所述加值信号将计数次数K值加1，当所述K值大于预设次数值时，所述控制电路激活所述体质及环境监测仪。

进一步地，在所述控制电路将所述PWM信号发送到所述第一电极的过程中，对所述PWM信号进行低通滤波处理。

本发明通过阻抗测量装置、计时装置以及控制电路等的设置，在体质及环境监测仪处于休眠状态的情况下，当阻抗测量装置测得其两电极之间的阻抗小于预设门限值时，计时装置开始计时，当计时装置所计时间T到达预设时间值时，控制电路激活体质及环境监测仪，使得体质及环境监测仪在出厂后至用户使用前，处于低功耗的休眠状态，当用户需要使用时，可以通过减小阻抗测量装置两电极之间的阻抗来激活，使得在减小体质及环境监测仪功耗的前提下，便于用户的使用。

附图说明

图1为本发明体质及环境监测仪第一实施例的结构示意图；

图2为本发明体质及环境监测仪的功能模块结构示意图；

图3为图1的爆炸结构示意图；

图4为本发明体质及环境监测仪又一实施例的结构示意图；

图5为图4中第一电极的结构示意图；

图6为电极和导电层的位置关系结构示意图；

图7为电极和导电层另一实施例的位置关系结构示意图；

图8为本发明的体质及环境监测仪的阻抗测量装置检测阻抗的流程示意图；

图9为本发明体质及环境监测仪激活方法的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种体质及环境监测仪1。

在本发明实施例中，参照图1、图2和图3，该体质及环境监测仪1包括体重测量装置50、用于测量人体阻抗的阻抗测量装置60、显示装置70、用于感应人体位置的微波传感装置110、电源装置80、环境监测装置90、网络连接装置120、用于获取预设环境参数的获取装置130、存储装置100以及控制电路40。阻抗测量装置60、显示装置70、微波传感装置110、电源装置80、环境监测装置90、网络连接装置120、获取装置130、存储装置100均与控制电路40电连接，并在控制电路40的控制下工作。

下面介绍各装置的作用、及各装置之间的连接关系和工作原理。

参照图1，本实施例中体质及环境监测仪1的外形为长方体，其包括外壳20及收容于外壳20内的显示屏10、重量测量装置50、阻抗测量装置60、显示装置70、微波传感装置110、电源装置80、环境监测装置90、网络连接装置120、获取装置130、存储装置100以及用于控制电路40。其中，显示屏10为显示装置70的重要组成部分。外壳20包括边框21、透明的支撑板22和底壳23，透明的支撑板22设置于底壳23上且与底壳23之间具有一定空间，边框21连接支撑板22和底壳23。边框21朝向支撑板22的一侧设置有第一卡扣24，底壳23朝向支撑板22的一侧设置有与第一卡扣24配合的第二卡扣，第一卡扣24和第二卡扣配合将支撑板22夹持固定。显示屏10设置在支撑板22的正上方与支撑板22贴合并与底壳23固定连接。显示屏10的大小可根据需要设计成于支撑板22大小相同或者略小于支撑板22，以在长方体的具有22的顶面整面显示画面。透明的支撑板22的材料优选为钢化玻璃，在支撑板22的上表面的两侧覆盖有导电材料，覆盖有导电材料的第一导电层221和第二导电层222相互独立，在设置第一导电层221的支撑板22的边缘设置有第一电极223，在设置有第二导电层222的支撑板22的边缘设置有第二电极224，当人体与两个导电区域同时接触时，人体接入电路，导电材料优选为ITO(IndiumTinOxide；铟锡氧化物)，第一电极223和第二电极224经由导线连接入阻抗测量装置60的电路。本实施例中，通过将第一电极223和第二电极224分别设置在支撑板的边缘，有利于保护第一电极223和第二电极224不容易受外界的干扰，使得支撑板22的表面更加美观、大方。

当然，在其它实施例中，参照图4和图5，第一电极223和第二电极224的结构相同，分别设置在支撑板22的相对两侧。其中第一电极223包括与第一导电层221接触的接触部2231、用于接入电路的导通部2233，以及用于连接接触部2231和导通部2233的连接部2232。接触部2231为板状导电体，接触部2231的板面与第一导电层221贴合，连接部2232为板状结构，通过卡合连接将整个第一电极223固定，导通部2233设置在连接部2232上与接触部2231相对的一侧，导通部2233呈扁平长条形，其与阻抗测量装置60的检测电路电连接。通过将接触部2231设置成板状，增大了其与第一导电层221的接触面积，使得通电电流密度均衡，有利于保持第一导电层221和检测电路的连接稳定可靠，通过将导通部2233设置成扁平长条形，使得其和检测电路的连接稳定可靠。

参照图6和图7，在其它实施例中，第一导电层221从支撑板22的边缘延伸到支撑板22朝向底壳23一侧的板面上，第一电极223设置在支撑板22的底面与延伸的第一导电层221接触。当然，当第一导电层221不延伸到支撑板22的底部225，而只延伸到支撑板的侧面226时，第一电极223则设置到支撑板22的侧面226与第一导电层221接触。同理，第二电极224和第二导电层222之间的连接关系，与第一导电层221和第一电极223之间的连接关系相同。

参照图8和图9，在首次开机的时候，用户通过支撑板22上的第一导电层221和第二导电层222来激活产品。产品在使用前，阻抗测量装置60通过第一电极223和第二电极224测量的是空气的阻抗，而当用户将双手或者双脚分别放入第一导电层221和第二导电层222的时候，阻抗测量装置60通过第一电极223和第二电极224测量的是用户的阻抗。控制电路40在多次获取阻抗测量装置60所测的阻抗后，确认用户使用前和使用后的阻抗差别，再根据阻抗的差别判断用户是否需要激活设备。即，当控制电路40检测到阻抗差别的时间达到预置时间时，激活体质及环境监测仪1。

具体地，体质及环境监测仪1，包括用于测量人体阻抗的阻抗测量装置60、计时装置140、过滤装置150，以及控制电路40；阻抗测量装置60、过滤装置150和计时装置140都与控制电路电40连接；在体质及环境监测仪1第一次开机时，当阻抗测量装置60测得其两电极之间的阻抗小于预设门限值时，计时装置140开始计时，当计时装置140所计时间T到达预设时间值时，控制电路40激活体质及环境监测仪1。当然，此方法不仅仅可以用于第一次开机时，还可以用于当用户长期不使用，体质及环境监测仪1处于休眠状态后，需要激活的情况。

具体的执行过程为，本实施例中，计时装置140包括计数单元；控制电路40控制阻抗测量装置60的IO端口产生PWM信号，并且控制电路40将PWM信号发送至第一电极223，在将PWM信号发送至第一电极223的过程中，经过过滤装置150，将PWM信号进行低通滤波处理，生成正弦信号；正弦信号从第二电极224流向被检测阻抗物(具体实施方式中为空气或者使用者)，然后通过第二电极224再回到控制电路40；控制电路40根据发送的PWM信号和接收的PWM信号(正弦信号)计算被检测阻抗物的阻抗；当计算得到的阻抗小于预设门限值时，控制电路40向计数单元发送加值信号；计数单元根据加值信号将计数单元的计数次数K值加1，当K值大于预设次数值时，控制电路40激活体质及环境监测仪1。其中IO端口产生PWM信号的周期为t，时间T的值为次数K值和周期t的乘积，即本实施例中的计时方法是加值次数和每次加值的周期的乘积。通过阻抗测量装置60、计时装置140以及控制电路40等的设置，在体质及环境监测仪1处于休眠状态的情况下，当阻抗测量装置60测得其两电极之间的阻抗小于预设门限值时，计时装置140开始计时，当计时装置140所计时间T到达预设时间值时，控制电路40激活体质及环境监测仪1，使得体质及环境监测仪1在出厂后至用户使用前，处于低功耗的休眠状态，当用户需要使用时，可以通过减小阻抗测量装置60两电极之间的阻抗来激活，使得在减小体质及环境监测仪1功耗的前提下，便于用户的使用。

体重测量装置50用于测量人体的体重，其设置于显示屏10的下方，体重测量装置50的压力传感器与显示屏10连接，当人体站立于显示屏10上时，体重测量装置50通过压力传感器测得人体的体重，并将测得的体重存储至存储装置100。体重测量装置50与控制电路40电连接。

阻抗测量装置60用于测量人体的阻抗，其包括施加恒定电流的电极、测量电压的电极以及测量电压的电路组成。通过对人体施加恒定的安全电流和测量人体的电压值，可计算得到人体的阻抗。阻抗测量装置60与控制电路40电连接。

显示装置70优选为LED点阵显示屏10，LED点阵显示屏10可清楚的显示数字、图案等。本实施例中，显示屏10的大小根据需要设计成与支撑板22大小相同或者略小于支撑板22，以在长方体的具有支撑板22的顶面整面显示画面，方便用户的观看。显示装置70与控制电路40电连接。本实施例中，LED点阵显示屏10优选为24*24点阵屏，LED点阵显示屏10通过驱动芯片和控制电路40相连接。

微波传感装置110包括微波传感器，该微波传感器包括利用微波多普勒效应来检测人体或物体位置移动，是在一块46.5*40mm的双面电路板上，由微波振荡器，混频器，微波发射天线和接收天线组成的电路板。微波传感器产生10.525GHz的微波信号，用于探测人体或物体的位置移动，输出低频率的多普勒感应信号。微波传感器的发射天线和接收天线，由铜质材料制成半球型对称结构，焊接在电路板上，使传感器的微波信号覆盖范围近似于圆形，减小了微波传感器的感应盲区，使该微波传感器的工作可靠性和感应灵敏度有较大的提高。微波传感装置110与控制电路40电连接。

电源装置80包括可多次充电和放电的锂电池和充电接口30，充电接口30设置在壳体20上。通过锂电池的设置，使得体质及环境监测仪1可以方便的持续使用，相比现在使用固定容量电池的监测仪，有效的减少了电池更换的次数。电源装置80与控制电路40电连接。本实施例中，锂电池的容量为4000mAh。

控制电路40，用于协调和控制体质及环境监测仪1内的所有装置，并且通过体重和人体阻抗得到人体的脂肪率等。

存储装置100优选为闪存(flash)存储介质，可存储测得体重参数、人体阻抗参数以及人体脂肪率等参数。存储装置100与控制电路40电连接。

体质及环境监测仪1在激活后的使用过程中，用户将体质及环境监测仪1放置在房间某个位置，当用户欲使用体质及环境监测仪1并进入微波传感装置110的感应范围时，微波传感装置110将感应到用户的位置，用户离体质及环境监测仪1的距离越近，微波传感装置110可以检测的微波越强烈，当感应到人体的位置离体质及环境监测仪1的距离小于预置距离值时，向控制电路40发送电信号，控制电路40接收电信号，并控制显示装置70开始工作。其中，微波传感装置110检测根据检测到的微波的强弱产生不同程度的电信号，当电信号的强度达到预设值时，向控制电路40发送电信号，控制电路40在接收到电信号后向显示装置70发生电信号，使显示装置70开始工作。

体质及环境监测仪1还包括用于检测周围环境参数的环境监测装置90。环境监测装置90包括温度传感器91、湿度传感器92和噪音传感器93中的一个或多个传感器。其中，温度传感器91用于检测周围环境的温度，湿度传感器92用于检测周围环境的湿度，噪音传感器93用于检测周围环境的噪音度。环境监测装置90与控制电路40电连接，将检测到的各环境参数通过控制装置显示在显示装置70上，以便于用户的观看，并且将所测得的各环境参数存储至存储装置100对应的目录下，以备用户调用。当然，在其它实施例中，环境监测装置90还可以包括其它用于检测环境参数的传感器。

体质及环境监测仪1还包括用于连接网络的网络连接装置120，网络连接装置120与控制电路40电连接。网络连接装置120包括WIFI连接器122和/或蓝牙连接器121。本实施例中，体质及环境监测仪1可以通过WIFI连接器122接入无线网络，也可以通过蓝牙连接器121接入无线网络，当然可以同时通过WIFI连接器122和蓝牙连接器121接入无线网络。当然，在其它实施例中，还可以通过网络结构直接接入网络。通过网络连接器的设置，使得体质及环境监测仪1可以接入网络，控制电路40可将测得到的体质参数和环境参数上传至云端存储器。

体质及环境监测仪1还包括用于获取预设环境参数的获取装置130；网络连接装置120和控制电路40都与获取装置130电连接。通过获取装置130，用户可通过网络获取如城市空气质量的相关参数，如雾霾程度，颗粒含量等。通过控制电路40的设置，当用户靠近体质及环境监测仪1时，显示屏10开始按照预设的顺序，显示用户预定的内容，如依次显示室内的温度、湿度、噪音度、城市的空气质量、上一次测量的体质参数，然后是股票信息等。

当然，在其它实施例中，可以在手环和水杯上设置与蓝牙连接器121适配的第二蓝牙连接器，第二蓝牙连接器将用户手环测得的信息(如用户的跑步距离，运动量等)、水杯测得的信息(用户每天的饮水量和所饮用水的温度)等发送给蓝牙连接器121，再通过WIFI连接器122上传至云端服务器，云端服务器接收并存储这些信息，以备用户使用。当然，云端服务器也将用户预定的如天气、股票等信息通过WIFI反馈回给用户。

本实施例中，通过微波传感装置110的设置，使得用户在准备使用体质及环境监测仪1时，只需要走近体质及环境监测仪1，不要需要做其它任何操作的情况下，显示装置70就开始工作，有利于减小用户的操作步骤，有利于用户的体验；通过体重测量装置50，阻抗测量装置60和控制电路40的设置，使得用户可以得到关于体质的脂肪率等参数；通过将显示屏10设置成LED点阵显示屏(24*24点阵屏)，使得用户可以清楚的看到需要体质参数、环境参数以及城市空气参数；通过将电源装置80设置成锂电池，使得体质及环境监测仪1的续航能力得到提升，使得其充电更加方便快捷；通过WIFI连接器122和蓝牙连接器121的设置，使得体质及环境监测仪1加入网络更加方便，有利于相关参数的上传和获取，从而有利益用户的体验。

本发明进一步提供一种体质及环境监测仪的激活方法，参照图8和图9，体质及环境监测仪的激活方法包括以下步骤：

S10：当体质及环境监测仪处于休眠状态时，控制电路控制阻抗测量装置的IO端口产生PWM信号，并将PWM信号发送至第一电极；

S20：第二电极接收第一电极通过被检测阻抗物传递的PWM信号，并将PWM信号发送回控制电路；

S30：控制电路根据发送的PWM信号和接收的PWM信号计算被检测阻抗物的阻抗；

S40：当阻抗小于预设门限值时，控制电路向计数单元发送加值信号；

S50：计数单元根据加值信号将计数次数K值加1，当K值大于预设次数值时，控制电路激活体质及环境监测仪。

在上述实施例的基础上，在步骤控制电路将所述PWM信号发送到第一电极之前，体质及环境监测仪的激活方法还包括，过滤装置对PWM信号进行低通滤波处理，将PWM信号过滤成正弦信号。

本发明通过阻抗测量装置、计时装置以及控制电路等的设置，在体质及环境监测仪处于休眠状态的情况下，当阻抗测量装置测得其两电极之间的阻抗小于预设门限值时，计时装置开始计时，当计时装置所计时间T到达预设时间值时，控制电路激活体质及环境监测仪，使得体质及环境监测仪在出厂后至用户使用前，处于低功耗的休眠状态，当用户需要使用时，可以通过减小阻抗测量装置两电极之间的阻抗来激活，使得在减小体质及环境监测仪功耗的前提下，便于用户的使用。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种体质及环境监测仪，其特征在于，所述体质及环境监测仪，包括外壳、体重测量装置、用于测量人体阻抗的阻抗测量装置、显示装置、计时装置，以及控制电路；

所述外壳包括支撑板，在支撑板的上表面的两侧覆盖有导电材料，覆盖有导电材料的第一导电层和第二导电层相互独立，在设置第一导电层的支撑板的边缘设置有第一电极，在设置有第二导电层的支撑板的边缘设置有第二电极；

所述体重测量装置、所述阻抗测量装置、所述显示装置以及所述计时装置都与所述控制电路电连接；

在所述体质及环境监测仪处于休眠状态时，当所述阻抗测量装置测得其两电极之间的阻抗小于预设门限值时，所述计时装置开始计时，当所述计时装置所计时间T到达预设时间值时，所述控制电路激活所述体质及环境监测仪；所述两电极分别为第一电极和第二电极。

2.如权利要求1所述的体质及环境监测仪，其特征在于，所述计时装置包括计数单元；

所述控制电路用于，控制所述阻抗测量装置的IO端口产生PWM信号，并将所述PWM信号发送至第一电极；

所述PWM信号依次通过被检测阻抗物和第二电极回到所述控制电路；

所述控制电路还用于，根据发送和接收的所述PWM信号计算所述被检测阻抗物的阻抗；当所述阻抗小于预设门限值时，所述控制电路向所述计数单元发送加值信号；

所述计数单元用于，根据所述加值信号将计数次数K值加1，当所述K值大于预设次数值时，所述控制电路激活所述体质及环境监测仪。

3.如权利要求2所述的体质及环境监测仪，其特征在于，所述IO端口产生所述PWM信号的周期为t，所述时间T的值为所述次数K值和所述周期t的乘积。

4.如权利要求1所述的体质及环境监测仪，其特征在于，所述体质及环境监测仪还包括微波感应装置；

所述体质及环境监测仪被激活后，当所述微波传感装置感应到人体位置离所述体质及环境监测仪的距离小于预置距离值时，向所述控制电路发送电信号，所述控制电路接收所述电信号，并控制所述显示装置开始工作。

5.如权利要求1所述的体质及环境监测仪，其特征在于，所述体质及环境监测仪还包括用于检测周围环境参数的环境监测装置，所述环境监测装置与所述控制电路电连接。

6.如权利要求5所述的体质及环境监测仪，其特征在于，所述环境监测装置包括温度传感器、湿度传感器和噪音传感器中的一个或多个传感器。

7.如权利要求1所述的体质及环境监测仪，其特征在于，所述体质及环境监测仪还包括用于连接网络的网络连接装置，所述网络连接装置与所述控制电路电连接。

8.如权利要求7所述的体质及环境监测仪，其特征在于，所述网络连接装置包括WIFI连接器和/或蓝牙连接器。

9.一种激活如权利要求1至8中任意一项所述的体质及环境监测仪的方法，其特征在于，所述体质及环境监测仪的激活方法包括以下步骤：

当所述体质及环境监测仪处于休眠状态时，所述控制电路控制所述阻抗测量装置的IO端口产生PWM信号，并将所述PWM信号发送至第一电极；

所述第二电极接收所述第一电极通过所述被检测阻抗物传递的PWM信号，并将所述PWM信号发送回所述控制电路；

所述控制电路根据所述发送的PWM信号和接收的所述PWM信号计算所述被检测阻抗物的阻抗；

所述计时装置包括计数单元，当所述阻抗小于预设门限值时，所述控制电路向所述计数单元发送加值信号；

所述计数单元根据所述加值信号将计数次数K值加1，当所述K值大于预设次数值时，所述控制电路激活所述体质及环境监测仪；

其中，所述体质及环境监测仪包括外壳，所述外壳包括支撑板，在支撑板的上表面的两侧覆盖有导电材料，覆盖有导电材料的第一导电层和第二导电层相互独立，在设置第一导电层的支撑板的边缘设置有第一电极，在设置有第二导电层的支撑板的边缘设置有第二电极。

10.如权利要9所述的激活体质及环境监测仪的方法，其特征在于，在所述控制电路将所述PWM信号发送到所述第一电极的过程中，对所述PWM信号进行低通滤波处理。