CN104523244A - 基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备及控制方法，本发明电子设备包括中央处理模块以及电源模块、外部交互模块、计步模块、体温采集模块、信号处理模块以及通信模块，所述控制方法可在上述电子设备的硬件基础上，将利用实测体温和基础体温曲线图计算的体温系数带入常规新陈代谢率计算公式，更准确地反应用户身体状态的变化，具有积极的意义，为用户制定运动计划提供更直观的参考。

Description

基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备及控制方法
技术领域
本发明涉及一种穿戴式电子设备及控制方法。
背景技术
广义上对人体而言，新陈代谢是人体完成物质和能力交换以及生物体内物质和能量的转变过程。如果新陈代谢的能力较弱，人体脂肪容易堆积、体重增加，产生肥胖并进而可能引发身体不适或者疾病。反之，在合理范围内新陈代谢能力越强，则人体越健康。
一般评估新陈代谢率的参考量是基础新陈代谢率BMR(Basal MetabolismRate)，是指人体在清醒而又极端安静的状态下，不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张的影响下的能量代谢率。其常规的计算方法一般与人的性别、年龄、身高和体重相关，其计算公式采用较多的是Mifflin-St Jeor公式，即
P＝(10.0m/1kg+6.25h/1cm–5.0a/1year+s)kcal/day
这里m、h和a分别为体重、身高和年龄，关于s,其中一种通用的取值方式为，当为男性时，s为5，当为女性时，s为-161。BMR的单位是千卡/天。该公式也可以再除以24小时，则得出平均每小时的新陈代谢率，即每小时千卡。
然而，该公式还不够准确。新陈代谢率还与体温、脂肪含量、运动量等因素相关。特别的，体温是新陈代谢率的重要参考量之一。当体温合理升高时，新陈代谢率会提高，反之则会降低。而体温在一天中实时都处于变化的过程中。一般而言，下午人体的体温最高，而凌晨的体温最低。不仅如此，人体在饭后的体温会升高，在运动中也会升高。体温在升高的过程中，新陈代谢也是相对较强的时刻，反之，则较弱，如凌晨体温最低时。
此外，因人体运动而产生的卡路里燃烧情况也对新陈代谢起到重要作用。例如，各方面生理体征都一样的双胞胎，一个静坐一小时，另一个慢跑一小时，其在这一小时内各自的新陈代谢率完全不同，后者更高。
因此，有必要在了解人体身高、体重、年龄和性别的前提下，实时获得人体体温、卡路里等数值，实时分析人体的新陈代谢情况。
发明内容
基于以上所述情况，本发明的技术目的是提供一种考虑人体温度变化的基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备及控制方法，本发明的技术方案为：
一种基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备控制方法，其特征在于，预存人体基础体温曲线图，判断用户输入的信息(包括性别、姓名等)，选择合适的基础体温曲线图作为参照，并设置以下两种工作模式的至少一种：
(一)通过温度传感器采集人体的实时体温t0，根据该采集动作发生的时间在一天内的基础体温曲线图中找到对应的人体基础体温t1，计算温度系数α＝t0/t1，并将α带入预设的基础代谢率公式P，计算得到修正后的即时新陈代谢率值Q，Q＝P·α，将体温t0、体温t1或新陈代谢率值Q通过图像或声音提示给用户；
(二)根据温度传感器采集数据计算用户当天的平均体温在一月内的基础体温曲线图中找出对应日期的人体基础体温或根据一天内的基础体温曲线图计算出来的一天平均体温t2，计算温度系数计算修正后的平均新陈代谢率值K＝P·β，并将体温体温t2或新陈代谢率值K通过图像或声音提示给用户；
上述方法中，P、Q、K的单位均为kcal/day(千卡/天)。所述人体基础体温曲线图为现有医学领域统计的图表或用户使用基础温度计根据规范操作方法自行制定的参照图表。
所述基础代谢率公式P优选采用Mifflin-St Jeor公式：
P＝(10.0m/1kg+6.25h/1cm–5.0a/1year+s)α；
上式中，m为体重，h为身高，a为年龄，为女性时，s为-161，为男性时，s为5。
上述的控制方法中还包括以下步骤的一条或多条：
包括新陈代谢率值Q或K不在预设正常范围时，通过声、光或显示屏报警提示用户的步骤。
包括根据新陈代谢率值Q或K计算用户单位时间消耗的热量，将计算结果通过图像或声音提示给用户的步骤。
包括利用人体动作感应传感器记步，将记录的步数通过图像或声音提示给用户的步骤。
包括计算用户步伐频率，并将频率数值和实时体温通过图像或声音提示给用户的步骤。
包括统计用户每天的步伐量，根据新陈代谢率值Q或K计算用户每天的热量消耗值，按日期排列，将步伐量和热量消耗值统计在同一图表中并通过显示屏显示给用户的步骤。
包括根据用户输入的自测基础体温数据绘制基础体温曲线图，通过图像显示提示给用户的步骤。
一种基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备，其特征在于，包括中央处理模块以及电源模块、外部交互模块、计步模块、体温采集模块、信号处理模块以及通信模块；
所述电源模块与中央处理模块连接，设有蓄电池以及保护电路；
所述外部交互模块与中央处理模块连接，包括显示以及输入装置,用于实现人机交互；
信号处理模块，其输入端与传感模块连接，其输出端与中央处理模块连接，用于对传感器输出信号的处理；
所述体温传感模块与信号处理模块连接，设有采集人体体温的温度传感器；
所述计步传感模块与信号处理模块连接，设有感应人体动作的感应传感器；
通信模块，与中央处理模块连接，用于与外部电子设备建立数据传输。
进一步的，所述电源模块还设有充电电路以及市电接口。
所述基于人体新陈代谢计算的可穿戴式电子设备，采用上述控制方法控制其各模块的运作。
本发明的有益效果：
当人体运动量加大时，其体温会升高，新陈代谢率也会随之提高，将体温系数带入人体新陈代谢率的计算，与固定不变的基础新陈代谢率公式相比，更直观地反映了人体状态在当下或每天的变化。而结合计步功能，通过一段时间的使用，使用户进一步了解其运动量与新陈代谢率以及热疗消耗的关系，为用户提供更准确直观的运动量参考。
附图说明
图1为本发明的电子设备的结构示意图；
图2为一天内的基础体温曲线图。
具体实施方式
为了进一步阐明本发明的技术方案和技术目的，下面结合附图与具体实施例对本发明做详细的介绍。
如图1所示的一种基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备，由中央处理模块2以及电源模块3、外部交互模块4、计步模块6、体温采集模块7、信号处理模块5以及通信模块1等几个组成部分。所述中央处理模块2设有存储单元，预存有人体基础体温曲线图、Mifflin-St Jeor基础新陈代谢率公式等参考资料。
所述电源模块3与中央处理模块2连接，设有蓄电池、充电接口和充电电路用作设备各耗电元件的供电，并设有保护电路，防止过流、短路等情况的发生。
所述外部交互模块4与中央处理模块2连接，包括显示以及输入装置,用于实现人机的信息交互。
所述信号处理模块5，其输入端与各传感模块连接，其输出端与中央处理模块2连接，对传感器信号做包括滤波在内的信号处理。
所述体温传感模块7与信号处理模块5连接，设有采集人体体温的温度传感器；
所述计步传感模块6与信号处理模块5连接，设有感应人体动作的感应传感器，如多轴加速度传感器。
通信模块1，与中央处理模块2连接，包括无线通信单元和数据传输接口，用于与外部电子设备建立数据传输。
使用本发明电子设备时，用户先输入本人的性别、身高、体重、年龄等基本信息，电子设备中央处理模块的存储单元内预存由基础体温曲线图供调用，所述基础体温曲线图可以为系统自带默认的图表，或者根据用户输入的自测基础体温数据制定。电子设备根据用户操作可显示医学领域测量基础体温的常规方法供用户参考，用户自测制定的基础体温曲线图可以更好的对比出其身体状态经过运动锻炼后的改变。
上述电子设备的控制方法如下：
通过中央处理模块判断用户的身份或性别，选择合适的基础体温曲线图供计算步骤参考，工作时，包括以下两种模式：
(一)通过温度传感器采集人体的实时体温t0，根据该采集动作发生的时间在一天内的基础体温曲线图中找到对应的人体基础体温t1，计算温度系数α＝t0/t1，并将α带入预设的基础代谢率公式P，计算得到修正后的即时新陈代谢率值Q，Q＝P·α，并通过用户操作，将体温t0、体温t1或新陈代谢率值Q通过图像或声音提示给用户；
(二)根据温度传感器采集数据计算用户当天的平均体温在一月内的基础体温曲线图中找出对应日期的人体基础体温t2，计算温度系数计算修正后的平均新陈代谢率值K＝P·β，并通过用户操作，将体温体温t2或新陈代谢率值K通过图像或声音提示给用户；
上述模式中，P＝(10.0m/1kg+6.25h/1cm–5.0a/1year+s)α；
m为体重，h为身高，a为年龄，为女性时，s为-161，为男性时，s为5，P、Q、K的单位均为kcal/day。
以模式(一)为例说明，如图2所示，根据用户当天一日内基础体温曲线图，用户下午16：00左右的体温为37.3℃，而根据电子设备显示的用户实时体温为37.1℃，则温度系数α为37.1/37.3＝0.994。将系数α与Mifflin-St Jeor基础新陈代谢率公式相乘得到当下新陈代谢率值Q，并在显示屏中提示给用户，如计算得到的新陈代谢率偏低，可提示用户适当运动。如得到值过高，可提醒用户降低当下的运动强度。
用户通过外部交互模块输出指令后，本发明电子设备可相应的执行以下步骤：
新陈代谢率值Q或K不在预设正常范围时，中央处理模块控制声、光设备或显示屏报警提示用户的步骤。
根据新陈代谢率值Q或K计算用户单位时间消耗的热量，将计算结果通过图像或声音提示给用户的步骤。
利用人体动作感应传感器记步，统计用户每天的步伐量，根据新陈代谢率值K计算用户每天的热量消耗值，按日期排列，将步伐量、新陈代谢率K、热量消耗值统计在同一图表中并显示给用户的步骤，提示用户保持合适的运动量。
计算用户步伐频率，将频率数值和当下体温通过图像或声音提示给用户的步骤。
根据用户输入的自测基础体温数据绘制基础体温曲线图，通过图像提示给用户的步骤。
本发明电子设备中存储的参考图表或其它数据可通过通信模块传输给外部电子设备或进行实时更新。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (10)

1.基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备控制方法，其特征在于，预存人体基础体温曲线图，判断用户输入的信息，选择合适的基础体温曲线图作为参照，并设置以下两种工作模式的至少一种：
(一)通过温度传感器采集人体的实时体温t0，根据该采集动作发生的时间在一天内的基础体温曲线图中找到对应的人体基础体温t1，计算温度系数α＝t0/t1，并将α带入预设的基础代谢率公式P，计算得到修正后的即时新陈代谢率值Q，Q＝P·α，将体温t0、体温t1或新陈代谢率值Q通过图像或声音提示给用户；
(二)根据温度传感器采集数据计算用户当天的平均体温在一月内的基础体温曲线图中找出对应日期的人体基础体温或根据一天内的基础体温曲线图计算出来的一天平均体温t2，计算温度系数计算修正后的平均新陈代谢率值K＝P·β，并将体温体温t2或新陈代谢率值K通过图像或声音提示给用户；
上述过程中，P、Q、K的单位均为kcal/day。
2.根据权利要求1所述的基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备控制方法，其特征在于，包括新陈代谢率值Q或K不在预设正常范围时，通过声、光或显示屏报警提示用户的步骤。
3.根据权利要求1所述的基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备控制方法，其特征在于，包括根据新陈代谢率值Q或K计算用户单位时间消耗的热量，将计算结果通过图像或声音提示给用户的步骤。
4.根据权利要求1所述的基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备控制方法，其特征在于，包括利用人体动作感应传感器记步，将记录的步数通过图像或声音提示给用户的步骤。
5.根据权利要求4所述的基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备控制方法，其特征在于，包括计算用户步伐频率，并将频率数值和实时体温通过图像或声音提示给用户的步骤。
6.根据权利要求4所述基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备控制方法，其特征在于，包括统计用户每天的步伐量，根据新陈代谢率值Q或K计算用户每天的热量消耗值，按日期排列，将步伐量和热量消耗值统计在同一图标中并通过显示屏显示给用户的步骤。
7.根据权利要求1所述的基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备控制方法，其特征在于，包括根据用户输入的自测基础体温数据绘制基础体温曲线图，通过图像显示给用户的步骤。
8.一种基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备，其特征在于，包括中央处理模块以及电源模块、外部交互模块、计步模块、体温采集模块、信号处理模块以及通信模块；
所述电源模块与中央处理模块连接，设有蓄电池以及保护电路；
所述外部交互模块与中央处理模块连接，包括显示以及输入装置,用于实现人机交互；
信号处理模块，其输入端与传感模块连接，其输出端与中央处理模块连接，用于对传感器输出信号的处理；
所述体温传感模块与信号处理模块连接，设有采集人体体温的温度传感器；
所述计步传感模块与信号处理模块连接，设有感应人体动作的感应传感器；
通信模块，与中央处理模块连接，用于与外部电子设备建立数据传输。
9.根据权利要求8所述的基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备，其特征在于，所述电源模块设有充电电路以及市电接口。
10.根据权利要求8所述的基于人体新陈代谢的可穿戴式电子设备，其特征在于，采用权利要求1-7中任一权项所述控制方法控制各模块的运作。
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