CN106419706A - 一种可监测排便状况的坐便椅及其监测方法 - Google Patents

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郝丽俊
单纯玉
慎科儒
吴星燕
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47K—SANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
    • A47K11/00—Closets without flushing; Urinals without flushing; Chamber pots; Chairs with toilet conveniences or specially adapted for use with toilets
    • A47K11/04—Room closets; Chairs with toilet conveniences or specially adapted for use with toilets, e.g. night chairs ; Closets for children, also with signalling means, e.g. with a music box, or the like
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/44—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing persons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
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Abstract

本发明公开了一种可监测排便状况的坐便椅及其监测方法，该可监测排便状况的坐便椅包括靠背(1)、扶手(2)、椅面(3)、坐便圈(4)和椅腿(5)；所述坐便圈(4)放置在椅面(3)上；其中：所述椅面(3)和椅腿(5)之间采用刚性连接；在椅腿(5)的底部设有称重传感器(6)；在椅腿(5)的侧面设有控制模块(7)；所述的称重传感器(6)与控制模块(7)电连接。本发明通过监测使用者的体重变化量及变化速率，间接测量排便量和排便速率；实现对使用者排便状况乃至健康状况的间接检测。

Description

一种可监测排便状况的坐便椅及其监测方法
技术领域
本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种可监测排便状况的坐便椅及其监测方法。
背景技术
我国人口老年化程度日趋严峻，老年人的健康问题已成为一个主要社会话题。目前监测老人健康状况多采用常规的临床监测参数，如人体血压、体温、呼吸、心电、血糖等。这些参数主要集中在人体心脏、呼吸、内分泌等系统，对人体代谢系统的状况，如排便状况的监测，基本上没有涉及。
大便来自肠内，就像镜子，可以照出肠内环境，借此了解我们的健康状况。如果不是在医院中进行详细的肠内检查，在日常生活中一般人是根本无法观察肠内的情况的。我们的健康程度，受到肠内环境极大的影响。如果能监测排便状况，就能够在一定程度上知道自己的健康状态。
就像气象专家根据降雪，判断当时的气象状况，先观察“降雪量”一样，检测排便参数时，也是从“排泄量”、排便次数和排便速率开始。
由于在日常生活中，无法直接测量这些参数。本发明通过间接方法对这些参数进行测量，即通过测量体重及其变化率来检测这些参数。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的一些不足，提供了结构简单、使用成本低的可监测排便状况的坐便椅及其监测方法。本发明通过监测体重的变化量及变化速率，间接测量排便量和排便速率，为观察老年人的身体健康状况提供了参考数据。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种可监测排便状况的坐便椅，包括靠背、扶手、椅面、坐便圈和椅腿；所述坐便圈放置在椅面上；其中：所述椅面和椅腿之间采用刚性连接；在椅腿的底部设有称重传感器；在椅腿的侧面设有控制模块；所述的称重传感器与控制模块电连接。
作为本发明的进一步说明，所述的称重传感器的一端与椅腿的底部刚性连接，另一端与地面直接接触。
作为本发明的进一步说明，所述的控制模块主要由A/D转换芯片、微处理器、无线传输模块、存储模块和工作电源组成；所述的A/D转换芯片模拟信号输入端与称重传感器相连接，数字信号输出端与微处理器相连接；所述的无线传输模块、存储模块分别与微处理器相连接；所述的工作电源为各模块提供工作电压。
作为本发明的进一步说明，所述的称重传感器采用双孔悬臂平行梁应变式称重传感器(即CZL-601型称重传感器)；所述的A/D转换芯片可采用高精度A/D转换芯片，如HX711型A/D转换芯片；所述的微处理器可采用单片机，如STC90C52RC等，或者采用ARM、FPGA、DSP或者PLC等。
CZL-601型称重传感器的特点是：精度高、易加工、结构简单紧凑、抗偏载能力强、固有频率高；CZL-601的精度为±0.02％F.S，灵敏度为2.0±0.1mV/V，量程为40kg。
HX711型A/D转换芯片是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性。该芯片与后端微处理器芯片的接口和编程非常简单，所有控制信号由管脚驱动，无需对芯片内部的寄存器编程。输入选择开关可任意选取通道A或通道B，与其内部的低噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益为128或64，对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。通道B则为固定的32增益，用于系统参数检测。芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源，系统板上无需另外的模拟电源。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。
微处理器系统主要以单片机STC90C52RC为控制核心，实时采集使用者的排便速度和排便次数，若有异常则报警；同时将数据传至云端，实现对数据的存储、处理及筛选等。云端服务器上的信息可共享给第三方，如微博、微信等，也可通过APP被手机用户所访问。这样有利于家中老人发生危机情况时，信息及时发送到老人相关监护人的手机上，便于社区医生和家人迅速做出反馈。
作为本发明的进一步说明，所述的称重传感器产生体重信息数据之后，传输给A/D转换芯片，经放大和数字转换后，传输给微处理器，微处理器对转换后的体重信息数据处理后，存储至存储模块，并且通过无线传输模块将监测数据上传至云端服务器，再传输至远程终端。
作为本发明的进一步改进方案，所述的控制模块还设有与微处理器相连接的报警提示模块。
在本发明中，靠背、扶手、椅面由能够承受一定体重且具有一定强度、不易弯曲折断的板材构成。每一个称重传感器配备一个A/D转换芯片。
上述可监测排便状况的坐便椅的监测方法，包括以下步骤：
步骤一，打开控制模块的电源开关，开始工作；
步骤二，控制模块的微处理器接收A/D转换芯片首次传输过来的重量信息，并将其作为初始值；
步骤三，A/D转换芯片每5秒钟采集一次称重传感器的重量信息，并将该次重量信息传输给微处理器；
步骤四，微处理器将步骤三采集到的重量信息与初始值进行比对分析，判断重量增加值是否大于30千克，如果大于，判定人已经坐上坐便椅，并记录开始排便时间；
步骤五，A/D转换芯片开始每1秒钟采集一次称重传感器的重量信息，并将此次重量信息传输给微处理器；微处理器将此次重量信息与上一次重量信息进行分析比对，判断重量减少值是否大于30千克，如果小于，则将此次重量信息存储至存储模块中，如果大于，则判定人已离开坐便椅，停止存储数据并记录排便结束时间；
步骤六，微处理器利用体重变化和时间差，估算排便速度和排便次数等，若有异常，启动报警提示模块，否则进行待机，直至下一次监测开始；
步骤七，微处理器将累计存储在存储模块内的监测数据通过无线传输模块上传至云端服务器，再传输至远程终端；远程终端分析以上监测数据，若有异常，则发出预设的警示信息，否则，等待下次分析开始。
本发明的优点：
本发明结构简单、使用成本低、操作方便、数据采集可靠，为老人健康状况的检测提供了一种新的手段，通过监测使用者的体重变化量及变化速率，间接测量排便量和排便速率；实现对使用者排便状况乃至健康状况的间接检测。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图。
图2是本发明一实施例的控制模块结构框图。
图3是本发明一实施例的监测流程示意图。
附图标记：1-靠背，2-扶手，3-椅面，4-坐便圈，5-椅腿，6-称重传感器，7-控制模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1、2所示，一种可监测排便状况的坐便椅，包括靠背1、扶手2、椅面3、坐便圈4和椅腿5；所述坐便圈4放置在椅面3上；所述椅面3和椅腿5之间采用刚性连接；在椅腿5的底部设有称重传感器6；在椅腿5的侧面设有控制模块7；所述的称重传感器6与控制模块7电连接。所述的称重传感器6的一端与椅腿5的底部刚性连接，另一端与地面直接接触。
所述的控制模块7主要由A/D转换芯片、微处理器、无线传输模块、存储模块和工作电源组成；所述的A/D转换芯片、无线传输模块、存储模块、工作电源分别与微处理器相连接；所述的A/D转换芯片与称重传感器6相连接。所述的称重传感器6采用双孔悬臂平行梁应变式称重传感器；所述的A/D转换芯片采用HX711型A/D转换芯片；所述的微处理器采用STC90C52RC单片机。所述的称重传感器6产生体重信息数据之后，传输给A/D转换芯片，经放大和数字转换后，传输给微处理器，微处理器对转换后的体重信息数据处理后，存储至存储模块，并且通过无线传输模块将监测数据上传至云端服务器，再传输至远程终端。
所述的控制模块7还设有与微处理器相连接的报警提示模块。
上述实施例的可监测排便状况的坐便椅的监测方法，如图3所示，包括以下步骤：
步骤一，打开控制模块的电源开关，开始工作；
步骤二，控制模块的微处理器接收A/D转换芯片首次传输过来的重量信息，并将其作为初始值；
步骤三，A/D转换芯片每5秒钟采集一次称重传感器的重量信息，并将该次重量信息传输给微处理器；
步骤四，微处理器将步骤三采集到的重量信息与初始值进行比对分析，判断重量增加值是否大于30千克，如果大于，判定人已经坐上坐便椅，并记录开始排便时间；
步骤五，A/D转换芯片开始每1秒钟采集一次称重传感器的重量信息，并将此次重量信息传输给微处理器；微处理器将此次重量信息与上一次重量信息进行分析比对，判断重量减少值是否大于30千克，如果小于，则将此次重量信息存储至存储模块中，如果大于，则判定人已离开坐便椅，停止存储数据并记录排便结束时间；
步骤六，微处理器利用体重变化和时间差，估算排便速度和排便次数等参数，若有异常，启动报警提示模块，否则进行待机，直至下一次监测开始；
步骤七，微处理器将累计存储在存储模块内的监测数据通过无线传输模块上传至云端服务器，再传输至远程终端；远程终端分析以上监测数据，若有异常，则发出预设的警示信息，否则，等待下次分析开始。

Claims (7)

1.一种可监测排便状况的坐便椅，包括靠背(1)、扶手(2)、椅面(3)、坐便圈(4)和椅腿(5)；所述坐便圈(4)放置在椅面(3)上；其特征在于：所述椅面(3)和椅腿(5)之间采用刚性连接；在椅腿(5)的底部设有称重传感器(6)；在椅腿(5)的侧面设有控制模块(7)；所述的称重传感器(6)与控制模块(7)电连接。
2.根据权利要求1所述的可监测排便状况的坐便椅，其特征在于：所述的称重传感器(6)的一端与椅腿(5)的底部刚性连接，另一端与地面直接接触。
3.根据权利要求1所述的可监测排便状况的坐便椅，其特征在于：所述的控制模块(7)主要由A/D转换芯片、微处理器、无线传输模块、存储模块和工作电源组成；所述的A/D转换芯片的模拟信号输入端与称重传感器(6)相连接；所述的A/D转换芯片的数字信号输出端、无线传输模块、存储模块分别与微处理器相连接；所述的工作电源为各模块提供工作电压。
4.根据权利要求3所述的可监测排便状况的坐便椅，其特征在于：所述的称重传感器(6)采用双孔悬臂平行梁应变式称重传感器；所述的A/D转换芯片采用高精度A/D转换芯片。
5.根据权利要求3所述的可监测排便状况的坐便椅，其特征在于：所述的称重传感器(6)产生体重信息数据之后，传输给A/D转换芯片，经放大和数字转换后，传输给微处理器，微处理器对转换后的体重信息数据处理后，存储至存储模块，并且通过无线传输模块将监测数据上传至云端服务器，再传输至远程终端。
6.根据权利要求3所述的可监测排便状况的坐便椅，其特征在于：所述的控制模块(7)还设有与微处理器相连接的报警提示模块。
7.一种可监测排便状况的坐便椅的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，打开控制模块的电源开关，开始工作；
步骤二，控制模块的微处理器接收A/D转换芯片首次传输过来的重量信息，并将其作为初始值；
步骤三，A/D转换芯片每5秒钟采集一次称重传感器的重量信息，并将该次重量信息传输给微处理器；
步骤四，微处理器将步骤三采集到的重量信息与初始值进行比对分析，判断重量增加值是否大于30千克，如果大于，判定人已经坐上坐便椅，并记录开始排便时间；
步骤五，A/D转换芯片开始每1秒钟采集一次称重传感器的重量信息，并将此次重量信息传输给微处理器；微处理器将此次重量信息与上一次重量信息进行分析比对，判断重量减少值是否大于30千克，如果小于，则将此次重量信息存储至存储模块中，如果大于，则判定人已离开坐便椅，停止存储数据并记录排便结束时间；
步骤六，微处理器利用体重变化和时间差，估算相关参数，包括排便速度和排便次数，若有异常，启动报警提示模块，否则进行待机，直至下一次监测开始；
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