CN107024595B - 一种具有尿检功能的马桶盖 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有尿检功能的马桶盖，包括马桶盖本体、尿检机构和智能设备；所述尿检机构与智能设备通过无线方式连接；尿检机构包括尿液采集系统、照明装置、图像采集和处理装置、冲洗装置、风干装置、主控制器和电机；由智能设备或集成在马桶盖上的控制开关发布检测指令，控制主控制器执行采样、图像采集和处理，进行数据分析和存储并向智能设备发送信息；采用机械与智能控制为一体，能够在使用者如厕时进行快速的尿液检测，其检测流程和算法科学简洁，具有可实施性，使尿检功能的马桶盖真正实现产品化。能够克服或降低因光照、厕所恶劣环境等因素带来的影响，提高检测精度。能够进行长期的数据存储和趋势分析，在使用者未出现病症前进行告警。

Description

一种具有尿检功能的马桶盖

技术领域

本发明涉及一种具有尿检功能的马桶盖，属于检测和物联网技术领域。

背景技术

尿液检测是诊断人体身体状况的重要方法，通常可对pH、蛋白、隐血、比重、葡萄糖、酮体、尿胆原、硝酸盐、白细胞、胆红素和维生素C等进行检测，反映身体的一系列指标。通常的尿液检测在医院进行，由于医疗资源紧张，受检者到医院后往往要排队挂号、看医生、缴费、取尿液，等待成批的尿液检测后排队取结果，存在费时费力的问题；或在家中购买专用的尿检仪进行，但检测过程需要人工取尿、检测、清洗，存在操作不方便、读取数据不便统计等诸多问题。

新时代新技术的发展给马桶的生产制造增添许多新功能。例如CN201510148153.5公开了“一种尿检监控微电脑控制马桶”，包括智能马桶盖主体，其智能控制仓设置有尿样采集装置和尿液分析装置，所述尿样采集装置包括采尿容器、尿检载体装置和尿检自清洁装置，用于采集用户信息，检测用户尿样，分析用户身体数据，反馈用户身体健康情况。但是，该设计结构过于复杂，实际生产时难于实现，且未说明尿液检测的具体方法，如直接采用传感器的方法目前还没有相应的传感器，因此具有不可实现性。又如CN201620084943.1公开了一种可移动一体式智能手机监测尿检马桶盖，在本体外设有控制面板，在控制面板上设有健康监测启动按钮；在本体内部设有尿液空腔，在尿液空腔内设有尿液采集盘，在本体内部设有可移动到尿液采集盘处的尿液数据采集装置、将采集到的尿液数据回传送至手机的信息交互系统；在本体上设有电源接口。它具有使用方便的特点，但是，该发明未公开实际的数据获取、处理和分析方法，对于厕所内高湿、高盐份、高酸碱环境下的仪器老化、偏差等实际问题带来的测量误差和错误未做处理，实用性差。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种具有尿检测功能的智能马桶盖，解决现有技术实用性差以及检测精度不稳定等问题，方便使用者在如厕时进行自动尿检，并自动记录检测数据，进行长期数据分析和预警。

实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种具有尿检功能的马桶盖，包括马桶盖本体、尿检机构和智能设备；所述尿检机构与智能设备通过无线方式连接；其特征在于，尿检机构包括尿液采集系统、照明装置、图像采集和处理装置、冲洗装置、风干装置、主控制器和电机；所述尿液采集系统由试纸和送纸机构组成；

由智能设备或集成在马桶盖上的控制开关发布检测指令，控制主控制器执行采样、图像采集和处理，进行数据分析和存储并向智能设备发送信息；

主控制器控制步骤包括：

1)提示送纸机构放入采样试纸；

2)检测是否放入试纸；是，则执行步骤3)；否，则执行步骤1)；

3)伸出试纸托盘；

4)等待尿液；

5)检测尿液是否已渗透试纸；是，则执行步骤6)；否，则执行步骤4)；

6)收回试纸托盘；

7)启动照明装置；

8)通过数据采集读取渗透尿液试纸的图像信息；

9)图像预处理；

10)读取的预处理图像进行计算和处理，并与数据库的数据进行比较后，确定当前检测数据；

11)数据传输至智能设备，并显示检测结果；

12)启动冲洗装置对尿液采集系统进行冲洗；

13)启动风干模块完成尿液采集系统的风干；

14)系统归位，等待下一次抽样和数据采集。

进一步，所述送纸机构包括试纸盒、送纸轨道、试纸托盘、试纸挡板和传输电机，试纸盒和试纸托盘通过可伸缩的送纸轨道连接；试纸托盘和试纸挡板构成暗盒，试纸挡板为活动式开闭结构。所述试纸托盘、试纸挡板腔体内部均为黑色哑光，不反光保证读取信息的准确性。所述智能设备为智能手机或平板电脑。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明具有尿检功能的马桶盖结构简单，采用机械与智能控制为一体，能够在使用者如厕时进行快速的尿液检测，其检测流程和算法科学简洁，具有较强可实施性，有利用尿检功能的马桶盖真正实现产品化。

2、尿液采集系统主要由试纸和送纸机构组成，试纸托盘和试纸挡板构成暗盒能够克服或降低因光照、厕所恶劣环境等因素带来的影响，提高检测精度。

3、智能设备向主控制器发送需要尿液检测的指令并进行数据的分析和存储，能够进行长期的数据存储和趋势分析，在使用者未出现病症前进行告警。

4、本发明试纸选用通用的试纸，由基底和化学反应颜色块组成，化学反应颜色块根据检测内容由一种或多种颜色块组成。计算方法是根据试纸厂家提供的标准色卡，每一种颜色反应块会因相应物质的含量不种呈现不种的颜色，利用色卡的颜色进行对比，得到当前色块的物质含量信息，其余色块方法类似。

5、本发明能够校正因光线干扰、环境干扰、仪器老化等带来的颜色偏差，使测量更为准确。

6、本发明的装置可以和具有其它功能的马桶盖进行集成和组合，如可以和冲洗、烘干、体重、体脂检测等功能进行集成，使上述所有功能均集成在一个马桶盖上。

附图说明

图1是本发明具有尿检功能的马桶盖的结构示意图；

图2是本发明中尿检机构的结构示意图；

图3是本发明中智能设备与尿检机构信息传输方式示意图；

图4是发明尿检机构中主控制器控制尿的检流程图；

图5是尿检流程中采集读取试纸图像信息的流程图；

图6是尿检流程中图像预处理的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种具有尿检功能的马桶盖，包括马桶盖本体1和尿检机构2；所述尿检机构安装在马桶盖上，平时收缩隐藏的智能马桶盖后仓内。尿检机构包括尿液采集系统、照明装置25、图像采集和处理装置26、冲洗装置27、风干装置28、主控制器29和电机；

参见图2，所述尿液采集系统由试纸和送纸机构组成；送纸机构由试纸盒21、送纸轨道22、试纸托盘23和试纸挡板24构成，所述试纸盒21用于放置待检试纸，试纸托盘23用于接收检测时的试纸；试纸盒21连接可伸缩式送纸轨道22的一端，送纸轨道22另一端设有试纸托盘23和设于托盘端部的试纸挡板24；试纸挡板24用于关闭或打开试纸托盘23，检测时用于关闭待检试纸，检测完成后打开让试纸落入便池；控制送纸轨道22的伸缩使试纸托盘23分别移到取纸、采样、检测和回位的位置；所述照明装置25、数据采集(色彩传感器)和处理装置26、冲洗装置27和风干装置28设于检测位置附近并与试纸托盘23相对应，实现检测过程中对试纸托盘23内的采样试纸进行照明、采样和对试纸托盘23进行冲洗和风干功能。

所述尿检机构安装在马桶盖后部，平时收缩隐藏的智能马桶盖后仓内；送纸轨道22、试纸托盘23、试纸挡板24、照明装置25、风干装置28平时及在进行试纸信息读取时均收缩回装置腔体内，并且试纸托盘23、试纸挡板24腔体内部均为黑色哑光工艺，不反光保证读取信息的准确性。

本发明采用的试纸为长条型，由基底和化学反应颜色块组成(现有尿检试纸即可)；其中基底纯白色哑光色。化学反应颜色块根据检测内容的不同可由一种或多种颜色块组成，附着在基底上表面，间隔固定为L。本发明直接采用纯白色哑光基底。

参见图3，所智能设备3与尿检机构2之间通过蓝牙或WIFI等无线方式进行通讯。其中，所述智能设备3为智能手机或平板电脑等，并安装有特定程序。由智能设备或集成在马桶盖上的控制开关执行发布检测指令。尿检机构2由主控制器29控制尿液采集、试纸的颜色信息读取、预处理、计算和结果上传，通过智能设备3显示和记录检测结果或上传医疗单位。本发明进一步的功能优化还包括使用者可将数据传输给第三方，如健康管理机构、使用者的亲人、云端存储等。

进一步，本发明装置可以和具有其它功能的马桶盖进行集成和组合，如可以和冲洗、烘干、体重、体脂检测等功能进行集成，使上述所有功能均集成在一个马桶盖上。

参见图4，本发明由主控制器发送需要尿液检测的指令、进行数据的分析和存储并向智能设备发送信息；由智能设备或集成在马桶盖上的控制开关发布指令执行尿检过程。

主控制器控制尿检过程，其步骤包括：

1)提示送纸机构放入采样试纸；

2)检测是否放入试纸；是，则执行步骤3)；否，则执行步骤1)；

3)伸出试纸托盘；

4)等待尿液；

5)检测尿液是否已渗透试纸；是，则执行步骤6)；否，则执行步骤4)；

6)收回试纸托盘；

7)启动照明装置；

8)通过数据采集读取渗透尿液试纸的图像信息；

9)图像预处理；

10)读取的预处理图像进行计算和处理，并与数据库的数据进行比较后，确定当前检测数据；

11)数据传输至智能设备，并显示检测结果；

12)启动冲洗装置对尿液采集系统(试纸托盘)进行冲洗；

13)启动风干模块完成尿液采集系统(试纸托盘)的风干；

14)系统归位，等待下一次抽样和数据采集。

参见图5所示，所述步骤8)通过数据采集读取渗透尿液试纸的图像信息；包括如下步骤：

1)图像采集装置读取渗透尿液的试纸且进行化学反应后的试纸信息；

2)读取并记录第一个色块颜色信息；

3)试纸托盘向上移动L；

4)读取下一个色块颜色信息；

5)色块是否基底色？否，重新记录当前色块颜色信息并返回到步骤3)；是，将所有颜色信息进行预处理校正，试纸托盘和轨道归位，结束读取。

参见图6，所述步骤9)图像预处理，包括如下步骤：

(1)从渗透尿液试纸的图像信息中依次读取基底RGB信息；

(2)RGB模型转HIS模型；

(3)计算偏色参数；

(4)读取一下个色块RGB信息；

(5)RGB模型转HIS模型；

(6)根据偏色参数校正当前色块颜色；

(7)色块是否读完成？否，则记录当前色块校正后的颜色信息并返回到第(4)步；是，则结束预处理。

上述流程中，读取图像信息包括了分别读取RGB原始信号频率、频率转换、RGB信息读取、色彩模型变换等；图像预处理包括了去雾、颜色校正等；计算各项检测值也通常会根据各检测指标的算法，计算方法实际是根据试纸厂家提供的标准色卡，每一种颜色反应块会因相应物质的含量不种呈现不种的颜色，利用色卡的颜色进行对比，得到当前色块的物质含量信息，其余色块方法类似对10余种数据进行计算。

本发明智能设备中安装的程序主要负责的任务包括：

●接收并传输使用者的指令

●将接收到的来自尿检机构主控制器的结果进行存储

●进行本次检测结果的显示

●根据各参数的正常值范围判断检测结果是否正常

●对不正常的数据进行报警，提示使用都可能存在的身体问题

●单项或多项数据的长期走势曲线绘制

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种具有尿检功能的马桶盖，包括马桶盖本体、尿检机构和智能设备；所述尿检机构与智能设备通过无线方式连接；其特征在于，尿检机构包括尿液采集系统、照明装置、图像采集和处理装置、冲洗装置、风干装置、主控制器和电机，其中：

所述尿液采集系统由试纸和送纸机构组成；送纸机构由试纸盒、送纸轨道、试纸托盘和试纸挡板构成，所述试纸盒用于放置待检试纸，试纸托盘用于接收检测时的试纸；试纸盒连接可伸缩式送纸轨道的一端，送纸轨道另一端设有试纸托盘和设于托盘端部的试纸挡板；试纸挡板用于关闭或打开试纸托盘；控制送纸轨道的伸缩使试纸托盘分别移到取纸、采样检测和回位的位置；所述照明装置、数据采集和处理装置、冲洗装置和风干装置设于检测位置附近并与试纸托盘相对应，实现检测过程中对试纸托盘内的采样试纸进行照明、采样检测和对试纸托盘的冲洗和风干；

由智能设备或集成在马桶盖上的控制开关发布检测指令，控制主控制器执行采样、图像采集和处理，进行数据分析和存储并向智能设备发送信息；

所述主控制器的控制步骤包括：

1）提示送纸机构放入采样试纸；

2）检测是否放入试纸；是，则执行步骤3）；否，则执行步骤1）；

3）伸出试纸托盘；

4）等待尿液；

5）检测尿液是否已渗透试纸；是，则执行步骤6）；否，则执行步骤4）；

6）收回试纸托盘到检测位置；

7）启动照明装置；

8）通过数据采集读取渗透尿液试纸的图像信息；

9）图像预处理；

10）读取的预处理图像进行计算和处理，并与数据库的数据进行比较后，确定当前检测数据；

11）数据传输至智能设备，并显示检测结果；

12）启动冲洗装置对尿液采集系统进行冲洗；

13）启动风干模块完成尿液采集系统的风干；

14）系统归位，等待下一次抽样和数据采集；

所述步骤9）图像预处理，包括如下步骤：

（1）从渗透尿液试纸的图像信息中依次读取基底RGB信息；

（2）RGB模型转HIS模型；

（3）计算偏色参数；

（4）读取一下个色块RGB信息；

（5）RGB模型转HIS模型；

（6）根据偏色参数校正当前色块颜色；

（7）色块是否读完成；否，则记录当前色块校正后的颜色信息并返回到第（4）步；是，则结束预处理。

2.根据权利要求1所述具有尿检功能的马桶盖，其特征在于，所述试纸托盘、试纸挡板腔体内部均为黑色哑光，不反光保证读取信息的准确性。

3.根据权利要求1所述具有尿检功能的马桶盖，其特征在于，所述试纸为矩形状，由基底和化学反应颜色块组成；其中基底为纯白哑光色，化学反应颜色块附着在基底上表面；化学反应颜色块根据检测内容由一种或多种颜色块组成，间隔固定为L。

4.根据权利要求1所述具有尿检功能的马桶盖，其特征在于，所述尿检机构安装在马桶盖后部，平时收缩隐藏的智能马桶盖后仓内；冲洗装置和风干装置平时及在进行试纸信息读取时均收缩回装置腔体内。

5.根据权利要求1所述具有尿检功能的马桶盖，其特征在于，所述智能设备为智能手机或平板电脑。

6.根据权利要求1所述具有尿检功能的马桶盖，其特征在于，所述步骤8）通过数据采集读取渗透尿液试纸的图像信息；包括如下步骤：

1）图像采集装置读取渗透尿液的试纸且进行化学反应后的试纸信息；

2）读取并记录第一个色块颜色信息；

3）试纸托盘向上移动L；

4）读取下一个色块颜色信息；

5）色块是否基底色；否，重新记录当前色块颜色信息并返回到步骤3）；是，将所有颜色信息进行预处理校正，试纸托盘和轨道归位，结束读取。