CN107121183A - 一种低功耗身高体重测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低功耗身高体重测量装置，包括称重面板、竖杆和控制模块，竖杆的顶端连接有一横杆，称重面板的下方安装有多个支撑柱，控制模块包括主控芯片、称重传感器、超声波测距模块和电源模块，还包括触动开关，电源模块包括二次电源和主电源，二次电源由主电源经升压电路的升压处理后得到；触动开关均与主控芯片和二次电源连接，超声波测距模块和称重传感器的供电端均与二次电源电连接。本发明既可以实现身高与体重同时测量的目的，还可通过触动开关来控制主控芯片和二次电源，使得在非工作状态下，主控芯片处于最低功耗的休眠模式、同时切断超声波测距模块和称重传感器的供电电源。具有结构简单、能耗低的有益特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子测量装置，具体涉及一种低功耗身高体重测量装置。
背景技术
目前，传统测量身高体重时通常是身高和体重分开测量，一般是采用卷尺、软尺或标有刻度的直杆用来测量身高，然后用普通的体重称测体重。测量设备不仅简陋、使用不方便，还存在测量精度不高、测量效率低等的问题。同时受其结构的限制，传统测量身高体重设备在使用时具有偶然性和单次性。即其测量得到的数据不能自行存储、更不能进行长期记录，因此其智能化程度低，不利于人们了解自身的身体健康状况。
为克服上述缺陷，目前市场上出现了将称重和测量身高结合为一体的智能电子设备。例如授权公告号为CN201022703Y的中国实用新型专利公开了一种由上部超声波测距仪探头(1)、底部的称重传感器秤台(2)、中部的主机箱内装单片机系统(5)、机箱一侧的袖带气囊(3)组成，单片机系统(5)分别与超声波测距仪探头(1)、传感器秤台(2)、袖带气囊(3)及显示屏、扬声器、打印机相连。该种装置能够同时测量体重、身高、血压和脉搏，使用方便、测量快速，智能化程度高。但该设备设计复杂，同时单片机系统不管是工作状态，还是处于待机状态均与电源连接导通，电能功耗高，不利于节约能源、也不利于电子芯片的使用寿命。
发明内容
针对上述的不足，本发明提供一种结构简单、使用方便的低功耗身高体重测量装置，它不仅可以同时测量人的体重和身高，还能在非工作状态下自动切断控制芯片的电源，有效节约电能。
为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种低功耗身高体重测量装置，包括称重面板、垂直安装于称重面板上的竖杆和设于称重面板下方的控制模块，竖杆的顶端连接有一横杆，所述称重面板的下方安装有多个支撑柱，所述控制模块包括主控芯片、称重传感器、超声波测距模块和电源模块，称重传感器与主控芯片的输入端连接、并安装于称重面板的下方壳体上，超声波测距模块与主控芯片的输入端连接且超声波测距模块中的超声波探头安装于横杆上，还包括触动开关，所述电源模块包括二次电源和用于给主控芯片供电的主电源，所述二次电源由主电源经升压电路的升压处理后得到；所述触动开关均与主控芯片和二次电源连接，用以控制主控芯片进行工作模式切换的同时、还控制二次电源的通断；所述超声波测距模块和称重传感器的供电端均与二次电源电连接；在各个支撑柱上套设有一弹簧。
所述主控芯片的工作模式具体是指PM3电源(休眠)模式和工作模式。
上述方案中，所述触动开关包括常闭触点J3、常开触点J1和动触点J2，常闭触点J3的一端接触动开关电源的低电平端、其另一端与动触点J2的一端连接，动触点J2的另一端分为两条支路：其中一支路与主控芯片信号连接，另一支路与二次电源电连接；常开触点J1接触动开关电源的高电平端。
上述方案中，所述主控芯片包括型号是CC2541的蓝牙芯片，该蓝牙芯片通过内置的蓝牙模块或RF模块连接有移动终端。
上述方案中，所述主电源可以为3.3V的纽扣电池，所述二次电源的电压值为5V。
进一步地，所述移动终端可以为智能手机或智能手表。
上述方案中，所述控制模块还包括用于测量环境温度的温度补偿模块，所述温度补偿模块与主控芯片的输入端连接、并由二次电源进行供电。
所述温度补偿模块可以为型号是DS18B20的温度传感器。
本发明的有益特点是：
本发明通过超声波测距模块和称重传感器实现身高与体重同时测量的目的，并通过触动开关来控制主控芯片和二次电源，使得在非工作状态下，主控芯片处于最低功耗的休眠模式、同时切断超声波测距模块和称重传感器的供电电源。与现有技术相比，具有结构简单、使用方便、能耗低的有益特点。
附图说明
图1为本低功耗身高体重测量装置使用时的结构示意图。
图2为称重底盘的侧视结构图。
图3为本低功耗身高体重测量装置的系统框图。
图4为触动开关的电路图。
图5为主控芯片的工作电路连接图。
图中标号为：1、称重面板，2、竖杆，3、超声波探头，4、支撑柱，5、控制模块，6、弹簧，7、主控芯片，8、触动开关，9、电源模块，J1、常开触点，J2、动触点，J3、常闭触点。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种低功耗身高体重测量装置，包括称重面板1、垂直安装于称重面板1上的竖杆2和设于称重面板1下方的控制模块5，所述称重面板1的下方安装有多个支撑柱4，竖杆2的顶端连接有一横杆。超声波测距模块中的超声波探头3安装于横杆上，所述超声波探头3与称重面板1的高度距离为2.5m，即本装置能够测量的最高身高值为2.5m。称重传感器安装于称重面板1的下方壳体上。本实施例中，竖杆2和横杆相连接成L形结构，且竖杆2和横杆的内部均为中空的、以便于线路的连接。在各个支撑柱4上套设有一弹簧6。
如图3所示，还包括触动开关8。所述控制模块5包括主控芯片7、称重传感器、超声波测距模块和用于供电的电源模块9。所述电源模块9包括二次电源和用于给主控芯片7供电的主电源，所述二次电源由主电源经升压电路的升压处理后得到。本实施例中，为使系统运行更稳定，所述升压电路与二次电源之间还连接稳压电路。所述触动开关7均与主控芯片7和二次电源连接，用以控制主控芯片7进行工作模式切换的同时、还控制二次电源的通断。所述超声波测距模块和称重传感器的供电端均与二次电源电连接。所述控制模块5还包括用于测量环境温度的温度补偿模块，所述温度补偿模块与主控芯片7的输入端连接、并由二次电源供电。
本实施例中，所述称重传感器采用4个最大称重为50Kg，灵敏度为1mv/v的重量传感器串接而成。四个重量传感器共同受力，使体重计的最大称重范围是4个传感器的最大称重之和，即200Kg。
本实施例中，所述主控芯片7包括型号是CC2541的蓝牙芯片，其通过内置的蓝牙模块或RF模块连接有移动终端。所述移动终端可以为智能手机或智能手表。即测量得到的身高、体重数据通过蓝牙模块或RF模块发送至手机上显示、存储，有利于人们观察自身的身体状况。
具体地，所述主电源为3.3V的纽扣电池，所述二次电源的电压值为5V。即将3.3V的电压分别通过升压电路和稳压电路的处理后，得到5V的二次电源。
如图5所示，称重传感器与主控芯片7的输入端连接，具体是接入CC2541蓝牙芯片的P0_1脚。超声波测距模块与主控芯片7的输入端连接，具体是接入CC2541蓝牙芯片的P2_0脚和P2_1脚。所述温度补偿模块具体为型号是DS18B20的温度传感器，接入主控芯片7的P1_6脚。
如图4所示，所述触动开关8包括常闭触点J3、常开触点J1和动触点J2，常闭触点J3的一端接触动开关8电源的低电平端、其另一端与动触点J2的一端连接，动触点J2的另一端分为两条支路：其中一支路与主控芯片7信号连接，具体是接入CC2541蓝牙芯片的P1_0脚；另一支路与二次电源电连接。常开触点J1接触动开关8电源的高电平端。在安装时，常开触点J1安装在与支撑柱4等高的位置，常闭触点J3的竖直安装高度高于常开触点J1，动触点J2设于称重面板的下方、于弹簧非压缩状态时的等高位置。即动触点J2随着称重面板1的移动在常闭触点J3与常开触点J1进行切换。
本发明工作时：
1)上电后，装置处于非工作状态时，即触动开关8中的动触点J2与常闭触点J3连接时，首先是CC2541蓝牙芯片先初始化内部各功能部件及配置DS18B20芯片内部寄存器，则CC2541蓝牙芯片进入最低功耗的PM3电源模式状态/休眠模式状态，此时CPU内核停止运行，二次电源断电，则超声波测距模块和称重传感器断电、停止运行。
2)当有人体称重时，称重面板1向下移动，则触动开关8中的动触点J2与常开触点J1连接，此时触动开关8向主控芯片7发送一个信号，使CC2541蓝牙芯片从PM3电源模式/休眠模式切换到工作模式；同时二次电源得电工作，给称重传感器、超声波测量模块和温度补偿模块供电，则超声波测距模块和称重传感器开始测量工作，即得到被测人的身高和体重数据，接着CC2541蓝牙芯片通过蓝牙PCB天线发射蓝牙广播信号，当附近蓝牙主设备扫描到从机广播信号时会请求配对，配对成功后主机和从机之间就可以进行通信，即智能手机或智能手表与CC2541蓝牙芯片进行无线通讯连接，将测量数据发送至智能手机或智能手表上显示、存储。
3)当测量完毕，即人体撤离称重面板1时，称重面板1由于弹簧6的作用恢复原位，则触动开关8中的动触点J2从常开触点J1切换至常闭触点J3时，设备恢复到1)的状态。具体是CC2541蓝牙芯片从工作模式变为PM3休眠模式，同时将称重传感器、超声波测量模块、温度补偿模块断电，设备进入超低功耗状态，直到下一次称重时触发设备再一次进入工作状态。
Claims (7)
1.一种低功耗身高体重测量装置，包括称重面板(1)、垂直安装于称重面板(1)上的竖杆(2)和设于称重面板(1)下方的控制模块(5)，竖杆(2)的顶端连接有一横杆，所述称重面板(1)的下方安装有多个支撑柱(4)，所述控制模块(5)包括主控芯片(7)、称重传感器、超声波测距模块和电源模块(9)，称重传感器与主控芯片(7)的输入端连接、并安装于称重面板(1)的下方壳体上，超声波测距模块与主控芯片(1)的输入端连接且超声波测距模块中的超声波探头(3)安装于横杆上，其特征在于：还包括触动开关(8)，所述电源模块(9)包括二次电源和用于给主控芯片(7)供电的主电源，所述二次电源由主电源经升压电路的升压处理后得到；所述触动开关(8)均与主控芯片(7)和二次电源连接，所述超声波测距模块和称重传感器的供电端均与二次电源电连接；在各个支撑柱(4)上套设有弹簧(6)。
2.根据权利要求1所述的低功耗身高体重测量装置，其特征在于：所述触动开关(8)包括常闭触点J3、常开触点J1和动触点J2，常闭触点J3的一端接触动开关(8)电源的低电平端、其另一端与动触点J2的一端连接，动触点J2的另一端分为两条支路：其中一支路与主控芯片(7)信号连接，另一支路与二次电源电连接；常开触点J1接触动开关(8)电源的高电平端。
3.根据权利要求1或2所述的低功耗身高体重测量装置，其特征在于：所述主控芯片(7)包括型号是CC2541的蓝牙芯片，该蓝牙芯片通过内置的蓝牙模块或RF模块连接有移动终端。
4.根据权利要求3所述的低功耗身高体重测量装置，其特征在于：所述主电源为3.3V的纽扣电池，所述二次电源的电压值为5V。
5.根据权利要求3所述的低功耗身高体重测量装置，其特征在于：所述移动终端为智能手机或智能手表。
6.根据权利要求1所述的低功耗身高体重测量装置，其特征在于：所述控制模块(5)还包括用于测量环境温度的温度补偿模块，所述温度补偿模块与主控芯片(7)的输入端连接、并由二次电源供电。
7.根据权利要求6所述的低功耗身高体重测量装置，其特征在于：所述温度补偿模块为型号是DS18B20的温度传感器。
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