CN107526921A - 一种基于液体检测的人体健康营养管理方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于液体检测的人体健康营养管理方法及其系统，以解决现有的健康管理装置以及系统不能够实现对用户的饮食行为进行调节，并改善用户健康状态的技术问题。该方法包括：预先存储用户的身体信息，根据身体信息生成参考饮水量、参考能量摄入量以及参考营养摄入量；采集并记录用户摄入的饮品信息和食物信息，以一定的时间周期检测用户的尿液参数；根据饮品信息和食物信息分析获得用户的实际饮水量、实际能量摄入量以及实际营养摄入量；比对参考饮水量与实际饮水量获得水份指数，比对参考能量摄入量与实际能量摄入量获得能量指数、参考营养摄入量获得饮水平衡指数与实际营养摄入量获得营养指数；根据尿液参数获得修正指数。

Description

一种基于液体检测的人体健康营养管理方法及其系统

技术领域

本发明涉及健康管理技术领域，尤其涉及一种基于液体检测的人体健康营养管理方法及其系统。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对生活质量的要求越来越高，对于生命健康的重视程度便不断提高，在这样的情况下，健康管理出现在人们的生活中并被越来越多的消费者所接受，现有的用于健康监测或者生理参数采集的装置器，大都采用智能穿戴装置和智能手机结合的方式，利用智能手机进行信息处理和通信，能实现对生理信息的采集和处理及上送，如公开号为CN101467878本发明一种基于Zigbee的健康监测装置，涉及检测技术，包括数字健康手套、健康手机伴侣和支持Zigbee或蓝牙协议的手机；数字健康手套由多个生理检测传感器和数据处理单元组成，可以检测心电、血压、血氧、体温、脉搏和血糖等参数，外围是用柔软易弯曲材料制成的手套；健康手机伴侣由心电、三维加速、图像、声音等传感器和数据处理单元组成，用于监测心电、运动状态和周围环境，并与手机通讯；手机接收由数字健康手套和健康手机伴侣的监测数据，并通过电信网络发送到远程监护中心，供专业人员诊断。

这种结合智能穿戴设备来实现对用户健康状态进行监测的技术方案，仅仅是能够被动地监测用户的生物健康数据，不能够引导并改善用户的健康状态，又如公开号为CN106021912A 中国发明专利公开了一种远程在线健康管理系统，线下健康管理系统包括：工作站、会所、指挥中心以及用户家中的一种或多种场地，以及各场地中的医疗和体检设备，用于实现对用户的人体健康数据的采集与传输；线上健康管理系统由用户远程操作终端及用户远程探头终端组成，用于实现对用户的人体健康数据的采集与传输；其中所述用户远程操作终端包括健康手持终端、个人在线健康终端、家庭健康机中的一种或多种，用户远程探头终端包括蓝牙血压检测装置、蓝牙体脂装置、肺活量检测装置、血糖检测装置、心电检测装置、心率检测装置、耳温检测装置、胎心检测装置以及能量装置检测装置中的一种或多种；远程服务系统包括通信终端、运算终端以及云存储终端。也是通过多种装置器对用户的健康状态进行监测，获取人体的健康数据，并建立相应的健康管理系统。而无法改善人体健康状况，也不能够对人体的饮食行为进行指导，不能够形成一个闭环的健康监测与指导系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于液体检测的人体健康营养管理方法及其系统，以解决现有的健康管理装置以及系统不能够实现对用户的饮食行为进行调节，并改善用户健康状态的技术问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供的一种基于液体检测的人体健康营养管理方法，包括以下步骤：

预先存储所述用户的身体信息，根据所述身体信息生成参考饮水量、参考能量摄入量以及参考营养摄入量；

采集并记录用户摄入的饮品信息和食物信息；同时，以一定的时间周期检测用户的尿液参数；

根据所述饮品信息和所述食物信息分析获得所述用户的实际饮水量、实际能量摄入量以及实际营养摄入量；比对所述参考饮水量与所述实际饮水量获得水份指数，比对所述参考能量摄入量与所述实际能量摄入量获得能量指数、所述参考营养摄入量获得饮水平衡指数与所述实际营养摄入量获得营养指数；

根据所述尿液参数获得修正指数，根据所述水份指数、所述能量指数、所述营养指数以及所述修正指数获得所述用户的健康平衡指数。

进一步的，所述用户的身体信息包括用户身份、性别、年龄、身高、体重、运动习惯信息以及饮水习惯信息。

进一步的，将所述用户每一天的所述参考饮水量、所述参考能量摄入量、所述参考营养摄入量以及所述健康平衡指数推送到移动终端。

进一步的，所述饮品信息包括饮品数量以及饮品营养数据，通过设置在液体容器内的水位检测传感器获得用户的饮品数量，通过设置在所述液体容器内的无线通信模块将所述饮品数量传输到云端服务器。

进一步的，通过设置在智能水杯内的光谱检测装置获取所述饮品营养数据，具体包括以下步骤：

检测光源发出不同波长的光源，通过光学传感器接收不同的饮品的折射角度和吸收光谱，存储每种饮品在不同波长的光源下对应的不同折射角度和吸收光谱，将液体容器内的饮品同检测到的折射角度和吸收光谱数据进行关联；

将不同饮品对应的所述折射角度和吸收光谱数据通过无线通信模块传输到移动终端，通过所述移动终端将所述折射角度和吸收光谱数据传输到云端服务器，所述云端服务器分析获得用户的每一种饮品营养数据。

进一步的，通过一尿液检测装置以一定的时间周期获取用户尿液的pH值、蛋白、隐血、比重、葡萄糖、酮体、尿胆原、硝酸盐以及白细胞参数，并将pH值、蛋白、隐血、比重、葡萄糖、酮体、尿胆原、硝酸盐以及白细胞参数通过无线通信模块传送到所述云端服务器。

进一步的，根据所述营养指数、所述能量指数生成营养平衡计划，将所述营养平衡计划推到所述用户的移动终端，同时通过一自动冲调装置提供营养补充饮品。

根据本发明的另一个方面，提供的一种基于液体检测的人体健康营养管理系统，包括液体容器，所述液体容器中设置有液位检测装置和液体识别装置，用于获取用户所饮用的饮品数量以及饮品营养数据，将所述饮品数量和所述饮品营养数据传输到云端服务器；

尿液检测装置，用于获取用户一定的时间周期内的尿液参数，将所述尿液参数传送到云端服务器；

移动终端，用于输入用户的身体信息，并将所述身体信息传送到云端服务器；接收并显示水份指数、能量指数、营养指数、修正指数以及健康平衡指数；根据参考饮水量、参考能量摄入量、参考营养摄入量以及营养平衡计划提醒用户饮水、补充能量和营养；

云端服务器，用于存储饮水量标准数据库、能量摄入标准数据库、营养摄入标准数据库，接收所述用户的身体信息、所述饮品数量、所述饮品营养数据以及所述尿液参数，计算获得健康平衡指数。

进一步的，所述液体容器是一智能水杯，所述智能水杯包括杯体、内胆、杯盖以及底壳，所述内胆设置在所述杯体内，在所述内胆的外侧壁设置有水位检测传感器，所述内胆底部设置有光谱检测装置和水质检测柱，所述水质检测柱上安装有温度传感器和TDS水质检测器；所述光谱检测装置设置在一光谱检测安装座中，包括滤镜、检测光源以及光谱采集传感器，所述内胆底部设置有防水固定片，所述水质检测柱穿出所述防水固定片，所述防水固定片上还设置有滤镜接触窗，所述滤镜贴合所述滤镜接触窗设置，所述检测光源和所述光谱采集传感器分别设置在所述滤镜的两侧；所述水位检测传感器、所述温度传感器、所述TDS水质检测器以及所述光谱采集传感器与设置在所述内胆和所述底壳之间的第二主控电路板电性连接；通过所述水位检测传感器、所述温度传感器、所述TDS水质检测器以及所述光谱检测装置，实时或者按照一定的时间周期获得水杯内的水量、温度、TDS值以及液体反射的光谱数据，所述第二主控电路板上的无线通信装置将所述水量、温度、TDS值以及光谱数据传输到智能移动终端和云端服务器。

进一步的，尿液检测装置包括壳体、识别传感器、蜂巢载体以及检测棒，所述壳体包括内壳体和外壳体，所述蜂巢载体设置在所述内壳体中；所述识别传感器安装在所述内壳体和所述外壳体之间，所述蜂巢载体的外圆周均分设置有所述检测棒，所述识别传感器通过一螺母滑块在导轨上移动，采集所述检测棒上的试纸块颜色与图像信息；所述内壳体和所述外壳体之间还设置有第一主控电路板，所述识别传感器与所述第一主控电路板的微处理器连接，所述颜色与图像信息通过所述第一主控电路板上的无线通信模块传送到云端服务器。使用时，从蜂巢载体中取出未使用的检测棒，使得检测棒中的试纸块与尿液接触后再次插入到蜂巢载体中，通过识别传感器获得检测棒的试纸块颜色与图像信息，颜色与图像信息通过所述第一主控电路板上的无线通信模块传送到云端服务器，云端服务器预先存储试纸的基准颜色图像信息，通过试纸块颜色与图像信息与基准颜色图像信息进行比对，从而可以获取用户尿液参数。

进一步的，所述尿液检测装置还包括第一步进电机和第二步进电机，所述第一步进电机和所述第二步进电机设置在所述外壳体下方的底座中，所述第一步进电机通过一转动托盘带动所述蜂巢载体旋转，使得每一所述检测棒与所述识别传感器对应采集试纸块颜色与图像信息；所述第二步进电机通过一螺杆带动所述螺母滑块沿着所述导轨上下移动，使得所述识别传感器能够获得所述检测棒上多个试纸块颜色与图像信息。

进一步的，所述基于液体检测的人体健康营养管理系统还包括自动冲调装置，用于向用户提供营养补充饮品；所述自动冲调装置包括装置机架、热水器、搅拌室、多个粉剂柱以及第三主控电路板，所述热水器和所述搅拌室设置在所述装置机架内，所述热水器通过一流量计和水泵与所述搅拌室连通，多个粉剂柱安装在所述搅拌室上方，所述粉剂柱的下方出粉孔与一收集器相对，所述收集器下端与所述搅拌室连通，所述搅拌室一侧设置有出水管；所述第三主控电路板设置在所述装置机架内，所述主控电路板与所述粉剂柱下端的推动气缸、所述流量计、所述水泵电性连接，所述第三主控电路板上集成设置有无线通信模块，接收移动终端发送的营养平衡计划，通过多个所述粉剂柱和所述搅拌室获得营养补充饮品。

本发明实施例的基于液体检测的人体健康营养管理方法及其系统，通过预先输入用户的身体信息，云端服务器根据现有的居民饮水量标准、营养摄入标准、能量摄入标准获得用户每一天应当摄入的参考饮水量、参考能量摄入量、参考营养摄入量，通过液体容器中的水位检测传感器、光谱检测装置来识别并记录用户每一天所摄入的饮品数量、类型、营养数据等；通过用户输入日常食用的食品，与云端服务器预先存储的日常主要食物的营养、能量标准参数，计算获得用户每一天实际摄入的营养以及能量；通过对比参考标准以及实际摄入量获得用户的水份指数、营养指数、能量指数，并以一定的时间周期获取尿液参数，通过云端服务器综合处理获得健康平衡指数，并且通过健康平衡指数来指导用户每一天的饮用饮品的种类和数量，并且提供营养冲剂补充营养，调节人体的身体健康，并且能够长期跟踪人体营养状况，逐步改善用户的生活习惯，获得一个健康的生活方式。

附图说明

图1为本发明实施例的基于液体检测的人体健康营养管理方法流程框图；

图2为本发明实施例的液体识别方法流程框图；

图3为本发明实施例的基于液体检测的人体健康营养管理系统结构框图。

图4为本发明实施例的尿液检测装置主视结构图；

图5为本发明实施例的尿液检测装置俯视结构图；

图6为本发明实施例的检测棒三维结构图；

图7为本发明实施例的蜂巢载体主视结构图；

图8为本发明实施例的蜂巢载体俯视结构图；

图9为本发明实施例的智能水杯剖视结构图；

图10为本发明实施例的智能水杯主视结构图；

图11为本发明实施例的光谱检测装置原理结构图；

图12为本发明实施例的自动冲调装置主视结构图；

图13为本发明实施例的粉剂柱主视结构图；

其中，10-尿液检测装置，20-智能水杯，30-自动冲调装置；

11-外壳体，111-用户按键，112-电源开关，12-内壳体，13-翻盖，14-蜂巢载体，141- 检测棒，142-转动托盘，143-第一步进电机，15-底座，151-底座盖板，16-识别传感器，161- 螺母滑块，162-导轨，163-螺杆，164-第二步进电机，17-第一主控电路板，1401-参考色条， 1402-安装槽，1403-中心筒，1411-上端凸台，1412-试纸块，1413-第一标定色块，1414- 第二标定色块，1415-覆膜；

21-杯体，22-杯盖，23-底壳，24-内胆，211-内胆防震硅胶圈，212-水位检测传感器， 213-水质检测柱，214-防水固定片，215-光谱检测装置，216-滤镜防水圈，217-光谱检测安装座，218-检测固定件，219-防水固定件，2120-第二主控电路板，2121-充电电池，2122- 电路板安装座，2123-扬声器，2124-人体水分检测装置，2125-液晶显示屏，2126-饮水量指示灯，2127-显示屏保护件；221-杯盖体，222-杯盖防水片，223-顶部保护件，224-圆周保护件；231-防滑硅胶垫，232-正负极充电片，233-底壳防水硅胶圈，234-充电电源板，235-检测窗口；21241-检测电极片，2141-滤镜接触窗，2151-滤镜，2152-滤镜安装座，2153-检测光源，2154-光谱采集传感器；

31-装置机架，32-热水器，321-温度传感器，322-电热丝，33-流量计，34-水泵，35-搅拌室，351-搅拌叶轮，36-粉剂柱，37-收集器，371-收集叶轮，38-出水管，39-电源器，310-第三主控电路板，361-粉剂腔，362-出粉孔，363-挡块，364-推动气缸。

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

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种基于液体检测的人体健康营养管理方法，包括以下步骤：

S101、预先存储所述用户的身体信息，根据所述身体信息生成参考饮水量、参考能量摄入量以及参考营养摄入量；

S102、采集并记录用户摄入的饮品信息和食物信息；同时，以一定的时间周期检测用户的尿液参数；

S103、根据所述饮品信息和所述食物信息分析获得所述用户的实际饮水量、实际能量摄入量以及实际营养摄入量；比对所述参考饮水量与所述实际饮水量获得水份指数，比对所述参考能量摄入量与所述实际能量摄入量获得能量指数、所述参考营养摄入量获得饮水平衡指数与所述实际营养摄入量获得营养指数；

S104、根据所述尿液参数获得修正指数，根据所述水份指数、所述能量指数、所述营养指数以及所述修正指数获得所述用户的健康平衡指数。

其中，所述用户的身体信息包括用户身份、性别、年龄、身高、体重、运动习惯信息以及饮水习惯信息。

其中，将所述用户每一天的所述参考饮水量、所述参考能量摄入量、所述参考营养摄入量以及所述健康平衡指数推送到移动终端。

其中，所述饮品信息包括饮品数量以及饮品营养数据，通过设置在液体容器内的水位检测传感器获得用户的饮品数量，通过设置在所述液体容器内的无线通信模块将所述饮品数量传输到云端服务器。

关于每一个用户一天应该摄入多少水份、多少能量以及多少营养，这与用户的身体信息息息相关，长期以来，根据各种人群、根据年龄、性别、体重等因素获得了具有参考价值的数据表。

第一，一般情况下，个人的每日参考饮水量＝基础饮水量(性别/年龄)+(实际体重-标准体重±10％)X40ml+气温修正值+运动修正值；

其中，个人基础饮水量与性别、年龄相关，具体数值如表1所示。

表1人体一天基础饮水量数值表

其中，标准体重与性别、身高、年龄相关，可以通过中国男性标准体重与身高表或者中国女性标准体重与身高表查询获得相关数据，也可以利用以下计算公式获得：

1～6个月：出生体重(kg)+月龄×0.6＝标准体重(kg)

7～12个月：出生体重(kg)+月龄×0.5＝标准体重(kg)

1岁-13岁：8+年龄×2＝标准体重(kg)

14岁以上：

男性：身高(cm)-105＝标准体重(kg)

女性：身高(cm)-100＝标准体重(kg)

因此，本发明采用了如下计算方式：

实际的体重在标准体重±10％范围内，则按照表1执行；

实际的体重小于标准体重，按照表1数值，每少1公斤体重，减少40ML水摄入；

实际的体重大于标准体重，按照表1数值，每多1公斤体重，增加40ML水摄入；

运动中，水代谢速率加快，因而每15-20分钟就应该补充一次水，每次喝0.5-1杯(120-230 毫升)水，运动中补充液体的量一般不应超过800毫升。在高温下进行大强度的运动，每小时补液量应大于300毫升。运动完喝多少水和体重相关，原则上，体重每减轻0.5公斤，水的摄入量就要增加2-3杯，约500-700毫升。因此，将运动量按15分钟为单位划分活动强度，每15分钟运动量，需求饮水量增加150ml，从而得到运动修正值。

气温修正值可以根据春夏秋冬四个季节大概调节，夏季平均增加饮水量约100-150ml；以及通过读取当前地点的气温数据进行调节，在30度气温下，按照正常喝水量，高于30度气温，则每升高一度增加40ml。

另外，还可以根据每日参考饮水量，科学规划喝水时间和喝水量，进行不同的身体平衡模式，可以自由设置并分享最优模式。如采用平衡模式、纤体模式、养颜模式、排毒模式、运动模式；可以根据个人习惯自由设定，也可以参考保健医生的建议，在完成参考饮水量的情况下自由设定。

第二、关于参考热量摄入量，人体每日所需热量计算公式：基础代谢率x工作生活类型数值。

一般而言，一个成年人的正常基础代谢热量如下：

成人每日需要的热量，男性：9250-10090千焦耳，女性：7980-8820千焦耳。

每日由食物提供的热量应不少于己于5000千焦耳-7500千焦耳这是维持人体正常生命活动的最少的能量。不管其实际体重多少，计算每日热卡需要量均以正常标准体重计算。

1、根据性别、身高、体重、年龄，计算出人体每天需要基础能量值(basalmetabolism，BM)

●人体基础能量需要(BEE)Harris-Benedict公式

●男性BEE(kcal/24h)＝66.4730+13.751W+5.0033H-6.7550A

●女性BEE(kcal/24h)＝655.0955+9.463W+1.8496H-4.6756A

●(W表体重，H表身高，A表年龄)

2、根据生活中活动强度调整每天基础能量值获得每天基础代谢能量

一般维持需要量：

1)长时间坐在办公室、教室里，很少或是完全没有运动的人。

男：1.40×BMR

女：1.40×BMR

2)轻度活动；偶尔会运动或散步、逛街、到郊外踏青，每周大约少量运动1～3次的人。

男：1.58×BMR

女：1.56×BMR

3)中度活动；有持续运动的习惯，或是会上健身房，每周大约运动3～6次的人。

男：1.79×BMR

女：1.64×BMR

4)重度活动；热爱运动，每周运动6～7次，或是工作量相当大的人。

男：2.10×BMR

女：1.82×BMR

3、根据个人体重推算建议热卡量

根据性别、身高、实际体重、年龄，来决定身体胖瘦程度，以此推算每天建议的热卡摄入量，如实际体重超过正常标准体重，则为过重肥胖，应有计划逐步减肥；需减少热量摄入 (即减少进食量)。如实际体重低于正常标准体重，则为偏瘦，应有计划逐步增肥；需增加热量摄入(即稍增进食量)。

具体地，可以参考表2，反应了中国居民膳食能量推荐摄入量数据表，左边一列是年龄： 0～表示小于5个月的婴儿。0.5～大于5个月小于1岁的婴儿。1～表示年龄大于1岁小于2岁；此表中的″RNI″的计量标准分为两种，一种用″MJ/d″来表示；另一种用″kcal/d″表示。其中″MJ″是能量单位″兆焦″，″kcal″是热量单位″千卡″，″d″表示″每日″，即“兆焦/日”，“千卡/ 日”。在表格下面注明中的″Al″是新标准的″适宜摄入量″。

表2中国居民膳食能量推荐摄入量数据表

第三，关于营养参考摄入量，可以查询中国居民膳食营养素参考摄入量表(未示出)，获得用户各种营养元素的参考摄入量。

本发明的技术方案中：

健康平衡指数＝水份指数^＊50％+能量指数^＊20％+营养指数^＊20％+修正指数^＊10％；

其中，水份指数占总平衡指数50％，能量和营养各占20％，修正指数占10％；

根据液体容器获得饮水数量与饮水参考摄入量进行比对，当用户按时间点进行饮水，水份值保持100％，若没能按进程计划完成喝水量，水份值以未喝水量占总量的比例进行减少，下一时间点补充喝水后，水份值会按补充比例增加，最低水份值会保持在20。当实际的饮水数量与饮水参考摄入量相对，如95-100％-最佳饮水状态，75-95％-饮水状态良好，50-75％- 明显缺水，20-50％-严重缺水。

其中，能量指数变化范围为100-30，每天初始能量值为100；根据用户基础能量消耗值，制定能量摄入计划，综合实际摄入能量值，判定分值，每天能量指数初始值为50，最佳状态为 100，能看到每天、周、月和年的能量平衡值指数。

标准的三餐比例要求是早餐30％，中餐40％，晚餐30％；能量的来源主是碳水化合物 57％，脂肪19％，蛋白质24％。用户将一日三餐食用各种食物数量输入到移动终端，云端服务器预先存储主要食物营养成分表；从而计算获得每一天的能量摄入量，与参考能量摄入量进行比对。过胖的人，按所需热卡量的90％建议补充，过瘦的人按所需热卡量的110％建议补充，标准体重的按照标准热卡量进行补充。能量指数变化按照一日三餐的热量摄入比重进行调整变化。如初始值为100％，上午按照30％的比重降低变化，午餐后中午返回100％。

同样的道理，营养指数与能量指数同样的方式计算。根据用户体型和身体状况，制定营养摄入计划，综合实际摄入营养值，判定分值，每天营养指数初始值为50，最佳状态为100，能看到每天、周、月和年的营养平衡值指数。

修正指数与用户的身体状态相互关联，本技术方案中采用尿液参数的结果与正常范围比对获得，如表3所示，给出了尿液参数与正常范围数值表。

表3尿液参数与正常范围数值表

通过尿液检测装置获得用户的尿液参数时，初始的修正指数设定为100，根据表4，尿液检测异常项与修正指数关系表，通过尿液参数是否异常来判断用户的身体状态，当尿液参数所有的指标均正常时，修正指数为100，然后通过表4的关系依次递减。

表4尿液检测异常项与修正指数关系表

序号	异常项	异常范围	修正指数
				1	0	0	100
2	1-2	＞5％	90
				3	1-2	＞5％	70
4	3-5	＞5％	50
				5	3-5	＞5％	20
6	5以上	0	0

如图2所示，通过设置在智能水杯10内的光谱检测装置获取所述饮品营养数据，具体包括以下步骤：

S201、检测光源发出不同波长的光源，通过光学传感器接收不同的饮品的折射角度和吸收光谱，存储每种饮品在不同波长的光源下对应的不同折射角度和吸收光谱，将液体容器内的饮品同检测到的折射角度和吸收光谱数据进行关联；

S202、将不同饮品对应的所述折射角度和吸收光谱数据通过无线通信模块传输到移动终端，通过所述移动终端将所述折射角度和吸收光谱数据传输到云端服务器，所述云端服务器分析获得用户的每一种饮品营养数据。

其中，通过一尿液检测装置以一定的时间周期获取用户尿液的pH值、蛋白、隐血、比重、葡萄糖、酮体、尿胆原、硝酸盐以及白细胞参数，并将pH值、蛋白、隐血、比重、葡萄糖、酮体、尿胆原、硝酸盐以及白细胞参数通过无线通信模块传送到所述云端服务器。

其中，根据所述营养指数、所述能量指数生成营养平衡计划，将所述营养平衡计划推到所述用户的移动终端，同时通过一自动冲调装置提供营养补充饮品。

当营养指数、能量指数过低时，那么需要对用户进行营养和能量的补充，通过提供营养补充饮品来实现，这一营养补充饮品的营养和能量数据传送到云端服务器，改善用户的健康平衡指数。

根据本发明的另一个方面，如图3所示，提供的一种基于液体检测的人体健康营养管理系统，包括液体容器，所述液体容器中设置有液位检测装置和液体识别装置，用于获取用户所饮用的饮品数量以及饮品营养数据，将所述饮品数量和所述饮品营养数据传输到云端服务器；

尿液检测装置30，用于获取用户一定的时间周期内的尿液参数，将所述尿液参数传送到云端服务器；

移动终端，用于输入用户的身体信息，并将所述身体信息传送到云端服务器；接收并显示水份指数、能量指数、营养指数、修正指数以及健康平衡指数；根据参考饮水量、参考能量摄入量、参考营养摄入量以及营养平衡计划提醒用户饮水、补充能量和营养；

云端服务器，用于存储饮水量标准数据库、能量摄入标准数据库、营养摄入标准数据库，接收所述用户的身体信息、所述饮品数量、所述饮品营养数据以及所述尿液参数，计算获得健康平衡指数。

如图9-11所示，所述液体容器是一智能水杯20，该智能水杯包括杯体21、内胆24、杯盖22以及底壳23，所述内胆24设置在所述杯体21内，在所述内胆24的外侧壁设置有水位检测传感器212，所述内胆24底部设置有光谱检测装置215和水质检测柱213，所述水质检测柱213上安装有温度传感器和TDS水质检测器；所述光谱检测装置215设置在一光谱检测安装座217中，包括滤镜2151、检测光源2153以及光谱采集传感器2154，所述内胆 24底部设置有防水固定片214，所述水质检测柱213穿出所述防水固定片214，所述防水固定片214上还设置有滤镜接触窗2141，所述滤镜2151贴合所述滤镜接触窗2141设置，所述检测光源2153和所述光谱采集传感器2154分别设置在所述滤镜2151的两侧；所述水位检测传感器212、所述温度传感器、所述TDS水质检测器以及所述光谱采集传感器2154与设置在所述内胆24和所述底壳23之间的第二主控电路板2120电性连接；通过所述水位检测传感器212、所述温度传感器、所述TDS水质检测器以及所述光谱检测装置215，实时或者按照一定的时间周期获得水杯内的水量、温度、TDS值以及液体反射的光谱数据，所述第二主控电路板2120上的无线通信装置将所述水量、温度、TDS值以及光谱数据传输到云端服务器。

其中，智能水杯20还包括人体水分检测装置2124，所述人体水分检测装置2124包括信号激励单元、阻抗测量单元以及至少一组检测电极片21241，所述人体水分检测装置2124 设置在所述底壳23内，所述信号激励单元和所述阻抗测量单元与所述第二主控电路板2120 电性连接，所述检测电极片21241设置在所述底壳23外壁。使用时，人的手或者其他部分接触检测电极片21241，电路导通，从而测量此时测量人体组织的电阻抗，将电阻抗数据通过无线通信装置传送到云端服务器，通过一段时间的统计分析，综合判断用户的人体水分参数。

其中，所述检测光源2153包括多个单色LED光源，通过所述第二主控电路板2120控制并发出对应特定营养元素的特定波长光源，获得特定营养元素所对应的元素光谱数据并传送到所述云端服务器，所述云端服务器根据所述元素光谱数据分析获得水杯内液体的各种营养元素含量数据。

其中，所述杯体21的一侧还设置有液晶显示屏2125和饮水量指示灯2126，以及所述底壳23内还设置有扬声器2123，所述液晶显示屏2125、所述饮水量指示灯2126以及所述扬声器2123与所述第二主控电路板2120电性连接。结合水位检测传感器212以及饮水量指示灯2126，能够实时显示用户的饮水量，通过液晶显示屏2125能够实时显示杯内的液体参数，如温度、水量、TDS值以及液体类型等。

其中，所述第二主控电路板2120通过一电路板支撑座安装2122在所述底壳23内，位于所述光谱检测安装座217下方；所述第二主控电路板2120设置有微处理器，所述微处理器与一驱动电源电性连接。

其中，所述驱动电源是充电电池2121，所述充电电池2121设置在所述第二主控电路板 2120下方，位于所述电路板支撑座2122之间；所述充电电池2121通过一充电电源板234 与设置在所述底壳23内的正负极充电片232连接，所述正负极充电片232的感应线圈与无线充电器的感应线圈耦合。

其中，所述内胆24上部与所述杯体21连接处设置有内胆防震硅胶圈211，所述内胆24 底部设置有防水固定件219；所述底壳23与所述杯体21连接部设置有底壳防水硅胶圈233，所述底壳23的底部设置有防滑硅胶垫231。

其中，所述杯盖包括杯盖体221和杯盖防水片222，所述杯盖防水片222设置在所述杯盖体221内，所述杯盖防水片222与所述内胆24的上端配合。

通过在智能水杯20内设置水量、TDS值、水温等检测传感器，并且设置在光谱检测装置215，能够快速地识别杯内的液体类型和液体的营养元素含量，另外，还通过设置在底壳 23位置的人体水分检测装置2124，能够长期跟踪用户的身体组织是否缺水，通过全面地液体参数采集、用户长期营养摄入情况以及用户的身体组织水分含量。

如图4-8所示，尿液检测装置10包括壳体、识别传感器16、蜂巢载体14以及检测棒141，所述壳体包括内壳体11和外壳体12，所述蜂巢载体14设置在所述内壳体11中；所述识别传感器16安装在所述内壳体11和所述外壳体12之间，所述蜂巢载体14的外圆周均分设置有所述检测棒141，所述识别传感器16通过一螺母滑块161在导轨162上移动，采集所述检测棒141上的试纸块颜色与图像信息；所述内壳体11和所述外壳体12之间还设置有第一主控电路板17，所述识别传感器16与所述第一主控电路板7的微处理器连接，所述试纸块颜色与图像信息通过所述第一主控电路板17上的无线通信模块传送到云端服务器。使用时，从蜂巢载体14中取出未使用的检测棒141，使得检测棒141中的试纸块1412与尿液接触后再次插入到蜂巢载体14中，通过识别传感器16获得检测棒141的试纸块颜色与图像信息，试纸块颜色与图像信息通过所述第一主控电路板17上的无线通信模块传送到云端服务器，云端服务器预先存储试纸的基准颜色图像信息，通过试纸块颜色与图像信息与基准颜色图像信息进行比对，从而可以获取用户尿液参数。

其中，所述尿液检测装置10还包括第一步进电机143和第二步进电机64，所述第一步进电机143和所述第二步进电机164设置在所述外壳体12下方的底座15中，所述第一步进电机143通过一转动托盘142带动所述蜂巢载体14旋转，使得每一所述检测棒141与所述识别传感器16对应采集试纸块颜色与图像信息；所述第二步进电机164通过一螺杆163带动所述螺母滑块162沿着所述导轨162上下移动，使得所述识别传感器161能够获得所述检测棒141上多个试纸块颜色与图像信息。

其中，所述外壳体12的上端设置有电源开关112以及至少一个用户按键111，所述电源开关112和所述用户按键111与所述第一主控电路板17的微处理器连接；每一所述用户按键111关联对应若干检测棒141。多个用户需要进行尿液检测时，通过用户按键111获取对应位置的检测棒141，避免检测棒141之间的互相干扰。

其中，所述尿液检测装置10还包括翻盖13，所述翻盖13一端铰接设置在所述外壳体 12上端；所述内壳体11和所述底座15之间设置有底座盖板151，所述第一步进电机143和所述第二步进电机164设置在所述底座盖板151下方。

其中，所述蜂巢载体14包括中心筒1403以及均匀环绕所述中心筒1403设置的多个安装槽1402，其中一个安装槽1402设置有参考色条1401，其余的所述安装槽1402内插入设置有所述检测棒141。

其中，所述检测棒141包括上端凸台1411以及设置在所述上端凸台1411下方的多个试纸块1412，多个所述试纸块1412间隙成列分布，多个所述试纸块1412两端分别设置有第一标定色块1413和第二标定色块1414，所述试纸块1412、所述第一标定色块1413和第二标定色块1414上设置有一层覆膜1415。

其中，所述螺母滑块161与所述上端凸台1411对应，螺杆163带动所述螺母滑块161向上移动时，与所述上端凸台1411配合，将对应的所述检测棒141从所述蜂巢载体14的所述安装槽1402内顶出。

其中，所述第一主控电路板17上还设置有电机驱动模块，所述电机驱动模块与所述微处理器连接，控制所述第一步进电机143和第二步进电机164。

其中，所述第一主控电路板17上还设置有无线通信模块，所述无线通信模块与所述微处理器连接，将所述试纸块颜色与图像信息传送到云端服务器。

其中，所述第一主控电路板17上还设置有电源模块，所述电源模块与所述微处理器连接，与外部电源或者电池组连接。

通过设置蜂巢载体14，然后将多个检测棒141互不干扰地安装在蜂巢载体14内，通过用户按键111来关联多个用户，使得每一用户分别对应若干检测棒141，然后通过识别传感器16与检测棒对应采集试纸块颜色与图像信息，通过云端服务器比对获得尿液参数信息；用户在使用时，通过用户按键111，可以选择对应的检测棒141，然后将检测棒141与尿液接触，重新插入到安装槽1402内，识别传感器16完成一次尿液检测。

如图12、13所示，所述基于液体检测的人体健康营养管理系统还包括自动冲调装置30，用于向用户提供营养补充饮品；所述自动冲调装置30包括装置机架31、热水器32、搅拌室 35、多个粉剂柱36以及第三主控电路板310，所述热水器32和所述搅拌室35设置在所述装置机架31内，所述热水器32通过一流量计33和水泵34与所述搅拌室35连通，多个粉剂柱36安装在所述搅拌室35上方，所述粉剂柱36的下方出粉孔362与一收集器37相对，所述收集器37下端与所述搅拌室35连通，所述搅拌室35一侧设置有出水管38；所述第三主控电路板310设置在所述装置机架31内，所述第三主控电路板310与所述粉剂柱36下端的推动气缸364、所述流量计33、所述水泵34电性连接，所述第三主控电路板310上集成设置有无线通信模块，接收移动终端发送的营养平衡计划，通过多个所述粉剂柱36和所述搅拌室35获得营养补充饮品。

其中，所述热水器32中设置有电热丝322和温度传感器321，所述电热丝322和所述温度传感器321与所述第三主控电路板310电性连接。

其中，所述搅拌室35内设置有搅拌叶轮351，所述收集器37中设置有收集叶轮371，所述搅拌叶轮351和所述收集叶轮371的驱动电机与所述第三主控电路板310连接。

其中，所述装置机架31内设置有电源器39，为装置内的电器元件提供工作电压。所述粉剂柱36包括粉剂腔361以及设置在所述粉剂腔361下端的出粉孔362，所述出粉孔362设置有挡块363，所述挡块363与所述推动气缸364连接。

使用时，通过在粉剂柱36内放置不同的营养粉，每一种营养粉可以补充营养元素、能量等，根据用户实际的能量、营养摄入情况，云端服务器能够获知用户各种营养元素的摄入量，然后生成营养补充计划，针对每一用户形成不同的营养粉补充组合方案，然后将营养粉补充组合方案传送到自动冲调装置30的第三主控电路板310，输出营养补充饮品，改善用户的营养指数、能量指数，从而提升用户的健康平衡指数。

本发明实施例的基于液体检测的人体健康营养管理方法及其系统，通过预先输入用户的身体信息，云端服务器根据现有的居民饮水量标准、营养摄入标准、能量摄入标准获得用户每一天应当摄入的参考饮水量、参考能量摄入量、参考营养摄入量，通过液体容器中的水位检测传感器、光谱检测装置来识别并记录用户每一天所摄入的饮品数量、类型、营养数据等；通过用户输入日常食用的食品，与云端服务器预先存储的日常主要食物的营养、能量标准参数，计算获得用户每一天实际摄入的营养以及能量；通过对比参考标准以及实际摄入量获得用户的水份指数、营养指数、能量指数，并以一定的时间周期获取尿液参数，通过云端服务器综合处理获得健康平衡指数，并且通过健康平衡指数来指导用户每一天的饮用饮品的种类和数量，并且提供营养冲剂补充营养，调节人体的身体健康，并且能够长期跟踪人体营养状况，逐步改善用户的生活习惯，获得一个健康的生活方式。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件来实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如 ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。

Claims (12)

1.一种基于液体检测的人体健康营养管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

预先存储所述用户的身体信息，根据所述身体信息生成参考饮水量、参考能量摄入量以及参考营养摄入量；

采集并记录用户摄入的饮品信息和食物信息；同时，以一定的时间周期检测用户的尿液参数；

根据所述饮品信息和所述食物信息分析获得所述用户的实际饮水量、实际能量摄入量以及实际营养摄入量；比对所述参考饮水量与所述实际饮水量获得水份指数，比对所述参考能量摄入量与所述实际能量摄入量获得能量指数、所述参考营养摄入量获得饮水平衡指数与所述实际营养摄入量获得营养指数；

根据所述尿液参数获得修正指数，根据所述水份指数、所述能量指数、所述营养指数以及所述修正指数获得所述用户的健康平衡指数。

2.根据权利要求1所述的一种基于液体检测的人体健康营养管理方法，其特征在于，所述用户的身体信息包括用户身份、性别、年龄、身高、体重、运动习惯信息以及饮水习惯信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于液体检测的人体健康营养管理方法，其特征在于，将所述用户每一天的所述参考饮水量、所述参考能量摄入量、所述参考营养摄入量以及所述健康平衡指数推送到移动终端。

4.根据权利要求3所述的一种基于液体检测的人体健康营养管理方法，其特征在于，所述饮品信息包括饮品数量以及饮品营养数据，通过设置在液体容器内的水位检测传感器获得用户的饮品数量，通过设置在所述液体容器内的无线通信模块将所述饮品数量传输到云端服务器。

5.根据权利要求4所述的一种基于液体检测的人体健康营养管理方法，其特征在于，通过设置在智能水杯内的光谱检测装置获取所述饮品营养数据，具体包括以下步骤：

检测光源发出不同波长的光源，通过光学传感器接收不同的饮品的折射角度和吸收光谱，存储每种饮品在不同波长的光源下对应的不同折射角度和吸收光谱，将液体容器内的饮品同检测到的折射角度和吸收光谱数据进行关联；

将不同饮品对应的所述折射角度和吸收光谱数据通过无线通信模块传输到移动终端，通过所述移动终端将所述折射角度和吸收光谱数据传输到云端服务器，所述云端服务器分析获得用户的每一种饮品营养数据。

6.根据权利要求2所述的一种基于液体检测的人体健康营养管理方法，其特征在于，通过一尿液检测装置以一定的时间周期获取用户尿液的pH值、蛋白、隐血、比重、葡萄糖、酮体、尿胆原、硝酸盐以及白细胞参数，并将pH值、蛋白、隐血、比重、葡萄糖、酮体、尿胆原、硝酸盐以及白细胞参数通过无线通信模块传送到所述云端服务器。

7.根据权利要求2所述的一种基于液体检测的人体健康营养管理方法，其特征在于，根据所述营养指数、所述能量指数生成营养平衡计划，将所述营养平衡计划推到所述用户的移动终端，同时通过一自动冲调装置提供营养补充饮品。

8.一种基于液体检测的人体健康营养管理系统，其特征在于，所述系统包括液体容器，所述液体容器中设置有液位检测装置和液体识别装置，用于获取用户所饮用的饮品数量以及饮品营养数据，将所述饮品数量和所述饮品营养数据传输到云端服务器；

尿液检测装置，用于获取用户一定的时间周期内的尿液参数，将所述尿液参数传送到云端服务器；

移动终端，用于输入用户的身体信息，并将所述身体信息传送到云端服务器；接收并显示水份指数、能量指数、营养指数、修正指数以及健康平衡指数；根据参考饮水量、参考能量摄入量、参考营养摄入量以及营养平衡计划提醒用户饮水、补充能量和营养；

云端服务器，用于存储饮水量标准数据库、能量摄入标准数据库、营养摄入标准数据库，接收所述用户的身体信息、所述饮品数量、所述饮品营养数据以及所述尿液参数，计算获得健康平衡指数。

9.根据权利要求8所述的一种基于液体检测的人体健康营养管理系统，其特征在于，所述液体容器是一智能水杯，所述智能水杯包括杯体、内胆、杯盖以及底壳，所述内胆设置在所述杯体内，在所述内胆的外侧壁设置有水位检测传感器，所述内胆底部设置有光谱检测装置和水质检测柱，所述水质检测柱上安装有温度传感器和TDS水质检测器；所述光谱检测装置设置在一光谱检测安装座中，包括滤镜、检测光源以及光谱采集传感器，所述内胆底部设置有防水固定片，所述水质检测柱穿出所述防水固定片，所述防水固定片上还设置有滤镜接触窗，所述滤镜贴合所述滤镜接触窗设置，所述检测光源和所述光谱采集传感器分别设置在所述滤镜的两侧；所述水位检测传感器、所述温度传感器、所述TDS水质检测器以及所述光谱采集传感器与设置在所述内胆和所述底壳之间的第二主控电路板电性连接；通过所述水位检测传感器、所述温度传感器、所述TDS水质检测器以及所述光谱检测装置，实时或者按照一定的时间周期获得水杯内的水量、温度、TDS值以及液体反射的光谱数据，所述第二主控电路板上的无线通信装置将所述水量、温度、TDS值以及光谱数据传输到智能移动终端和云端服务器。

10.根据权利要求8所述的一种基于液体检测的人体健康营养管理系统，其特征在于，所述尿液检测装置包括壳体、识别传感器、蜂巢载体以及检测棒，所述壳体包括内壳体和外壳体，所述蜂巢载体设置在所述内壳体中；所述识别传感器安装在所述内壳体和所述外壳体之间，所述蜂巢载体的外圆周均分设置有所述检测棒，所述识别传感器通过一螺母滑块在导轨上移动，采集所述检测棒上的试纸块颜色与图像信息；所述内壳体和所述外壳体之间还设置有第一主控电路板，所述识别传感器与所述第一主控电路板的微处理器连接，所述颜色与图像信息通过所述第一主控电路板上的无线通信模块传送到云端服务器。使用时，从蜂巢载体中取出未使用的检测棒，使得检测棒中的试纸块与尿液接触后再次插入到蜂巢载体中，通过识别传感器获得检测棒的试纸块颜色与图像信息，颜色与图像信息通过所述第一主控电路板上的无线通信模块传送到云端服务器，云端服务器预先存储试纸的基准颜色图像信息，通过试纸块颜色与图像信息与基准颜色图像信息进行比对，从而可以获取用户尿液参数。

11.根据权利要求10所述的一种基于液体检测的人体健康营养管理系统，其特征在于，所述尿液检测装置还包括第一步进电机和第二步进电机，所述第一步进电机和所述第二步进电机设置在所述外壳体下方的底座中，所述第一步进电机通过一转动托盘带动所述蜂巢载体旋转，使得每一所述检测棒与所述识别传感器对应采集试纸块颜色与图像信息；所述第二步进电机通过一螺杆带动所述螺母滑块沿着所述导轨上下移动，使得所述识别传感器能够获得所述检测棒上多个试纸块颜色与图像信息。

12.根据权利要求8所述的一种基于液体检测的人体健康营养管理系统，其特征在于，还包括自动冲调装置，用于向用户提供营养补充饮品；所述自动冲调装置包括装置机架、热水器、搅拌室、多个粉剂柱以及第三主控电路板，所述热水器和所述搅拌室设置在所述装置机架内，所述热水器通过一流量计和水泵与所述搅拌室连通，多个粉剂柱安装在所述搅拌室上方，所述粉剂柱的下方出粉孔与一收集器相对，所述收集器下端与所述搅拌室连通，所述搅拌室一侧设置有出水管；所述第三主控电路板设置在所述装置机架内，所述主控电路板与所述粉剂柱下端的推动气缸、所述流量计、所述水泵电性连接，所述第三主控电路板上集成设置有无线通信模块，接收移动终端发送的营养平衡计划，通过多个所述粉剂柱和所述搅拌室获得营养补充饮品。