CN1117268C - 电子式人体健康秤 - Google Patents
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Abstract
电子式人体健康秤，由硬件和软件组成，主要特点是软件按如下步骤运行：a、定时器到时或脚踏开关闭合触发；b、数字电路部分进入工作状态；d、测量A/D转换的结果D；e、如果是定时器到时触发，则将A/D转换的结果D作为新的零点Z；如果是脚踏开关闭合触发，将现在测量的结果D减去当前零点值Z得到M，计算出对应的人体的真实重量并显示在显示器(4)上；称重完毕，关闭显示器；g、数字电路进入低功耗状态，程序进入休眠状态，它具有使用方便、测量精度高、节能等特点。
Description
本发明涉及一种电子式人体健康秤。
目前，市场上的电子式人体健康秤一般都是用电子电池来供电，为了延长电池的使用寿命，一般的电子健康秤在每次使用完以后都自动关断全部或部分电路电源来省电，其称量人体重量的程序流程见图1所示，在每次称重前都必须先踢或踩一下健康秤开机，然后等待健康秤归零后再站上去称重，这样使用起来不方便。
本发明的目的是提供一种电子式人体健康秤，它自动定时检测压力传感器和模拟电路的变化而作出相应的调整，读取准确的零点，每次称重的时候都不需要等待归零，而是直接站上秤即可显示准确的重量，操作方便，而且精度高，节能。
本发明是由如下技术方案来实现的：它由硬件和软件组成，硬件部分由电路部分和机械部分组成，其中电路部分包括模拟电路部分、数字电路部分和电源组成，模拟电路部分包括压力传感器、放大器和A/D转换器，数字电路部分包括显示器和单片机，在单片机里面运行的软件部分是按如下步骤来运行的：
a、定时器到时或脚踏开关闭合触发单片机里面的软件部分运行；
b、数字电路部分进入工作状态；
d.测量A/D转换的结果D；
e、判断定时器到时触发还是脚踏开关闭合触发；如果是定时器到时触发，则将A/D转换的结果D作为新的零点值更新为Z并储存；如果是脚踏开关闭合触发，即人在秤上时，将现在测量的结果D减去当前零点值Z得到M，即M＝D-Z，然后对M进行数据处理，计算出对应的人体的真实重量并显示在显示器(4)上；称重完毕，关闭显示器；
g、数字电路进入低功耗状态，程序进入休眠状态。
上述所述的电源由主电源和受控电源组成，主电源为单片机等数字电路供电，受控电源的控制端与单片机连接，受控电源的输出端与压力传感器、放大器和A/D转换器连接；软件部分的步骤d之前应该增加一步骤C、打开模拟电路部分的受控电源；在步骤g的前面要增加一个步骤f、关闭模拟电路部分的受控电源。
上述所述的单片机可以是带有存储器EEPROM。
上述所述单片机的触发脚与脚踏开关相连。
上述所述的定时器可以是与单片机相连的内置或外置式硬件的定时器。
上述所述的定时器可以是一个软件定时器。
本发明与现有技术相比具有如下优点：1)使用方便，传统的电子式人体健康秤为了保证称量准确性必须在称重之前读取零点归零，然后才可以称重，而本发明主要优点是人直接站在秤上就可以触发单片机程序，立即测量并计算出准确的重量，不需要等待归零。2)测量精度高，因为单片机每隔一段时间一例如10分钟就测量并刷新一次零点，因此人在称重的时间与单片机上一次自动测零点的时间相差不大，即影响零点变化的温度等主要因数变化不大，因此测量的结果当然较为准确；3)节能，单片机在每次测完零点后马上关闭供应给模拟电路部分的电源，并且进入低功耗状态，因此能节约电能，使电池比较耐用。
下面结合附图对本发明作详细的说明：
图1是传统的电子式人体健康秤的控制程序流程图；
图2是本发明的硬件方框图；
图3是本发明对应的电路图；
图4是本发明的控制程序流程图。
如图2、图3、图4所示，本发明由硬件和软件组成，硬件部分由电路部分和机械部分组成，其中电路部分包括模拟电路部分、数字电路部分和电源组成，模拟电路部分包括压力传感器(1)、放大器(2)和A/D转换器(3)，数字电路部分包括显示器(4)和单片机(5)，在单片机(5)里面运行的软件部分是按如下步骤来运行的：
a、定时器到时或脚踏开关闭合触发单片机(5)里面的软件部分运行；
b.数字电路部分进入工作状态；
d、测量A/D转换的结果D；
e、判断定时器到时触发还是脚踏开关闭合触发；如果是定时器到时触发，则将A/D转换的结果D作为新的零点值更新为Z并储存；如果是脚踏开关闭合触发，即人在秤上时，将现在测量的结果D减去当前零点值Z得到M，即M＝D-Z，然后对M进行数据处理，计算出对应的人体的真实重量并显示在显示器(4)上；称重完毕，关闭显示器：
g、数字电路进入低功耗状态，程序进入休眠状态。
另外电源由主电源(6)和受控电源(7)组成，主电源(6)为单片机(5)和显示器(4)供电，受控电源(7)的控制端与单片机(5)连接，受控电源(7)的输出端与压力传感器(1)、放大器(2)和A/D转换器(3)连接；软件部分的步骤d之前应该增加一步骤C、打开模拟电路部分的受控电源(7)；在步骤g的前面要增加一个步骤f、关闭模拟电路部分的受控电源(7)。单片机(5)可以是带有存储器EEPROM(9)，软件部分可以存储在存储器EEPROM(9)。单片机(5)的触发脚与脚踏开关(8)相连。定时器可以是与单片机(5)相连的内置或外置式硬件的定时器，也可以是一个软件定时器，软件定时器可以通过一个延时后跳转的程序模块来实现。显示器可以用LCD显示屏或LED数码管，主要用于显示测量重量。
实施例：如图3所示，本发明的工作原理如下：供电电源提供6V～9V电压，通过IC3稳压后，产生5V左右的稳定电压，供给单片机(5)、EEPROM等数字部分。另一部分则通过Q4、Q1、IC4A等产生5V左右的电压，供电给传感器、放大器和A/D转换等模拟部分。输出电压经IC4A采样反馈回调整管Q4，这里采用的是负反馈，起稳定电压的作用。同时，当电源电压下降到一定程度时，IC4A的输出端将产生一高电平，通过R8输入到单片机(5)，起低电报警的作用。另外单片机(5)可通过PC4和PC5控制该稳压部分的电源开关，如PC4输出低电平，PC5输出一高电平脉冲即可使模拟电路电源工作；PC4输出一高电平即可使调整管Q4截断，关断输出电源。
图3中IC4D及附近相关的电阻电容构成信号放大器。当压力传感器感受到物体压力时，应变产生电信号加于运算放大器的正负输入端，该信号经放大器线性放大后输出到A/D转换的输入端。A/D转换由IC4B、IC4C、Q5、相关电阻电容网络及单片机(5)软件控制构成。就这样，加在压力应变传感器上的重物，其重量通过压力传感器、直流信号放大器、双积分A/D转换器到单片机(5)里转换成数值，再经过处理在LCD或LED上显示出来。测量精度取决于压力传感器的线性度、直流信号放大器的线性度、基准比较电压的稳定性以及软件的线性补偿等。
这里有一个重要的参数：零值。零值就是当无测量重量加于压力传感器上时，信号经A/D转换后出来的数值。零值对测量精度影响很大，因为测量出的重量是基于零值的相对重量，若零值不稳定，测量出来的重量的偏差是比较大的。然而温度、湿度等环境的变化对零值的影响也是比较大的。比如早上测出的零值跟晚上测出的也有一定的偏差，因此，常用的办法就是在每次测量之前先测零值。这样测出的重量就比较精确。但这样做对使用者来说是很麻烦的。比如使用者测量体重时习惯于一站上电子秤马上就可以得出结果，但事实上这会出错的，因为这时零值还没有测出来。常规的做法就是先按一下开关，等待1～2秒，在电子秤显示“0”后，再站到秆上。这样对一些没用过这种秤的人来说是比较麻烦的。因此，我们设计出自动调零电子秤也叫傻瓜秤，是在不影响测量精度的基础上实现自动上称功能的。我们的做法是增加一个定时器，在单片机(5)睡眠时每隔5分钟或10分钟，这在一般情况下是符合精度要求的定时产生一信号，让单片机(5)定时测量零值并更新。更新零值后单片机(5)重新进入睡眠状态以节省用电。这样就不必每次测量以前先测零值，对使用者来说是方便多了。
现在重新说明一下自动调零电子秤的工作原理：当接上电源时，单片机(5)开始读取EEPROM上的控制信息和数据资料，并初始化各模块，如定时器每隔5分钟或10分钟产生定时信号。测量零值，并将零值设为当前零值。接着通过PC5关断模拟部分供电电源，这样可以节省用电。之后单片机(5)进入休眠状态，在单片机(5)的休眠状态，其耗电是非常低的。这时整个系统处于休眠状态，只有定时器或称重脚踏开关(8)才会唤醒单片机(5)，如称重开关没有信号，则定时器每隔一段时间一例如5分钟或10分钟产生一个信号唤醒单片机(5)。唤醒后，单片机(5)测量一次零值，并更新，以此零值为当前零值。之后单片机(5)再次进入休眠状态以节省用电。当使用者需要称重时，只须往电子秤上站好就行。这时秤上的称重脚踏开关(8)接上，唤醒单片机(5)，并以当前零值为基础进行称重，并将称重结果显示在LCD或LED显示屏上。8秒后，单片机(5)重新又进入休眠状态。如电源电压降低，则IC4A的输出端将输出一高电平以作低电报警。单片机(5)唤醒时将会显示低电信号，通知使用者更换电池。
这就是我们所设计的自动调零电子秤。其特点是使用简单、耗电低、测量精度高等。
Claims (6)
1、电子式人体健康秤，由硬件和软件组成，硬件部分由电路部分和机械部分组成，其中电路部分包括模拟电路部分、数字电路部分和电源组成，模拟电路部分包括压力传感器(1)、放大器(2)和A/D转换器(3)，数字电路部分包括显示器(4)和单片机(5)，其特征在于在单片机(5)里面运行的软件部分是按如下步骤来运行的：
a、定时器到时或脚踏开关闭合触发单片机(5)里面的软件部分运行；
b、数字电路部分进入工作状态；
d.测量A/D转换的结果D；
e、判断定时器到时触发还是脚踏开关闭合触发；如果是定时器到时触发，则将A/D转换的结果D作为新的零点值更新为Z并储存；如果是脚踏开关闭合触发，即人在秤上时，将现在测量的结果D减去当前零点值Z得到M，即M＝D～Z，然后对M进行数据处理，计算出对应的人体的真实重量并显示在显示器(4)上；称重完毕，关闭显示器；
g、数字电路进入低功耗状态，程序进入休眠状态。
2、根据权利要求1所述的电子式人体健康秤，其特征在于所述的电源由主电源(6)和受控电源(7)组成，主电源(6)为单片机(5)和显示器(4)供电，受控电源(7)的控制端与单片机(5)连接，受控电源(7)的输出端与压力传感器(1)、放大器(2)和A/D转换器(3)连接；软件部分的步骤d之前增加一步骤C、打开模拟电路部分的受控电源(7)；在步骤g的前面要增加一个步骤f、关闭模拟电路部分的受控电源(7)。
3、根据权利要求1所述的电子式人体健康秤，其特征在于单片机(5)可以是带有存储器EEPROM(9)。
4、根据权利要求1所述的电子式人体健康秤，其特征在于在单片机(5)的触发脚与脚踏开关(8)相连。
5、根据权利要求1所述的所述的电子式人体健康秤，其特征在于所述的定时器可以是与单片机(5)相连的内置或外置式硬件的定时器。
6、根据权利要求1所述的所述的电子式人体健康秤，其特征在于所述的定时器可以是一个软件定时器。
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