CN113598715A

CN113598715A - 一种智能健康管理设备

Info

Publication number: CN113598715A
Application number: CN202110950615.0A
Authority: CN
Inventors: 邱超
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-08-18
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2021-11-05

Abstract

本公开涉及一种智能健康管理设备，包括：智能椅，至少设置多个第三传感器，多个所述第三传感器共面且矩阵样分布，且其配置为检测所述椅面传递的用户身体产生的第一压力；脚垫，铺设于智能椅之前的地面上，其上设置有多个第一传感器，多个所述第一传感器共面且矩阵样分布，且其配置为检测用户身体产生的第二压力；控制部，其设置于所述智能椅的所述支撑腿上，至少包括一分析模块，所述分析模块配置为根据所述第一压力及所述第二压力，估算用户的当前体重。相比较于体脂称或可穿戴设备来说，本发明用户感知度低，容易养成使用习惯，从而实现长期的个人健康管理。

Description

一种智能健康管理设备

技术领域

本发明涉及一种信息处理方法，特别是涉及一种智能健康管理设备。

背景技术

现代社会竞争日趋激烈，工作压力越来越大，人们在快节奏的生活中不注意自己的饮食，且三餐不规律，办公室人群几乎脱离运动。因此，越来越多的人出现肥胖问题。而据世界卫生组织研究，肥胖本身就是一种疾病，其危害程度高于吸烟4倍，控制肥胖是降低慢性病发病率和病死率的一个关键因素。另据相关研究，肥胖可使二型糖尿病、胆囊疾病、血脂异常、胰岛素抵抗、气喘和睡眠中阻性呼吸暂停的风险显著增加。同时也有证据表明，过渡肥胖也会使冠心病、高血压以及骨关节病，甚至女性多囊卵巢综合征、生育功能低下的患病风险提高。

目前，评价人体胖瘦程度一个常用的指标是BMI，也即身体质量指数。身体质量指数是国际上衡量人体胖瘦程度以及是否健康的常见标准，一般认为，BMI正常值在20-25之间，超过25为超重，而高于30则属于肥胖。BMI的具体计算公式为BMI＝体重÷身高2。一般认为，目前BMI指标，可以作为评价肥胖的参考之一来供用户自查。虽然，体脂率也可以作为衡量肥胖的标准，而且，现在已有大量物联网设备可以提供体脂率测量。但是，由于现有体脂测量的设备一般都体脂称等物联网设备，而对于现在生活节奏较快的人群来说，并不能规律的使用体脂称进行测量，因此事实上并不能很好的帮助用户了解自己的健康状况。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种更符合用户使用习惯的智能健康管理设备。

为了实现上述目的，本发明提供的一种智能健康管理设备，包括：

智能椅，包括椅面和支撑所述椅面的支撑腿，所述支撑腿包括第一支撑腿和与所述第一支撑腿连接以形成椅面支撑部的第二支撑腿，所述第一支撑腿和所述第二支撑腿上，至少设置多个第三传感器，多个所述第三传感器共面且矩阵样分布，且其配置为检测所述椅面传递的用户身体产生的第一压力；

脚垫，铺设于智能椅之前的地面上，其上设置有多个第一传感器，多个所述第一传感器共面且矩阵样分布，且其配置为检测用户身体产生的第二压力；

控制部，其设置于所述智能椅的所述支撑腿上，至少包括一分析模块，所述分析模块配置为根据所述第一压力及所述第二压力，估算用户的当前体重。

作为优选，所述第一传感器和所述第三传感器为压力传感器，所述控制部还包括有一压力传感器检测的模拟信号转化为数字信号的模数转换模块。

作为优选，还包括一私有云存储，其与所述控制部通过通讯模块连接，且其至少包括一存储模块和一Web界面，所述存储模块配置为存储所述第一传感器、第三传感器和/或估算的用户的当前体重，所述Web界面配置为通过Http协议或Https协议向一移动终端发送数据。

作为优选，所述控制部在估算用户当前体重时，依照如下方式进行：

对多个所述第三传感器的检测值计算第一平均值；

对多个所述第一传感器的检测值计算第二平均值；

依据所述第一平均值和所述第二平均值，获得实时体重预估数；

针对一预设时间段，对所述实时体重预估数进行加权平均以获得用户的当前体重。

作为优选，所述第一支撑腿和所述第二支撑腿均由提供刚性支撑的内层板材和提供弹性支撑的外层板材制成，且，所述第一支撑腿的外层板材与所述椅面接触的部分，至少形成第一间隙，沿所述第一间隙延伸的两端，各形成一容置两个所述第三传感器的第一容置部；所述第二支撑腿由所述内层板材和所述外层板材弯折形成且连接设置有椅背，且所述第二支撑腿的外层板材与所述椅面接触的部分，至少形成第二间隙，所述第二间隙在弯折部处构造为第二容置部，另一个所述第三传感器容置于所述第二容置部。

作为优选，所述椅面上设置有一坐垫，所述坐垫和/或所述椅面上，设置有第二传感器，所述第二传感器设置有多个且呈矩阵样分布，且其配置为根据检测到的用户身体多个点的压力值，确定用户姿态，根据所述用户姿态及预设关系表，确定加权平均算法的权数。

作为优选，所述Web界面包括有：

数据分析单元，其配置为针对预估的用户的当前体重，结合预设的用户身高信息，计算BMI指数；

提示告警单元，其配置为在所述BMI指数超出预设范围时，向所述移动终端推送警示信息。

作为优选，所述Web界面还包括评价建议单元，所述评价建议单元配置为根据预设资料库，向用户推送BMI指数控制建议。

作为优选，所述Web界面还包括历史数据查询单元，所述历史数据查询单元配置为向用户提供一段时期内的体重预估数据查询。

作为优选，所述第一传感器、第二传感器和/或第三传感器，各自独立为电子压力传感器。

与现有技术相比较，本发明提供的一种智能健康管理设备，无需依赖可穿戴设备，用户在每日的吃饭、阅读或工作期间，正常就坐于智能椅上，即可持续的由智能椅上的传感器采集来自用户的压力值，进而转化为估算的用户体重。进而由初始化输入的用户的身高数据，即可换算为BMI指数，当该指数过高时，可向系统预设的移动终端推送警示消息，提醒用户注意运动炼或注意饮食健康。由于该健康管理设备中，主要起到数据采集作用的智能椅，与一般椅子的基本功能并无不同。因此在整个过程中，用户无需刻意的去养成使用特定电子设备的习惯，而仅需要维持日常正常的生活节奏。相比较于体脂称或可穿戴设备来说，用户感知度低，容易养成使用习惯，从而实现长期的个人健康管理。

附图说明

图1为本发明的一种智能健康管理设备的结构示意图。

图2为本发明的一种智能健康管理设备的立体爆炸结构示意图。

图3为本发明的一种智能健康管理设备的原理框图。

图4为本发明的一种智能健康管理设备的Web界面的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

此处参考附图描述本发明的各种方案以及特征。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本发明的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本发明进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本发明的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本发明的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本发明的具体实施例；然而，应当理解，所发明的实施例仅仅是本发明的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以根据用户的历史的操作，判明真实的意图，避免不必要或多余的细节使得本发明模糊不清。因此，本文所发明的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本发明。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本发明的相同或不同实施例中的一个或多个。

如图1至图3所示，本发明提供的一种智能健康管理设备，具体包括有一能够对用户体重进行坐姿的压力值检测，从而估算用户体重的智能椅1，以及与智能椅1配合使用的脚垫14,其中，智能椅1，包括椅面12和支撑所述椅面12的支撑腿11，所述支撑腿11包括第一支撑腿112和与所述第一支撑腿112连接以形成椅面支撑部(图中未标注)的第二支撑腿111，所述第一支撑腿112和所述第二支撑腿111上，至少设置多个第三传感器，多个所述第三传感器共面且矩阵样分布形成第三传感器阵列110，且多个所述第三传感器配置为检测所述椅面12传递的用户身体产生的第一压力；

脚垫14，铺设于智能椅1之前的地面上，其上设置有多个第一传感器141，多个所述第一传感器141共面且矩阵样分布形成第一传感器阵列140，且所述第一传感器140配置为检测用户身体产生的第二压力；

还包括控制部16，例如图示中的Arduino开发板，其设置于所述智能椅1的所述支撑腿11上，至少包括一分析模块161，所述分析模块161配置为根据所述第一压力及所述第二压力，估算用户的当前体重。具体地，在本发明中，所述第一传感器141和所述第三传感器为压力传感器，所述控制部16还包括有一压力传感器检测的模拟信号转化为数字信号的模数转换模块163。由于在用户正常坐姿时，一部分体重由脚承担，一部分体重由椅子的座面承担。因此在本发明中，脚垫14上设置的多个第一传感器141，即为检测双脚施加于地面的第二压力，而椅座12上设置的第三传感器构成的第三传感器阵列110，则旨在检测由用户身体施加到椅面12上的第一压力。通过针对第一压力和第二压力进行运算，即可得到用户的当前体重的预估值。具体地，在运算时，可通过如下方式进行：首先对多个所述第三传感器的检测值计算第一平均值；然后对多个所述第一传感器的检测值计算第二平均值；接着依据所述第一平均值和所述第二平均值，获得实时体重预估数；最后针对一预设时间段，对所述实时体重预估数进行加权平均以获得用户的当前体重。设定预设时间段，主要原因是人在坐姿工作或者从事其他日常活动时，姿态随时可能发生变化，而姿态变化后，施加在脚垫14和椅面12的压力会持续变化，因此，为了提高预估准确率，需要至少采集一段时间内的数据进行平均。而在本发明中，采用加权平均法的最主要原因，也同样是因为人体在椅面上进行日常动作时，很可能出现脚部不能完全在脚垫或传感器覆盖范围的情况，因此实际上对于脚部的数据，在进行加权平均时，其权数应尽量降低。并且，在不同的坐姿下，实际上椅面受到的压力值对于最终的体重预估也有影响。具体地，当用户脚点地，尽力向后躺靠时，测得的实际压力对应的体重，会偏离实际体重且较大程度大于体重。而在用户伏案工作时，测得压力值对应的体重预估值，又会小于实际值。因此，为了解决这一问题，在本发明中，作为优选，所述椅面12上设置有一坐垫15，所述坐垫15和/或所述椅面12上，设置有第二传感器，所述第二传感器设置有多个且呈矩阵样分布形成第二传感器矩阵120，且其配置为根据检测到的用户身体多个点的压力值，确定用户姿态，根据所述用户姿态及预设关系表，确定加权平均算法的权数。在确定用户姿态时，由于第二传感器成矩阵分布，图2中仅示出4个第二传感器121，但可以理解的是，更多数量的第二传感器121，更有利于提高准确度。在具体进行计算时，S1，将第二传感器121的检测值读取到M*N的二维数组A1中；S2、对数组A1进行SVD变换，获得奇异值矩阵Σ；SVD变换方程：S＝UΣV^T；其中：S为数组A1的矩阵表现形式；上角标T表示矩阵转置；U由SS^T的特征值向量构成的矩阵；V由S^TS的特征值向量构成的矩阵；Σ由奇异值构成的矩阵；S3、以奇异值序号为横坐标，以奇异值的振幅值为纵坐标对奇异值绘图，形成奇异值谱；然后对奇异值谱的特征进行分析，并确定SVD低通滤波因子上限；S4、以上述确定的低通滤波因子上限实施低通滤波，获得压力值较大的第二传感器121的分布位置；S5、根据第二传感器121的分布位置与预设列表的对应关系，确定用户坐姿。

另外，在本发明中，还包括一私有云存储，该私有云可以为家用NAS服务器，其与所述控制部16通过通讯模块162连接，且其至少包括一存储模块22和一Web界面21，所述存储模块22配置为存储所述第一传感器、第三传感器和/或估算的用户的当前体重，所述Web界面22配置为通过Http协议或Https协议向一移动终端发送数据。如图4所示，在一些实施例中，所述Web界面包括有：数据分析单元，其配置为针对预估的用户的当前体重，结合预设的用户身高信息，计算BMI指数；提示告警单元，其配置为在所述BMI指数超出预设范围时，向所述移动终端推送警示信息。所述Web界面还包括评价建议单元，所述评价建议单元配置为根据预设资料库，向用户推送BMI指数控制建议。所述Web界面还包括历史数据查询单元，所述历史数据查询单元配置为向用户提供一段时期内的体重预估数据查询。

在本发明中，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器，可各自独立为电子压力传感器，所述第一支撑腿111和所述第二支撑腿112均由提供刚性支撑的内层板材(未标注)和提供弹性支撑的外层板材(未标注)制成，其中刚性支撑的内层板材可具体为钢板或铝合金板，而外层板材则可为弹性形变性能较好的ABS树脂材料，且，所述第一支撑腿112的外层板材与所述椅面接触的部分，至少形成第一间隙1121，沿所述第一间隙延伸1121的两端，各形成一容置两个所述第三传感器的第一容置部1122和第一容置部1123；所述第二支撑腿111由所述内层板材和所述外层板材弯折形成且连接设置有椅背13，且所述第二支撑腿111的外层板材与所述椅面12接触的部分，至少形成第二间隙1111，所述第二间隙1111在弯折部处构造为第二容置部1112，另一个所述第三传感器110容置于所述第二容置部1112。

上文中所描述的方法的各种具体实施例，包括各种软件模块，都可以在所述计算机可读存储介质上实现。

以上，本文描述了各种操作或功能，其可以被作为软件代码或指令实现或定义为软件代码或指令。这样的内容可以是可直接执行的(“对象”或“可执行”形式)源代码或差分代码(“增量”或“补丁”代码)。本文所述的实施例的软件实现可以经由其中存储有代码或指令的制品或者经由操作通信接口以经由通信接口发送数据的方法来提供。机器或计算机可读存储介质可以使机器执行所描述的功能或操作，并且包括以可由机器(例如，计算设备、电子系统等等)访问的形式存储信息的任何机制，诸如可记录/不可记录介质(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备、等等)。通信接口包括接合到硬连线、无线、光学等介质中的任何一个以与另一设备通信的任何机制，诸如存储器总线接口、处理器总线接口、互联网连接、磁盘控制器等。可以通过提供配置参数和/或发送信号来将通信接口配置成将该通信接口准备好以提供描述软件内容的数据信号。可以经由发送到通信接口的一个或更多个命令或信号来访问通信接口。

本发明还涉及一种用于执行本文的操作的系统。该系统可以是为了所需目的而特别构造的，或者该系统可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。这样的计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，所述计算机可读存储介质诸如但并不限于包括软盘、光盘、CDROM、磁光盘等任何类型的盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、或适于存储电子指令的任何类型的介质，其中每个介质耦合到计算机系统总线。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种智能健康管理设备，包括：

2.如权利要求1所述的健康管理设备，所述第一传感器和所述第三传感器为电子压力传感器，所述控制部还包括有一压力传感器检测的模拟信号转化为数字信号的模数转换模块。

3.如权利要求1所述的健康管理设备，还包括一私有云存储，其与所述控制部通过通讯模块连接，且其至少包括一存储模块和一Web界面，所述存储模块配置为存储所述第一传感器、第三传感器和/或估算的用户的当前体重，所述Web界面配置为通过Http协议或Https协议向一移动终端发送数据。

4.如权利要求1所述的健康管理设备，所述控制部在估算用户当前体重时，依照如下方式进行：

对多个所述第三传感器的检测值计算第一平均值；

对多个所述第一传感器的检测值计算第二平均值；

5.如权利要求1所述的健康管理设备，所述第一支撑腿和所述第二支撑腿均由提供刚性支撑的内层板材和提供弹性支撑的外层板材制成，且，所述第一支撑腿的外层板材与所述椅面接触的部分，至少形成第一间隙，沿所述第一间隙延伸的两端，各形成一容置两个所述第三传感器的第一容置部；所述第二支撑腿由所述内层板材和所述外层板材弯折形成且连接设置有椅背，且所述第二支撑腿的外层板材与所述椅面接触的部分，至少形成第二间隙，所述第二间隙在弯折部处构造为第二容置部，另一个所述第三传感器容置于所述第二容置部。

6.如权利要求1所述的健康管理设备，所述椅面上设置有一坐垫，所述坐垫和/或所述椅面上，设置有第二传感器，所述第二传感器设置有多个且呈矩阵样分布，且其配置为根据检测到的用户身体多个点的压力值，确定用户姿态，根据所述用户姿态及预设关系表，确定加权平均算法的权数。

7.如权利要求1所述的健康管理设备，所述Web界面包括有：

8.如权利要求1所述的健康管理设备，所述Web界面还包括评价建议单元，所述评价建议单元配置为根据预设资料库，向用户推送BMI指数控制建议。

9.如权利要求1所述的健康管理设备，所述Web界面还包括历史数据查询单元，所述历史数据查询单元配置为向用户提供一段时期内的体重预估数据查询。

10.如权利要求6所述的健康管理设备，所述第二传感器为电子压力传感器。