CN206074455U - 智能尿检坐便器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能尿检坐便器，涉及冲水厕所的抽水马桶技术领域。所述坐便器包括坐便器本体，所述坐便器本体上开设有取尿孔，所述取尿孔与外界相连通，取尿孔出口的下方设有尿液分析系统，所述尿液分析系统用于对排出的尿液进行取样和检测。通过所述坐便器使用户可以足不出户便能进行尿常规检测，方便用户使用。

Description

智能尿检坐便器

技术领域

本实用新型涉及冲水厕所的抽水马桶技术领域，尤其涉及一种智能尿检坐便器。

背景技术

随着社会不断的发展，各行各业的竞争压力越来越大，人们的工作压力和生活压力也会不断的增加。人们长期处于压迫的状态下，身体机能也会不断的下降，导致人体的抵抗力逐渐下降。抵抗力的下降会伴随着各种疾病的入侵。但是由于快节奏的生活，加上去医院检查因排队和等待结果所消耗的时间非常多，人们一般都是等到身体出现较为明显的症状的时候才会选择去医院进行身体检查。这样会大大贻误诊疗的最佳时间，且后期的治疗的费用大大增加。

基于此，现有技术中常常使用一些尿液检测仪、血压测量器和体重器等健康机械。对于尿液检测仪而言，使用人员，需要手持取尿器，然后将取尿器中的尿液放入尿液检测仪中进行检测。由于尿液为人体排泄物，被视为脏物，考虑到自身卫生的问题以及操作复杂等原因，所以人们一般情况下很不愿使用这样的尿液检测仪。所以依旧无法起到随时监测人体尿液指标的问题。

综上所述，如何有效地解决尿液检测复杂且使用麻烦的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能尿检坐便器，通过所述坐便器使用户可以足不出户便能进行尿常规检测，方便用户使用。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种智能尿检坐便器，包括坐便器本体，其特征在于：所述坐便器本体上开设有取尿孔，所述取尿孔与外界相连通，取尿孔出口的下方设有尿液分析系统，所述尿液分析系统用于对排出的尿液进行取样和检测。

进一步的技术方案在于：所述尿液分析系统包括尿液采集装置和尿液检测装置，所述尿液采集装置包括步进电机和试纸卷，所述步进电机的动力输出端与试纸卷上的试纸固定连接，所述取尿孔的出口正对所述试纸的尿液采样区，所述尿液检测装置包括单片机、白光源、颜色传感器、模数转换模块、电源模块和人机交互模块，所述步进电机与所述单片机的控制信号输出端连接，用于在所述单片机的控制下驱动所述试纸卷转动；所述白光源与所述单片机的输出端连接，且白光源正对所述试纸的检测区域，用于在单片机的控制下照亮检测区域的试纸，所述颜色传感器正对所述试纸的检测区域，且通过所述模数转换模块与所述单片机的信号输入端连接，用于检测所述试纸的颜色；所述人机交互模块与所述单片机双向连接，用于输入和显示数据，所述电源模块用于为所述分析系统中需要供电的模块提供工作电源。

进一步的技术方案在于：所述尿液采集装置还包括转向轴，所述试纸卷上的试纸通过所述转向轴进行转向后与所述步进电机的动力输出端连接，使试纸呈现直角状，其中，试纸卷与转向轴之间的区域为尿液采样区，转向轴与步进电机之间的区域为检测区域。

进一步的技术方案在于：所述尿液检测装置还包括扩展模块、打印机和存储器，所述扩展模块和存储器与所述单片机双向连接，所述打印机与所述单片的信号输出端连接。

进一步的技术方案在于：所述尿液检测装置还包括人体感应模块，所述人体感应模块经所述模数转换模块与所述单片机的信号输入端连接，用于检测是否有人使用所述坐便器。

进一步的技术方案在于：所述颜色传感器使用TCS230型颜色传感器。

进一步的技术方案在于：所述尿液检测装置还包括短距离通信模块和远距离通信模块，所述短距离通信模块和远距离通信模块分别与所述单片机双向连接，短距离通信模块用于实现所述坐便器与智能设备之间的短距离通信，远距离通信模块用于实现所述坐便器与智能设备之间的远距离通信。

进一步的技术方案在于：所述短距离通信模块包括蓝牙模块或WIFI模块，所述远距离通信模块包括2G、3G或4G通信模块。

进一步的技术方案在于：所述人机交互模块为与所述单片机双向连接的触摸屏。

进一步的技术方案在于：所述人机交互模块为与所述单片机的信号输入端连接的按键模块以及与单片机的信号输出端连接的显示模块。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述坐便器通过人体感应模块感应是否有人使用该坐便器，当感应到有人使用时，单片机控制尿液采集装置和尿液检测装置工作，自动进行尿液的采集和检测，并在显示模块中显示尿液健康分析结果，使用户可以足不出户便能进行尿常规检测；此外，所述尿液检测装置上设有短距离通信模块，如蓝牙或WIFI等，通过短距离无线通信系统与智能终端进行数据交互，可方便的通过智能终端控制所述尿液采集装置和尿液检测装置；还可以通过尿液检测装置上的远距离通信模块，如2G、3G或4G通信模块等，通过远距离无线通信系统与远端智能终端进行数据交互，将所述坐便器检测到的数据方便的传送至远端，使远端智能终端使用者可以及时的得知检测的结果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型所述坐便器的部分结构示意图；

图2是本实用新型中尿液采集装置和尿液检测装置的电路原理框图；

其中：1、步进电机2、试纸卷3、取尿孔的出口4、白光源5、颜色传感器6、转向轴。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型公开了一种智能尿检坐便器，包括坐便器本体，坐便器本体可以为现有技术中的任何一种。本发明不同于现有技术之处在于：如图1所示，所述坐便器本体上开设有取尿孔，所述取尿孔与外界相连通，取尿孔出口的下方设有尿液分析系统，所述尿液分析系统用于对排出的尿液进行取样和检测。

所述尿液分析系统包括尿液采集装置和尿液检测装置，所述尿液采集装置包括步进电机1、试纸卷2和转向轴6。所述试纸卷2上的试纸通过所述转向轴6进行转向后与所述步进电机的动力输出端连接，使试纸呈现直角状，其中，试纸卷2与转向轴6之间的区域为尿液采样区，转向轴6与步进电机1之间的区域为检测区域。

如图2所示，所述尿液检测装置包括单片机、白光源4、颜色传感器5、人体感应模块、模数转换模块、电源模块、人机交互模块、扩展模块、打印机、存储器、短距离通信模块和远距离通信模块。所述人机交互模块有两种选择，第一种：为与所述单片机双向连接的触摸屏；第二种为与所述单片机的信号输入端连接的按键模块以及与单片机的信号输出端连接的显示模块，使用哪一种可以根据需要进行选择。

所述步进电机1与所述单片机的控制信号输出端连接，用于在所述单片机的控制下驱动所述试纸卷转动；所述白光源4与所述单片机的输出端连接，且白光源正对所述试纸的检测区域，用于在单片机的控制下照亮检测区域的试纸，所述颜色传感器5正对所述试纸的检测区域，且通过所述模数转换模块与所述单片机的信号输入端连接，用于检测所述试纸的颜色；所述人体感应模块经所述模数转换模块与所述单片机的信号输入端连接，用于检测是否有人使用所述坐便器。

所述人机交互模块与所述单片机双向连接，用于输入和显示数据，所述电源模块用于为所述分析系统中需要供电的模块提供工作电源。所述扩展模块和存储器与所述单片机双向连接，所述打印机与所述单片的信号输出端连接。所述短距离通信模块和远距离通信模块分别与所述单片机双向连接，短距离通信模块用于实现所述坐便器与智能设备之间的短距离通信，远距离通信模块用于实现所述坐便器与智能设备之间的远距离通信。所述短距离通信模块可以为蓝牙模块或WIFI模块，所述远距离通信模块可以为2G、3G或4G通信模块。

在马桶内壁中适当位置打个小孔(取尿孔)，内部接入管道让尿液直接流到尿液采样区的试纸上，在步进电机的带动下使得试纸可以不用人工操作而自动行进，而在与尿液检测区域的试纸相对的位置安装一个白光源和颜色传感器，浸入尿液的试剂带由于化学反应而发生颜色变化，利用各种颜色对光的反射率不同的原理，再通过颜色传感器将光线直接转化成数字频率，之后再让单片机按照提前编制好的程序对信号进行分析，通过与数据库里的正常指标进行比对，从而达到对尿液进行检测的目的。

尿液分析后所述尿液检测装置将得出的结果输出在外置的显示模块上。同时根据用户需求通过短信将尿液检测装置所分析出的身体健康状况及相应的健康建议发送到提前制定的用户手机上，用户就可以随时随地观察到使用人身体健康的动态变化，并及时作出反应。

所述颜色传感器使用TCS230型颜色传感器，TCS230是一种可将光变量转换为频率的器件，拥有红绿蓝三种滤波器，正好对应三原色。其内部构成电路为COMS电路，主要有电流频率转换器和硅光电二极管组成。还具有其最基础的组成部分，红绿蓝三种单色滤光器，在彩色传感器领域，是第一个具有数字兼容接口的传感器。其输出为数字量，不需要进行模数转换，具有十位以上的精度，是电路和运算更加简单。是八引脚结构，采用SOIC贴装式封装。每个颜色传感器内部含有64个发光二极管，根据滤光颜色不同，共分为四种类型，其中一个是可以透过全部的光信息，为测量作参考。其他三种分别为红色，绿色和蓝色滤波器。这些光电二极管均匀分布，交叉排列，能够提高测量精度，最大限度的透过需要的光量以及消除位置误差。在颜色传感器上电工作的过程中，通过两个器件的两个引脚S2，S3的赋值来选择滤波器的类型，颜色传感器的输出端口输出的是频率，频率范围为2HZ-500kHZ，还可以控制输出比例因子，通过S0，S1来选择什么类型的比例因子。所有的颜色都能通过三原色按照一定的比例混合标定，因此如果知道三原色的值就能够知道他的颜色。测试颜色的RGB值，可以通过定时10ms的计数脉冲数目来进行颜色频率的检测，

步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，步进电动机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或步进运动。正常运动情况下，它每转一周具有固定的步数；做连续步进运动时，其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。

显示模块可以选用1602液晶显示模块：LCD1602液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域，具体原理如下：

线段的显示：点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8＝128个点组成，屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H——00FH的16字节的内容决定，当(000H)＝FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；

当(000H)＝FFH，(001H)＝00H，(002H)＝00H，……(00EH)＝00H，(00FH)＝00H时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。

字符的显示：用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。

汉字的显示：汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码(一般用字模提取软件)，每个汉字占32B，分左右两半，各占16B，左边为1、3、5……右边为2、4、6……根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节……直到32B显示完就可以LCD上得到一个完整汉字。

人体感应模块采用了热释电来实时监测是否有人使用座便器，热释电工作原理如下：

压电陶瓷类电介质在电极化后能保持极化状态，称为自发极化。自发极化随温度升高而减小，在居里点温度降为零。因此，当这种材料受到红外辐射而温度升高时，表面电荷将减少，相当于释放了一部分电荷，故称为热释电。将释放的电荷经放大器可转换为电压输出。通过检测这种电压，转换成数字信号而使用，这就是热释电传感器的工作原理。

人体都有恒定的体温，一般在37℃左右，会发出10mm左右特定波长的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。红外线通过菲涅耳滤光片增强后聚集到热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射变化时就会失往电荷平衡，向外开释电荷，后经检测处理后就能产生报警信号。被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。由于PIR信号变化缓慢、幅值小，针对该特点，专用信号处理器一般分为三步处理，具体处理步骤如下：

波放大普通PIR传感器输出信号幅值一般都很小，大约几百微伏到几毫伏，为了后续电路能作有效的处理，考虑到传感器的信噪比，通常取增益72.5dB，通带0.3Hz～7Hz。同时，由于是处理模拟小信号，所以为了保证放大器的工作稳定可靠，电路中特别集成了一个稳压器用于给传感器、放大器和比较器供电。窗口比较器经过放大后的信号通过窗口比较器后检出满足幅值要求的信号后，再转换成一系列数字脉冲信号。

噪声抑制数字信号处理根据对人体运动特点以及传感器的特性的长期研究，用固定时间内计脉冲个数和测脉冲宽度的方法来甄别有效的人体信号，这里由系统振荡器提供时钟源(16kHz)。具体判别方法如下：判别操纵限制在2s内；脉冲宽度低于24ms的都算作噪声，不予处理；单个有效脉冲：宽度必须大于340ms；双脉冲，其中宽的必须大于160ms，窄的大于24ms；三个脉冲有效，每个都必须大于24ms。

蓝牙模块

蓝牙模块选用HC-06型蓝牙模块，原理如下：作为取代数据电缆的短距离无线通信技术，蓝牙支持点对点以及点对多点的通信，以无线方式将家庭或办公室中的各种数据和语音设备连成一个微微网，几个微微网还可以进一步实现互联，形成一个分布式网络，从而在这些连接设备之间实现快捷而方便的通信。

蓝牙信号的收发采用蓝牙模块实现，此蓝牙模块是公司最近推出的遵循蓝牙V1.1标准的无线信号收发芯片，主要特性有：具有片内数字无线处理器DRP、数控振荡器，片内射频收发开关切换，内置ARM7嵌入式处理器等。接收信号时，收发开关置为收状态，射频信号从天线接收后，经过蓝牙收发器直接传输到基带信号处理器。基带信号处理包括下变频和采样，采用零中频结构。数字信号存储在RAM(容量为32KB)中，供ARM7处理器调用和处理，ARM7将处理后的数据从编码接口输出到其他设备，信号发过程是信号收的逆过程，此外，还包括时钟和电源管理模块以及多个通用I/O口，供不同的外设使用。的主机接口可以提供双工的通用串口，可以方便地和PC机的RS232通信，也可以和DSP的缓冲串口通信。

所述坐便器通过人体感应模块感应是否有人使用该坐便器，当感应到有人使用时，单片机控制尿液采集装置和尿液检测装置工作自动进行尿液的采集和检测，并在显示模块中显示尿液健康分析结果，使用户可以足不出户便能进行尿常规检测；此外，所述尿液检测装置上设有短距离通信模块，如蓝牙或WIFI等，通过短距离无线通信系统与智能终端进行数据交互，可方便的通过智能终端控制所述尿液采集装置和尿液检测装置；还可以通过尿液检测装置上的远距离通信模块，如2G、3G或4G通信模块等，通过远距离无线通信系统与远端智能终端进行数据交互，将所述坐便器检测到的数据方便的传送至远端，使远端智能终端使用者可以及时的得知检测的结果。

Claims (10)

1.一种智能尿检坐便器，包括坐便器本体，其特征在于：所述坐便器本体上开设有取尿孔，所述取尿孔与外界相连通，取尿孔出口的下方设有尿液分析系统，所述尿液分析系统用于对排出的尿液进行取样和检测。

2.如权利要求1所述的智能尿检坐便器，其特征在于：所述尿液分析系统包括尿液采集装置和尿液检测装置，所述尿液采集装置包括步进电机(1)和试纸卷(2)，所述步进电机(1)的动力输出端与试纸卷(2)上的试纸固定连接，所述取尿孔的出口(3)正对所述试纸的尿液采样区，所述尿液检测装置包括单片机、白光源(4)、颜色传感器(5)、模数转换模块、电源模块和人机交互模块，所述步进电机(1)与所述单片机的控制信号输出端连接，用于在所述单片机的控制下驱动所述试纸卷转动；所述白光源(4)与所述单片机的输出端连接，且白光源正对所述试纸的检测区域，用于在单片机的控制下照亮检测区域的试纸，所述颜色传感器(5)正对所述试纸的检测区域，且通过所述模数转换模块与所述单片机的信号输入端连接，用于检测所述试纸的颜色；所述人机交互模块与所述单片机双向连接，用于输入和显示数据，所述电源模块用于为所述分析系统中需要供电的模块提供工作电源。

3.如权利要求2所述的智能尿检坐便器，其特征在于：所述尿液采集装置还包括转向轴(6)，所述试纸卷(2)上的试纸通过所述转向轴(6)进行转向后与所述步进电机的动力输出端连接，使试纸呈现直角状，其中，试纸卷(2)与转向轴(6)之间的区域为尿液采样区，转向轴(6)与步进电机(1)之间的区域为检测区域。

4.如权利要求2所述的智能尿检坐便器，其特征在于：所述尿液检测装置还包括扩展模块、打印机和存储器，所述扩展模块和存储器与所述单片机双向连接，所述打印机与所述单片的信号输出端连接。

5.如权利要求2所述的智能尿检坐便器，其特征在于：所述尿液检测装置还包括人体感应模块，所述人体感应模块经所述模数转换模块与所述单片机的信号输入端连接，用于检测是否有人使用所述坐便器。

6.如权利要求2所述的智能尿检坐便器，其特征在于：所述颜色传感器使用TCS230型颜色传感器。

7.如权利要求2所述的智能尿检坐便器，其特征在于：所述尿液检测装置还包括短距离通信模块和远距离通信模块，所述短距离通信模块和远距离通信模块分别与所述单片机双向连接，短距离通信模块用于实现所述坐便器与智能设备之间的短距离通信，远距离通信模块用于实现所述坐便器与智能设备之间的远距离通信。

8.如权利要求7所述的智能尿检坐便器，其特征在于：所述短距离通信模块包括蓝牙模块或WIFI模块，所述远距离通信模块包括2G、3G或4G通信模块。

9.如权利要求2所述的智能尿检坐便器，其特征在于：所述人机交互模块为与所述单片机双向连接的触摸屏。

10.如权利要求2所述的智能尿检坐便器，其特征在于：所述人机交互模块为与所述单片机的信号输入端连接的按键模块以及与单片机的信号输出端连接的显示模块。