CN218724644U - 一种低功耗人体秤 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了称重设备技术领域中的一种低功耗人体秤，包括人体秤壳体，人体秤壳体内部设有MCU、压力传感器、加速度传感器，压力传感器与MCU连接，并用于检测人体体重，加速度传感器与MCU的中断源引脚、通讯引脚连接，加速度传感器用于检测自身状态信号，并输出电平信号至中断源引脚，加速度传感器还用于检测人体交互状态信号，并输出人体交互数据至通讯引脚。通过加速度传感器检测人体秤的自身状态和与人的交互状态，解决了现有的人体秤待机功耗高、人机交互体验感较差、人体秤秤体自重造成称重不准的问题，其可以有效降低人体秤的待机功耗，延长人体秤的续航时间，并且人机交互体验感较好，能够保障称重数据的准确性。

Description

一种低功耗人体秤

技术领域

本实用新型涉及称重设备技术领域，具体地说，是涉及一种低功耗人体秤。

背景技术

随着社会的进步，人们越来越关注自己的身体健康，人体秤可以帮助人们获取自身或家庭等多用户组的人体参数，如体重、体脂、水分、肌肉等，有效地监视自己的人体参数的变化。现有的人体秤具有诸多缺陷：

1、现有的人体秤待机功耗高

人体秤在待机时，MCU需定时工作查询处理获取人体参数。该状态下，MCU工作在静态和查询处理获取人体参数两种状态，且不断循环。人体秤因上述两种状态循环，待机电流会存在10uA到300uA左右的变化，平均待机电流超过40uA，且人体秤工作电流根据显示方式如LCD、LED等的不同，一般为10-80mA。

然而，人体秤真正工作时间较短，平均一天不到1分钟，而待机时间都是24小时，以待机40uA、工作电流为10mA、一天工作40S计算，一天待机功耗为0.96mAH，而工作功耗为0.111mAH，待机功耗大约为工作功耗的8.65倍，人体秤的电池电量大多消耗在待机时间，人体秤的待机功耗高。

2、现有的人体秤人机交互感差

由于人体秤显示屏太小，展示的内容的能力较弱，现有的人体秤一般通过缩小显示内容或固定时间切换展示测试的结果，人机交互体验感较差。

3、现有的人体秤常因自身状态不稳定导致称重结果不准确

人体秤通常拥有压力传感器分布于人体秤的四周，当人体秤拿在手上或竖起斜靠状态时，人体秤开机但未进行称重；下次将人体秤平放并称重时，压力传感器会加上人体秤的自身重量，造成称重不准。

实用新型内容

为了解决现有的人体秤待机功耗高、人机交互体验感较差、人体秤秤体自重造成称重不准的问题，本实用新型提供一种低功耗人体秤。

本实用新型技术方案如下所述：

一种低功耗人体秤，包括人体秤壳体，所述人体秤壳体内部设有：

MCU，压力传感器，所述压力传感器与所述MCU连接，并用于检测人体体重；

加速度传感器，所述加速度传感器与所述MCU的中断源引脚、通讯引脚连接，所述加速度传感器用于检测自身状态信号，并输出电平信号至所述中断源引脚，所述加速度传感器还用于检测人体交互状态信号，并输出人体交互数据至所述通讯引脚。

进一步的，所述MCU还包括主控单元，所述主控单元与压力传感器连接，且所述主控单元通过所述中断源引脚、所述通讯引脚与所述加速度传感器连接。

更进一步的，所述MCU还包括比较单元，所述比较单元分别与所述主控单元、所述压力传感器连接。

进一步的，所述MCU还包括体脂检测单元，所述体脂检测单元分别与所述主控单元、检测电极连接，所述检测电极为电极片、ITO镀膜、铜箔、铝箔中的一种或者多种。

进一步的，还包括显示结构，所述显示结构与所述MCU连接。

进一步的，所述人体秤壳体上设有称重面板。

进一步的，所述加速度传感器设置在所述称重面板、所述人体秤壳体、所述人体秤壳体内部的PCB或FPC上。

进一步的，所述称重面板为玻璃、塑胶或金属材质。

进一步的，还包括供电组件，所述供电组件分别与所述MCU、所述压力传感器、所述加速度传感器连接。

根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于：

本实用新型通过加速度传感器应用于人体秤，加速度传感器通过检测自身状态信号，并输出电平信号至MCU的中断源引脚，中断源引脚将信号传到MCU，使得MCU由休眠状态被唤醒并进行工作，相较于传统人体秤仅通过MCU的低功耗功能，可以有效降低人体秤的待机功耗，延长人体秤的续航时间。

此外，本实用新型通过加速度传感器检测人体交互状态信号（例如敲击动作等），并输出人体交互数据至通讯引脚，通讯引脚将人体交互数据传到MCU，实现人机交互功能。

同时，加速度传感器通过检测自身状态信号及人体交互状态信号，在人体秤平放状态时，消除人体秤秤体的自重后得到人体体重数据，保障称重数据的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的原理图；

图2为本实用新型的框型图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为MCU的电路图；

图5为加速度传感器的电路图；

图6为压力传感器的电路图；

图7为显示结构的电路图；

图8为体脂测试模块的电路图；

图9为供电组件的电路图。

在图中，1、MCU；11、主控单元；12、比较单元；13、体脂检测单元；14、中断源引脚；15、通讯引脚；2、压力传感器；3、显示结构；4、加速度传感器、5、称重面板；6、秤脚；7、供电组件；8、检测电极。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：

如图1至图9所示，本实用新型提供一种低功耗人体秤，其通过加速度传感器4检测人体秤的自身状态和与人的交互状态，解决了现有的人体秤待机功耗高、人机交互体验感较差、人体秤秤体自重造成称重不准的问题。

本实用新型的人体秤包括人体秤壳体，人体秤壳体内部设有MCU1、压力传感器2、显示结构3、加速度传感器4，压力传感器2与MCU1连接，并用于检测人体体重；显示结构3与MCU1连接，用于显示人体参数；加速度传感器4与MCU1的中断源引脚14、通讯引脚15连接，加速度传感器4用于检测自身状态信号，并输出电平信号至中断源引脚14，加速度传感器4还用于检测人体交互状态信号，并输出人体交互数据至通讯引脚15。

在本实用新型中，人体交互状态信号指人体的状态信号，包括但不局限于单击或双击人体秤壳体、双脚踏或抬脚踏人体秤壳体、搬运人体秤等人机交互的应用。由于对于倾斜角度、运动状态等检测属于加速度传感器4自身功能，本实用新型仅利用加速度传感器4的自身功能进行应用，并未对加速度传感器4本身做出改进，故不对加速度如何检测自身状态、如何检测人机交互信号进行详细描述。

具体的，MCU1还包括主控单元11，主控单元11用于处理压力传感器2检测到的人体体重数据，并将人体体重数据传到显示结构进行显示，即将压力传感器2得到的电信号转换为可视化的信息。主控单元11与压力传感器2连接，且主控单元11通过中断源引脚14、通讯引脚15与加速度传感器4连接。加速度传感器4检测到人体上秤的信号，并输出电平信号至MCU1的中断源引脚14，MCU1根据电平信号控制唤醒主控单元11进行工作，处理压力传感器2检测到的人体体重数据并在显示结构3进行显示。在加速度传感器4模块检测到人体上秤的情况下才触发电平信号（高电平、低电平等）唤醒主控单元11进行工作，未有检测到人体上秤信号的情况下，主控单元11处于低功耗深度睡眠状态，可有效降低人体秤的待机功耗，延长人体秤的续航时间。

由于主控单元11处于深度睡眠状态、浅度睡眠状态等属于现有体重秤MCU1已有功能，本实用新型未对主控单元11的模式切换过程进行改进，故不再详述。

此外，将加速度传感器4应用在人体秤中，当人体秤移动时，例如人体秤拿在手上或竖起斜靠，可通过加速度传感器4检测自身状态信号，并输出电平信号至中断源引脚14，同时，加速度传感器4还检测人体交互状态信号，并输出相关人机交互数据至MCU1的通讯引脚14，通过通讯引脚14将相关人机交互数据传至主控单元11，主控单元11与压力传感器2相互配合来计算消除人体秤的秤体自重（例如主控单元11做减法运算等，业内人员已有算法实现），防止下次称重时压力传感器2会加上人体秤的自身重量造成称重不准，保障称重数据的准确。

同时，将加速度传感器4应用在人体秤中，可以设置人体通过抬脚踩踏人体秤的称重面板或通过手指双击、单击称重面板，加速度传感器4采集信息后，输出电平信号至MCU1的中断源引脚14，同时，加速度传感器4输出人体交互数据至通讯引脚，使得MCU1进行多用户组信息的选择或实现但不局限于如体重、体脂、水分、肌肉量的诸多人体参数显示内容切换，人体交互体验感较好。当然，人体秤还可通过加速度传感器4实现6D方向检测、自由落体检测等人机交互的应用，提高人体交互体验感。

需要说明的是，通过加速度传感器4检测自身状态信号是加速度传感器4自身的功能，本实用新型未对此部分做出改进，故不再进行详述。

在其他可选的实施例中，MCU1还包括比较单元12，比较单元12分别与主控单元11、压力传感器2连接。当人体站在称重面板上时，压力传感器2对人体的体重进行测量，比较单元12将压力传感器2测量到的人体体重数据与预设值进行比较，将比较结果传输至MCU1，MCU1根据电平信号和比较结果控制唤醒所述主控单元11进行工作。比较单元12的设置，能够有效的防止因误操作唤醒主控单元11而造成人体秤的功耗，减少待机时间，进一步增强续航能力。需要说明的是，比较单元12将压力传感器2检测到的人体体重数据与预设值进行比较是现有技术，本实用新型未对此部分做出改进，故不再进行详述。

在本实用新型中，人体秤壳体上设有称重面板，加速度传感器4可以设置在称重面板上，检测人体上秤的信号。当然，加速度传感器4也可以设置在人体秤壳体、人体秤壳体内部的PCB或FPC上，在实际设计时，亦可以根据实际情况来设计加速度传感器4的安装位置，只要加速度传感器4能够检测人体上秤的信号即可。同时，称重面板可以设计为玻璃材质，玻璃材质防高热，坚固耐用，清晰度高，并且有利于显示人体体重信息。另外，玻璃材质耐脏，不会发黄，容易清洗干净。当然，称重面板可以设计为塑料、金属等材质，可以根据实际情况来设计称重面板的材质。

在一个实施例中，MCU1还包括体脂检测单元13，体脂检测单元13用于检测人体体脂。体脂检测单元13分别与主控单元11、检测电极8连接。检测电极8设置在称重面板上，检测电极8为电极片、ITO镀膜、铜箔、铝箔中的一种或者多种，在实际设计时，可以根据实际情况来设计检测电极8的材质。当人体站在称重面板上时，检测电极8与人体的双脚接触，双脚之间通过一定的安全电流，人体和人体秤构成了一个闭合的交流电路，进行人体电阻的测量。微电流从一只脚进入人体，在人体内传导后，从另一只脚下的检测电极8流出，将数据信号传回至主控单元11，主控单元11通过计算得到一个电阻抗数值，然后将电阻抗数值结合身高、体重等数据，计算出体脂率并通过显示结构3进行显示。当然，也可以通过算法可以得出但不局限于人体水分百分比、人体肌肉百分比、等诸多人体参数，在实际设计时，可以根据实际的情况设计人体秤测试的人体参数，体重秤通过检测电极8获得人体体脂等数据的过程是现有体重秤已有功能，本实用新型未对此部分做出改进，故不再进行详述。

在一个实施例中，人体秤壳体底部设有多个秤脚6，压力传感器2位于秤脚6上，一个秤脚6对应设置一个或多个重力感应器，每一秤脚6上的重力传感器均通过导线与MCU1连接，方便装配，同时有助于人体体重的检测。其中，秤脚6的数量可以是两个，三个或三个以上。人体秤壳体可以为正方形，圆形或者其他形状。

在一个实施例中，人体秤还包括供电组件7，供电组件7与MCU1连接。供电组件7可以设置在人体秤壳体上，也可以设置在电路板上，在实际设计时，可以根据实际情况来设计供电组件7的的位置。供电组件7包括蓄电池，为人体秤进行供电。当然，也可以使用太阳能电池或者设置USB接口与外部电源连接进行供电，在实际设计时，可以根据实际的需要设计供电组件7的结构。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种低功耗人体秤，包括人体秤壳体，其特征在于，所述人体秤壳体内部设有：

MCU，压力传感器，所述压力传感器与所述MCU连接，并用于检测人体体重；

加速度传感器，所述加速度传感器与所述MCU的中断源引脚、通讯引脚连接，所述加速度传感器用于检测自身状态信号，并输出电平信号至所述中断源引脚，所述加速度传感器还用于检测人体交互状态信号，并输出人体交互数据至所述通讯引脚。

2.根据权利要求1所述的低功耗人体秤，其特征在于，所述MCU还包括主控单元，所述主控单元与压力传感器连接，且所述主控单元通过所述中断源引脚、所述通讯引脚与所述加速度传感器连接。

3.根据权利要求2所述的低功耗人体秤，其特征在于，所述MCU还包括比较单元，所述比较单元分别与所述主控单元、所述压力传感器连接。

4.根据权利要求2所述的低功耗人体秤，其特征在于，所述MCU还包括体脂检测单元，所述体脂检测单元分别与所述主控单元、检测电极连接，所述检测电极为电极片、ITO镀膜、铜箔、铝箔中的一种或者多种。

5.根据权利要求1所述的低功耗人体秤，其特征在于，还包括显示结构，所述显示结构与所述MCU连接。

6.根据权利要求1所述的低功耗人体秤，其特征在于，所述人体秤壳体上设有称重面板。

7.根据权利要求6所述的低功耗人体秤，其特征在于，所述加速度传感器设置在所述称重面板、所述人体秤壳体、所述人体秤壳体内部的PCB或FPC上。

8.根据权利要求6所述的低功耗人体秤，其特征在于，所述称重面板为玻璃、塑胶或金属材质。

9.根据权利要求1所述的低功耗人体秤，其特征在于，还包括供电组件，所述供电组件分别与所述MCU、所述压力传感器、所述加速度传感器连接。

10.根据权利要求1所述的低功耗人体秤，其特征在于，所述人体秤壳体底部设有多个秤脚，所述压力传感器位于所述秤脚上。

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