CN2365654Y - 一种膳食营养电子秤 - Google Patents

Abstract

一种膳食营养电子秤,包括:壳体,该壳体上设有称 重台,和该壳体内装电源电路,还备有:一处理装置,用于计量食 品的重量和对用餐者的数据进行处理;一称重传感器,所述称重 传感器设有于所述称重台下,其电信号输出端与所述处理装置 连接;一输入装置,所述输入装置的输出端与所述处理装置连接; 以及一输出装置,所述输出装置的输出端与所述处理装置连 接。本营养电子秤可针对个人的身体情况对其膳食进行综合营 养计算,提供适于该个人情况的膳食指导和建议。

Description

一种膳食营养电子秤

本实用新型涉一种膳食营养电子秤，具体地说，涉及利用计算机技术进行食品称量配餐的膳食营养电子秤。

大家都知道，人体在不同的生长发育期、不同的年龄段、不同的群体和不同的健康状况时期，对膳食的要求是不同的，例如：

—中老年人需要控制胆固醇及不同脂肪酸的摄入量，以预防、缓解和辅助治疗心脑血管疾病等；

—孕妇、婴幼儿及青少年要注意蛋白质中各种氨基酸的摄入量；

—肥胖人士对膳食中摄入的多余热量的控制；

—糖尿病人、透析病人及其它类疾病对膳食的特殊要求；

—特殊群体，如运动员的训练期、比赛期和恢复期等对膳食的不同要求；等等。

针对上面的不同情况，依据现代营养学理论，科学合理的搭配膳食，是十分重要的。但是，以往依据现代营养学理论配餐，就要面对纷繁的表格和数据，需要进行复杂的运算。因为每个人的个体差异，对膳食的要求都不同，而现实当中很少有针对某一个人的膳食需要进行综合营养计算的方法。大多数情况是针对某一群体的特殊情况，算出一个平均值，供众人参考。营养学家们也常因现代营养学的复杂运算和数据，很难综合地向人们提供膳食建议，人们也常常对专家的建议顾此失彼。

目前，仅少数科研机构、医院，用计算机编程方式，针对某一群体进行配餐，也仅仅是专业人士才能使用计算机系统。至今，还未有可供普通人士使用，针对个人的不同情况，对膳食进行综合指导的配餐装置或产品。

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种营养电子秤，可以针对个人的身体情况对其膳食进行综合营养计算，以提供适于本人需要的膳食配餐指导和建议。

为了达到上述目的，本实用新型的一种膳食营养电子秤，包括：壳体，该壳体上设有称重台，和该壳体内装电源电路，还备有：一处理装置，用于计量食品的重量和对用餐者的数据进行处理；一称重传感器，所述称重传感器设有于所述称重台下，其电信号输出端与所述处理装置连接；一输入装置，所述输入装置的输出端与所述处理装置连接；以及一输出装置，所述输出装置的输出端与所述处理装置连接。

本实用新型可对输入的用餐者的有关资料数据进行处理，以产生该用餐者的营养膳食参考值，即每日各种营养成分摄入量参考值；各种食品营养成分分别的摄入量；将一定期间内各种营养成分的摄入量与所述营养参考值相比较，以产生比较的结果即膳食建议，以便均衡营养。使用餐者在本装置的指导下调整进食的品种数量，以达到膳食中的各种营养素含量接近营养参考值，以免摄入过多的热量。

本实用新型使复杂的现代营养学的研究成果得以在群众中普及，对改善人民群众的健康状况，辅助治疗、缓解和预防某些疾病有益，并且使用简单方便，非常适合普通人使用。

图1示出了本实用新型的营养电子秤的结构框图。

图2示出了本实用新型的营养电子秤的一实施例的具体电路图。

以下结合附图对本实用新型的实施例作详细描述。图1为本实用新型的营养电子秤的结构框图。如图1所示，本实用新型的营养电子秤，包括：壳体，该壳体上设有称重台，和该壳体内装电源电路，其特征是，具备有：

一处理装置5，用于计量食品的重量和对用餐者的数据进行处理；

一称重传感器4，该称重传感器4设有于称重台下，其电信号输出端与所述处理装置6连接；

一输入装置2，该输入装置2的输出端与该处理装置6连接；以及

一输出装置5，该输出装置5的输出端与该处理装置6连接。

本实用新型中该处理装置6可以是单片机。至少具有一个该称重传感器4，必要时称重传感器的电信号输出端与模数转换器3连接，而后该模数转换器3的输出端与该处理装置6连接。该处理装置除内存外，可以设有外部的存储装置1。

具体说，该称重传感器4，用于称出待用食品的重量。模数转换器3，用于将称重传感器4称出待用食品重量的模拟量转换成数字量输入到处理装置6中。输入装置5，用于接收使用者输入的用餐者的有关资料数据和膳食记录数据输入到处理装置中。该输出装置2，用于输出处理的结果。存储装置1，用于存储处理中涉及的数据、公式和表格。

另外，该处理装置6用于处理包括：对输入的用餐者的有关资料数据进行处理，以产生该用餐者的营养膳食参考值，即每日各种营养成分摄入量参考值；各种营养成分分别的摄入量；膳食建议部分，将一定期间内各种营养成分的摄入量与所述营养参考值相比较，以产生比较的结果即膳食建议，并且，所述输出装置将该膳食建议以用餐者可感知的方式输出。

图2为本实用新型的营养电子秤的一实施例的具体电路图。该电路其中，包括：处理装置6、存储装置1、输入装置4、电源电路7以及多个匹配电阻9。

处理装置6，可以采用单片机，例如日本富士通公司生产的MB89P689，其P65-P67与外部的存储装置1，例如EEPROM相连接。单片机P30口为语音输出，可与喇叭8连接。该单片机的P50口是对供电电源的电压监测口。

该输入装置4可以采用键盘。该键盘具有多个按键，按键至少包括：开/关、设置和累加键，还可以具有计算％、清除、输入、评价、输入法、数字键(0到9)、字母键(26个a、b到z)以及四个方向键。作为该输入装置4的键盘各按键，如图2中的标号4a、4b、4c到4z等所示。可连接到单片机的扫描输出口P20-P22与P90-P97交叉线之间，例如，P90分别连接“设置”、“累加”和“评价”键，P91分别连接“计算％”、“清除”和“输入”键，P92分别连接“输入法”、“手册”和“向左”键，P93分别连接“向右”、“向上”和“向下”键，P94分别连接“1”、“2/ABC”和“3/DEF”键，P95分别连接“4/GHI”、“5/JKL”和“6/MNO”键，P96分别连接“7/PQRS”、“8/TUV”和“9/WXYZ”键，P97分别连接“开/关”、“0”和“。”键，其中“2/ABC”、“3/DEF”、“4/GHI”、“5/JKL”、“6/MNO”、“7/PQRS”、“8/TUV”以及“9/WXYZ”键，是数字与字母复用键。

上述的各按键的功能，具体说：开/关键，用于“开”或“关”营养电子秤，开机后自动置“零”，换称重容器，需重新开机，将容器重量置“零”。设置键，用于设定用餐人数、用餐人的个人资料、称重单位的自动切换、用餐人的参考值、输入自制食品、输入新食品的营养素含量。累加键，对称重食品的营养素进行自动累加。计算％键，计算三大营养素(蛋白质、脂肪、糖)的供热百分比，以及饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸在脂肪中的百分比。清除键，用于清除记录内的内容。评价键，用于评价当餐或当日膳食营养是否平衡，以及调整的建议。输入键对输入的内容确认，相当于回车键。手册键，可查阅营养手册，包含食物成份表、疾病膳食禁忌等内容。输入法键，用于输入食品时的几种输入方式选择，比如：食品代码法、食品分类法以及食品名称输入法。参考值键，分别显示用餐人的每天、每餐各种营养素的参考值(通过本称计算或自行输入)。数字键0～9，用于输入数字。字母键A～Z，用于输入名称。以及四个方向键，用于显示光标的上、下、左、右移动。

本实施例中的数据输出装置5采用的是常用的液晶显示器(LCD)和/或语音输出。使单片机的P00-P07、P40-P44、P30端口与LCD相连接。

另外，单片机的接口P51-P57(An0-An7)，可作为8位A/D复用口之一与称重传感器直接相连，这时无须使用模数转换器进行连接。称重传感器可以采用，例如TSC公司的产品，型号为FAT等，可称1到6公斤重量。

存储装置1的存储方式、存储容量依据存储数据的多少、产品成本及产品体积及需要而定，如IC卡、EEPROM(电可擦除可编程存储器)、RAM(随机存取存储器)、快闪存储器等。它可以用外部的存储器，也可以用处理器内置的存储器，或两者都用。

本实用新型可通过键盘操作经单片机(CPU：中央处理器)的运算、比较判断，将已存好的各种食品的营养素、用餐者的每日营养素需要量参考值等数据，综合、自动地对称重的食品进行称重、计算输出称重食品的各种营养素含量并依据上述的参考值，建议烹饪时各种食品应使用多少，并通过LCD或语音输出口将该膳食建议显示在LCD显示屏上，或以声音形式输出，以通知用餐者。这些程序可以存储在上述外部存储器中，也可以存储在上述内部存储器中，用于在所述处理器中执行，以进行上述处理操作。

处理装置还包括一自制食品输入部分，用于让用餐者根据其所吃自制食品的用料、成分输入其自制食品名称，以便以后直接使用。

并且，根据上述数据计算出该用餐者的各种营养成分的膳食参考值，即每天该用餐者应当摄入的各种营养成分的数量，如热量、蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和微量元素如Ca，Fe，Zn等，并把这些数值存储在存储器中。

具体地，在上述计算步骤中，首先根据输入的人的身高按下述公式1计算出人的标准体重：

公式1：针对成人的标准体重表或公式；

如：粗算：标准体重(kg)＝身高(cm)-105

细算：标准体重(kg)＝[身高(cm)-100]×0.9......应注意的是，上述计算可依据该产品的不同定位及不同的消费区域等，选择不同的算法，例如婴幼儿、儿童的标准体重计算：

公式2.  针对婴幼儿、儿童的标准体重表或计算式；

年龄        计算式

新生儿      平均身长为50cm

1～6个月    身长(cm)＝月龄×2.5+出生身长

            体重(kg)＝月龄×0.6+出生体重

7～12个月   身长(cm)＝月龄×1.2+出生身长

            体重(kg)＝月龄×0.5+出生体重

2～10岁     身高(cm)＝年龄×5+75

            体重(kg)＝年龄×2+7或8但对于小孩，可以只按实际体重算。

在计算出标准体重后，按照以下算法产生该用餐者的各种营养成分每日摄入量的参考值。

以成年男性和成年女性为例，上述膳食参考值的产生可以参照下列表格来产生，表1是成年男性不同劳动强度的各种营养成分每日摄入量的参考值。

                          表1

营养成分	极轻劳动	轻体劳动	中体劳动	重体劳动		极重体力劳动
									热量(千卡 )	W×31	W×38	W×41	W×50		W×58
蛋白质(克)	(热量×12.5％/4)
									脂肪(克)	(热量×22.5％/9)
多不饱和脂肪酸	33.3％*脂肪的实际摄入数量
									单不饱和脂肪酸	33.3％*脂肪的实际摄入数量
饱和脂肪酸	33.3％*脂肪的实际摄入数量
									碳水(克)	(热量×65％/4)
异亮氨酸(毫克)	12*SW
									亮氨酸(毫克)	16*SW
赖氨酸(毫克)	12*SW
									蛋氨酸+胱氨酸(毫克)	10*SW
苯丙氨酸+酪氨酸(毫克)	16*SW
									苏氨酸(毫克)	8*SW
色氨酸(毫克)	3*SW
									缬氨酸(毫克)	14*SW
钙(毫克)	800	800	800	800		800
									铁(毫克)	12	12	12	12		12
锌(毫克)	15	15	15	15		15
									磷(毫克)	800	800	800	800		800
钾(毫克)	(1875～5625安全值)
									硒(微克)	50	50	50	50		50
Va(微克)	800	800	800	800		800(视黄醇当量)
									Ve(毫克)	10	10	10	10		10
Vb1(毫克)	1.2	1.3	1.5	1.7		2.0
									Vb2(毫克)	1.2	1.3	1.5	1.7		2.0
Vpp(毫克)	12	13	15	17		20
									Vc(毫克)	60	60	60	60		60
胆固醇(毫克)	300	300	300	300		300

......其中：W代表标准体重，SW代表实际体重(下面同此)。

表2是成年女性不同劳动强度的各种营养素每日摄入量的参考值表。

                                表2

营养素	极轻劳动	轻体劳动		中体劳动		重体劳动		孕妇3-6个月		孕妇7-9个月	乳母
												热量(千卡)	W×30	W×35		W×37		W×44		+200		+200	+800
蛋白质(克)	(热量×12.5％/4)							+15		+25	+25
												脂肪(克)	(热量×22.5％/9)
多不饱和脂肪酸	33.3％*脂肪的实际摄入数量
												单不饱和脂肪酸	33.3％*脂肪的实际摄入数量
饱和脂肪酸	33.3％*脂肪的实际摄入数量
												碳水(克)	(热量×65％/4)
异亮氨酸(毫克)	12*SW
												亮氨酸(毫克)	16*SW
赖氨酸(毫克)	12*SW
												蛋氨酸+胱氨酸(毫克)	10*SW
苯丙氨酸+酪氨酸(毫克)	16*SW
												苏氨酸(毫克)	8*SW
色氨酸(毫克)	3*SW
												缬氨酸(毫克)	14*SW
钙(毫克)	800	800		800		800		1000		1500	1500
												铁(毫克)	12	12		12		12		28		28	28
锌(毫克)	15	15		15		15		20		20	20
												磷(毫克)	800	800		800		800		1000		1000	1000
钾(毫克)	(1875～5625安全值)
												硒(微克)	50	50		50		50		50		50	50
Va(微克)(视黄醇当量)	800	800		800		800		1000		1000	1200
												Ve(毫克)	10	10		10		10		12		12	12
Vb1(毫克)	1.1	1.2		1.4		1.6		1.8		1.8	2.1
												Vb2(毫克)	1.1	1.2		1.4		1.6		1.8		1.8	2.1
Vpp(毫克)	11	12		14		16		18		18	21
												Vc(毫克)	60	60		60		60		80		80	100
胆固醇(毫克)	300	300		300		300		不详		不详	不详

其它表格还可包括：一周岁以下婴幼儿、1岁-12岁儿童各种营养素每日摄入量的参考值；13岁-17岁青少年、18岁-44岁成年男性、18岁-44岁成年女性、45岁-59岁老年前期、60岁-69岁老年、70岁-79岁老年和80岁以上老年等各种营养素每日摄入量的参考值表。

这里的分类只是例示性的，也可以有其它分类方式。这些表格在一般的营养学书籍中可以查到，也可根据医生的经验来输入或改变，这里不再一一列举。

还可用用餐者的身高、体重、性别、年龄和劳动强度按照存储的一定公式和表格直接产生该用餐者的各种营养成分每日摄入量的参考值；还可用该用餐者的身高、体重、性别计算出该用餐者的体表面积，并结合该用餐者的性别、年龄、劳动强度按照存储的一定公式和表格产生该用餐者的各种营养成分每日摄入量的参考值；也可用该用餐者的体征、身高、体重、性别、年龄和劳动强度按照存储的一定公式和表格产生该用餐者的各种营养成分每日摄入量的参考值。人的体征指人体可分成以下三种体征：外胚层型；中胚层型；内胚层型。

举例来说，成年人体表面积的推算式如下：

公式3  粗算成人体表面积(平方米)

        ＝0.0061×身高cm+0.0128×体重kg-0.1529或以对数值求体表面积，log体表面积(平方米)

        ＝(0.425log体得重kg)+(0.725log身高cm)-2.144上述表格、公式和产生其它类型的人的膳食参考值的表、公式、数据被存储在所述存储器中，在用餐者输入用餐者的有关资料数据时，用来根据用餐者的性别、年龄、身高、体征和劳动强度等数据产生相应的各种营养成分的膳食参考值，即每天该用餐者应当摄入的各种营养成分的数值，并把这些数值也存储在存储器中。这些产生的数值可以显示给用餐者，也可以供随后的处理调用。这些表，公式、表格中的数据可以根据营养学的发展和用餐者需要进行调整或改变。

另外，在该用餐者的有关资料输入部分，在确认输入数据的步骤之后，还可根据用餐者输入的用餐者的有关资料计算出该用餐者的标准体重，将其与用餐者输入的实际体重相比较，以在显示器上或以声音方式给出该用餐者是超重、消瘦还是处于正常体重范围的提示。

本装置的用餐者在发生下列情况体重，妊娠，年龄改变，活动量、劳动强度等时，需要更改输入的用餐者的有关资料。

述膳食记录部分用于记录/计算用餐者膳食中的各种营养成分含量，即根据食物成份表中各种食物各种营养成分的含量自动计算膳食中各种营养成分的含量。

首先，输入用餐者姓名，可以选择的输入方式有：汉字的拼音、五笔字型、语音输入等，也可以选择不同的语言输入。然后，输入用餐者姓名，输入记录时间，之后，输入用餐者摄入的食物名称，数量(食物数量可以克计算)，食物名称与上述一样可以有多种输入方式。之计算用餐者膳食中该种食物中各种营养成分分别的含量。然后，用餐者输入是否完成输入的选择，如继续输入下一种食物，则返回至输入食物名称步骤，输入下一种食物名称、数量。将每种食物的每种营养成分按营养成分累加起来，以得到该用餐者在此时间上摄入的各种营养成分各自的总量的数值，并逐项在显示器上显示累计的各种营养成分的数量。当然，该冲突判断步骤也可省略，而直接计算累加的食物营养成分。

其中，对用餐者膳食中该种食物中各种营养成分分别的含量的计算是根据下列食物成分表3来计算，这些食物成分表预先存储在存储器中，可以在处理过程中访问。

计算公式为：一种营养成分的含量＝摄入该食物的数量(单位：100克)×每100克该食物中该种营养成分的含量，表3是食物成份表(各种食物所含各种人体所需主要营养成分在每100克食物中的含量)。

                                            表3

食物	热量(千卡)	蛋白质(g)	脂肪(g)	碳水(g)	钙(mg)	铁(mg)	Vb1(mg)	。。。	胆固醇(mg)	异亮氨酸(mg)	赖氨酸(mg)	。。。	多不饱和脂肪酸	单不饱和脂肪酸	饱和脂肪酸
																								。。。				。。。	(单位：占脂肪含量的％)
大米	346	7.4	0.8	77.2	13	2.3	0.11	。。。		278	239	。。。
																猪肉(肥，瘦)	395	13.2	37.0	2.4	6	1.6	0.22	。。。	80	330	575	。。。	12.1	45.6	36.9
黄瓜	15	0.8	0.2	2.4	24	0.5	0.02	。。。		19	33	。。。
																苹果	52	0.2	0.2	12.3	4	0.6	0.06	。。。		9	10	。。。

以上只是作为例子，所存储的其它食物成分及其它食物的营养成分的数据可以在一般的营养学书籍中查到，这里不再一一列举。

存储的食物成分表中的数据可以由用餐者进行修改、添加，或增加食物种类及其相应营养成分数据。

另外，还可以用餐者输入自制食品，即输入自制食品名称后，再输入各种用料的名称、重量，从而确定该食品每100克所含各种营养成分的含量，并存储在存储器中的食物营养成份表中。用餐者在以后使用时，只需直接输入该自制食品名称，数量即可。

其中，常用自制食品营养素含量计算式为：

公式4：

每100克复合食品每种营养素的含量(克)＝

[(食品1的重量/100克)×每100克食品1食物成份表的该种营养素含量+(食品2的重量/100克)×每100克食品2食物成份表的该种营养素含量+(食品3的重量/100克)×每100克食品3食物成份表的该种营养素含量……]100克/食品的总重量(克)

具体地，该记录介质中载有的用于营养膳食指导的处理程序包括存储部分和程序部分，该存储部分用于存储处理中涉及的数据、公式和表格，该程序部分包括：输入部分，用于接收用餐者输入的用餐者的有关资料数据和膳食记录数据；处理部分，用于对用餐者输入的用餐者的有关资料数据和膳食记录数据进行处理；和输出部分，用于输出处理的结果，其中，该处理部分包括：用餐者的有关资料处理部分，用于对输入的用餐者的有关资料数据进行处理，以产生营养膳食参考值；膳食记录部分，用于对输入的膳食记录数据进行处理，以得到各种营养成分分别的摄入量；膳食建议部分，用于将一定期间内各种营养成分的摄入量与所述营养参考值相比较，以产生比较的结果即膳食建议；并且，所述输出部分用于将该膳食建议以用餐者可感知的方式输出。

综上所述，采用本实用新型的营养电子秤，依据已存储的各种数据、数表和公式，根据用餐者输入的用餐者的有关资料及膳食记录，就可综合、自动地对用餐者的膳食输出综合建议、评价，并指出膳食中的问题。本实用新型装置方法不仅使营养学家从以往的纷繁的运算中解放出来，还使复杂的现代营养学的研究成果迅速得以在群众中普及。更重要的是，它对改善人民群众的健康状况，辅助治疗、缓解和预防某些疾病，起着不可替代的作用。它还对特殊群体的膳食，提供了明确的指导。本实用新型装置及方法的特点还在于，其内部数据、表格和公式十分繁杂，但其使用界面却十分简单，非常适合普通人使用。

尽管以上对本实用新型的说明性的实施例已作描述，但应该懂得，本实用新型不局限于本实施例，本领域的普通技术人员可作出其它的改进和变型而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (8)

1.一种膳食营养电子秤，包括：壳体，该壳体上设有称重台，和该壳体内装电源电路，其特征是，具备有：

一处理装置，用于计量食品的重量和对用餐者的数据进行处理；

一称重传感器，所述称重传感器设有于所述称重台下，其电信号输出端与所述处理装置连接；

一输入装置，所述输入装置的输出端与所述处理装置连接；以及

一输出装置，所述输出装置的输出端与所述处理装置连接。

2.按照权利要求1所述的营养电子秤，其特征是：所述处理装置是单片机。

3.按照权利要求1所述的营养电子秤，其特征是：所述称重传感器的电信号输出端与模数转换器连接，所述模数转换器的输出端与所述处理装置连接。

4.按照权利要求1所述的营养电子秤，其特征是：所述处理装置设有存储装置，用于存储处理中涉及的数据、公式和表格。

5.按照权利要求2或3所述的营养电子秤，其特征是：所述单片机设有存储装置，用于存储处理中涉及的数据、公式和表格。

6.按照权利要求1到4任一项所述的营养电子秤，其特征是：所述输入装置是键盘。

7.按照权利要求6所述的营养电子秤，其特征是：所述键盘设置在所述的壳体表面上，至少包括开/关键、设置键、和累加键。

8.按照权利要求7所述的营养电子秤，其特征是：所述键盘还具有计算％键、清除键、评价键、输入键、手册键、输入法、数字键、字母键、以及方向键。

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