一种皮肤水分的检测系统和方法与流程

1.本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种皮肤水分的检测系统和方法。


背景技术：

2.美容医学是临床医学在“美容行业”中的应用，美容外科、美容皮肤科都是美容医学重要组成。皮肤是人体的重要器官之一，如同人体的屏障，具有天然的保湿性能，在保持人体水分方面起着不可替代的作用，如何客观检测皮肤问题已成为美容皮肤科的关键。并且通过对皮肤水分的检测来诊断皮肤疾病、评估治疗效果以及各种化妆品润肤效果，有着重要的作用。特别是对于长期工作或者生活在极端条件下的人比如运动员、急救员和军人有着极其重要的意义。
3.但是现有技术中还没有一套便携的系统设备，能够准确快速的对用户的皮肤水分进行检测，并将检测结果及时有效的展示给被检测者。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种皮肤水分的检测系统和方法，以实现对用户皮肤水分的检测。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种皮肤水分的检测系统，包括：处理模块，与处理模块连接的阻抗探针以及蓝牙模组；阻抗探针，用于获取待测皮肤的检测信号，并将检测信号传输给处理模块；处理模块，用于根据检测信号确定待测皮肤的等效电阻，根据等效电阻确定待测皮肤的水分含量，并将水分含量发送给蓝牙模组；蓝牙模组，用于将待测皮肤的水分含量发送给所连接的终端设备，以将水分含量在终端设备进行显示。
6.第二方面，本本发明实施例提供了一种皮肤水分的检测方法，包括：通过阻抗探针获取待测皮肤的检测信号，并将检测信号传输给处理模块；
7.通过处理模块根据检测信号确定待测皮肤的等效电阻，根据等效电阻确定待测皮肤的水分含量，并将水分含量发送给蓝牙模组，其中，检测信号包括检测电压；
8.通过蓝牙模组将水分含量发送给所连接的终端设备，以将水分含量在终端设备进行显示。
9.本发明实施例的技术方案，通过阻抗探针获取检测信号，处理模块根据检测信号确定待测皮肤的水分含量，并将所获取的水分含量通过蓝牙模组发送给所连接的终端设备，以使用户及时查看结果，并且系统设简单便携，满足了用户的检测需求。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
11.图1是本发明实施例一提供的皮肤水分的检测系统的结构示意图；
12.图2是本发明实施例二提供的皮肤水分的检测方法的流程图；
13.图3(a)是本发明实施例二提供的初始化探测阶段皮肤等效电阻阻抗解算原理示意图；
14.图3(b)是本发明实施例二提供的实际检测阶段皮肤等效电阻阻抗解算原理示意图；
15.图4是本发明实施例二提供的皮肤等效电阻与水分含量的曲线示意图；
16.图5是本发明实施例三提供的皮肤水分的检测方法的流程图。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
18.另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、软件实现、硬件实现等等。
19.实施例一
20.图1是本发明实施例提供的皮肤水分的检测系统，本实施例可适用于对皮肤的水分进行检测的情况，如图1所示，为本发明实施例提供的皮肤水分的检测系统的结构示意图。
21.其中，皮肤水分的检测系统具体包括：处理模块11，与处理模块11连接的阻抗探针12以及蓝牙模组13；阻抗探针12，用于获取待测皮肤的检测信号，并将检测信号传输给处理模块；处理模块11，用于根据检测信号确定待测皮肤的等效电阻，根据等效电阻确定待测皮肤的水分含量，并将水分含量发送给蓝牙模组；蓝牙模组13，用于将待测皮肤的水分含量发送给所连接的终端设备，以将水分含量在终端设备进行显示。
22.需要说明的是，本实施方式中的蓝牙模组为低功耗蓝牙，具体可以采用nrf51822超低功耗蓝牙芯片，整机待机功耗仅为3ua，从而可以极大的节省电量，当然本实施方式中仅是举例说明，而并不对蓝牙模组的具体形式进行限定，只要能够低功耗的实现通信连接都是在本技术的保护范围内。
23.可选的，系统还包括供电模组，供电模组用于对处理模块、阻抗探针和蓝牙模组进行供电。
24.其中，本实施方式中的供电模组具体可以是太阳能电板或者充电电池，本实施方式中并不对供电模组的具体类型进行限定，因此即使用户外出需要携带检测系统时，也能够保证处理模块、阻抗探针和蓝牙模组的正常工作。特别是对于急救员或军人等对皮肤水分测试有特殊场景需求的用户，可以避免出现由于操作环境中没有固定充电设备而造成不必要的损失。
25.可选的，阻抗探针包括：皮肤传感器、以及与皮肤传感器连接的电极；电极，用于向
待测皮肤发送指定频率信号；传感器，用于接收待测皮肤根据指定频率信号所反馈的检测信号，其中，检测信号包括检测电压。
26.具体的说，本实施方式中的阻抗探针具体包括与皮肤表面紧密接触的皮肤传感器，以及与皮肤传感器连接的电极，具体是通过电极向待测皮肤发送指定频率信号后，将待检测皮肤等效为一个电阻，则电极与待检测皮肤会形成一个电路，而传感器会接收待测皮肤根据指定频率信号所反馈的检测电压。处理器在获取到检测电压之后，会根据检测电压确定出待测皮肤的等效电阻，并根据待测皮肤的等效电阻以及已知的电阻与水分含量的对应关系，确定出待测皮肤的水分含量。
27.可选的，阻抗探针中还包括与电极连接的弹性模组；弹性模组，用于在接收到外部压力时，控制传感器与待测皮肤接触。
28.需要说明的是，如果皮肤传感器与待检测皮肤接触不良，例如，贴合度不够造成皮肤传感器与待检测皮肤之间存在缝隙的情况下，会造成检测信号存在较大误差，通过在电极后端加入弹性模组可以提供恒定力，并与皮肤传感器连接，从而当皮肤传感器被压在待检测皮肤上时，弹性模组可以保持施加在皮肤上的力恒定，从而使得所获取的检测信号更加准确，以减少测量误差。本实施方式中的弹性模组具体可以是弹簧、橡胶等，而并不对弹性组件的具体类型进行限定，只要能够为电极提供恒定的力，则都是在本技术的保护范围内，本实施方式中并不对其进行限定。
29.可选的，处理模块，还用于对检测信号进行去噪，并根据去噪后的检测信号确定待测皮肤的等效电阻。
30.具体的说，在本实施方式中，处理模块在获取到阻抗探针所发送的检测信号之后，由于在传输过程中会存在传输信道的干扰，因此在获取到检测电压后，通过对检测电压进行线性校准，并对线性校准的结果进行去噪，根据去噪后的检测信号所确定的待测皮肤的等效电阻更加准确。
31.本发明实施例的技术方案，通过阻抗探针获取检测信号，处理模块根据检测信号确定待测皮肤的水分含量，并将所获取的水分含量通过蓝牙模组发送给所连接的终端设备，以使用户及时查看结果，并且系统设简单便携，满足了用户的检测需求。
32.实施例二
33.图2是本发明实施例提供的皮肤水分的检测方法的流程图，本实施例应用于上述实施例的皮肤水分的检测系统，以实现对皮肤水分含量的检测，方法步骤具体包括如下操作：
34.步骤s101，通过阻抗探针获取待测皮肤的检测信号，并将检测信号传输给处理模块。
35.可选的，通过阻抗探针获取待测皮肤的检测信号，包括：通过阻抗探针向待测皮肤发送指定频率信号；通过阻抗探针接收待测皮肤根据指定频率信号所反馈的检测信号，其中，检测信号包括检测电压。
36.其中，本实施方式中的阻抗探针具体包括与皮肤表面紧密接触的皮肤传感器，以及与皮肤传感器连接的电极，具体是通过电极向待测皮肤发送指定频率信号后，将待检测皮肤等效为一个电阻，则电极与待检测皮肤会形成一个电路，而传感器会接收待测皮肤根据指定频率信号所反馈的检测电压us。
37.可选的，通过阻抗探针获取待测皮肤的检测信号，并将检测信号传输给处理模块之前，还包括：在初始化探测阶段，通过对已知电阻进行测试获取所对应的已知电压。
38.具体的说，如图3(a)所示，为本实施例提供的初始化探测阶段皮肤等效电阻阻抗解算原理示意图，其中，rc为电极中电容c的电阻rp为电极中电阻p的电阻，则可以根据1/rcp＝1/rc+1/rp等式求解出电极的等效电阻rcp，控制电极向待测皮肤所发送信号的指定频率为f＝1/2πrcp，通过在电路pq之间与阻抗探针串联一个已知电阻r0，并测得r0两端的电压u0。
39.步骤s102，通过处理模块根据检测信号确定待测皮肤的等效电阻，根据等效电阻确定待测皮肤的水分含量，并将水分含量发送给蓝牙模组，其中，检测信号包括检测电压。
40.可选的，通过处理模块根据检测信号确定待测皮肤的等效电阻，包括：通过处理模块确定检测电压和已知电压的比值；根据比值和已知电阻确定待测皮肤的等效电阻。
41.具体的说，如图3(b)所示，在检测待测皮肤时，将rs作为待测皮肤的未知电阻，并替代r0，但是保持电路pq两端的电压不变，在保持f不变的情况下，能够保证rs是一个大电阻，由于pq两端的电压不变，电路中电流都存在，微安级电流近似看成相等，那么rs两端电压比就近似为电阻比，则可以得出u0/us＝r0/rs，由于u0、us和r0都是已知量，因此可以直接求出待测皮肤的等效电阻。
42.可选的，通过处理模块确定检测电压和已知电压的比值之前，还包括：对检测电压进行线性校准；对线性校准的结果进行滤波去噪。
43.需要说明的是，由于在传输过程中会存在传输信道的干扰，因此在通过处理模块确定检测电压和已知电压的比值之前，还会对检测电压进行噪声处理，具体是先对检测电压进行线性校准，之后对线性校准的结果进行滤波去噪，并且经过去噪之后的检测电压会更加准确。而关于线性校准以及滤波的具体原理并不是本技术的重点，因此本实施方式中不再进行赘述。
44.具体的说，如图4所示，为本实施方式中的皮肤等效电阻与水分含量的曲线示意图，图中标出了人体的不同位置皮肤的阻抗与水分含量的对应关系，因此在待测皮肤的等效电阻已知的情况下，根据上述对应关系就可以确定出待测皮肤不同部位的含水量。如下表1所示为不同季节皮肤水分含量的检测结果示例：
45.表1
46.季节面颊部额部颈部春季63.5
±
15.272.7
±
10.276.8
±
10.0夏季60.3
±
13.374.2
±
10.280.1
±
10.1秋季50.5
±
15.067.6
±
11.371.0
±
10.1冬季46.4
±
15.362.8
±
13.065.7
±
11.4
47.当然，本实施在检测者样本数量足够多的情况下，本实施方式中还可以通过检测获取不同年龄人群的皮肤水分含量，具体方式与上述方法大致相同，本实施方式中不再进行赘述。具体如下表2所示为不同年龄皮肤水分含量的检测结果示例：
48.表2
49.分组面颊部眼角部颈部侧胸部背部21～2757.12
±
11.1879.63
±
18.2676.51
±
11.7475.99
±
18.2376.04
±
21.21
28～3452.75
±
21.5480.45
±
15.1374.92
±
19.4663.74
±
22.5665.42
±
19.5235～4156.79
±
17.9473.10
±
17.1972.38
±
11.8760.58
±
16.4962.82
±
17.87
………………
50.其中，表2中关于其它年龄段的分组，由于篇幅限制而不再进行描述，但关于获取的具体原理与上述过程大致相同，本实施方式中不再进行赘述。
51.步骤s103，通过蓝牙模组将水分含量发送给所连接的终端设备，以将水分含量在终端设备进行显示。
52.具体的说，在获取到待测皮肤的水分含量之后，还包括通过蓝牙模组将所获取的水分含量发送给所连接的终端设备，其中，本实施方式中的终端设备具体可以是提前在服务器进行注册的被检测者的手机，当然还可以是与被检测者所关联用户的手机，例如，对被检测者进行检测的医护工作者。
53.值得一提的是，在将水分含量发送给所连接的终端设备之后，终端设备还会将水分含量进行显示，具体可以是以曲线图的形式、表格的形式或者饼图的形式展示给用户，本实施方式中并不限定检测结果的具体展现形式，只要能够使用户直观的获取到都是在本技术的保护范围内，本实施方式并不对其进行限制。
54.本发明实施例的技术方案，通过阻抗探针获取检测信号，处理模块根据检测信号确定待测皮肤的水分含量，并将所获取的水分含量通过蓝牙模组发送给所连接的终端设备，以使用户及时查看结果，并且系统设简单便携，满足了用户的检测需求。
55.实施例三
56.图5是本发明实施例提供的皮肤水分的检测方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础，在根据等效电阻确定待测皮肤的水分含量之后，还包括：在确定水分含量不再指定水分含量区间范围内时，生成报警信号，并将水分含量和报警信号发送给蓝牙模组，方法步骤具体包括如下操作：
57.步骤s201，通过阻抗探针获取待测皮肤的检测信号，并将检测信号传输给处理模块。
58.可选的，通过阻抗探针获取待测皮肤的检测信号，包括：通过阻抗探针向待测皮肤发送指定频率信号；通过阻抗探针接收待测皮肤根据指定频率信号所反馈的检测信号，其中，检测信号包括检测电压。
59.可选的，通过阻抗探针获取待测皮肤的检测信号，并将检测信号传输给处理模块之前，还包括：在初始化探测阶段，通过对已知电阻进行测试获取所对应的已知电压。
60.步骤s202，通过处理模块根据检测信号确定待测皮肤的等效电阻，根据等效电阻确定待测皮肤的水分含量，并将水分含量发送给蓝牙模组，其中，检测信号包括检测电压。
61.可选的，通过处理模块根据检测信号确定待测皮肤的等效电阻，包括：通过处理模块确定检测电压和已知电压的比值；根据比值和已知电阻确定待测皮肤的等效电阻。
62.步骤203,在确定水分含量不再指定水分含量区间范围时，生成报警信号。
63.其中，本实施方式中针对每个位置的皮肤，分别提前设置水分含量范围，在确定待测皮肤所检测的结果不再指定水分含量区间范围时，生成报警信号，以提示被检测者当前被检测部位的皮肤水分含量异常。并且报警信号的类型具体可以是，在确定检测的结果低于指定水分含量区间范围时，生成第一报警信号，例如，当前位置皮肤水分含量较低，请注
意补水；在确定检测的结果高于指定水分含量区间范围时，生成第二报警信号，例如，当前位置皮肤水分含量较高，请多晒阳光。
64.步骤s204，通过蓝牙模组将水分含量以及报警信号发送给所连接的终端设备，以将水分含量和报警信号在终端设备进行显示。
65.具体的说，本实施方式中在确定获取到报警信号之后，在将所获取的水分含量发送给所连接的终端设备的同时，还会将报警信号发送给终端设备。终端设备具体是提前在服务器进行注册的被检测者的手机，当然还可以是与被检测者所关联用户的手机，例如，对被检测者进行检测的医护工作者。
66.其中，终端设备不仅会将水分含量以曲线图的形式、表格的形式或者饼图的形式直观的展示给用户，而且还会将报警信号采用语音或文字的形式一同进行展示，从而被检测或者医护工作者不仅可以快速获取到皮肤的水分含量，而且还会根据报警信号及时采取相应的措施。例如，在确定接收到的是第一报警信号时，会及时对皮肤进行补水，在确定接收到的是第二报警信号时，会注意多进行户外活动等。
67.本发明实施例的技术方案，通过阻抗探针获取检测信号，处理模块根据检测信号确定待测皮肤的水分含量，并将所获取的水分含量通过蓝牙模组发送给所连接的终端设备，以使用户及时查看结果，并且系统设简单便携，满足了用户的检测需求。在确定皮肤水分含量不在指定范围时，通过向终端设备发送报警信号，从而可以及时对皮肤执行相应的措施，以保证被检测皮肤的水分含量保持在正常范围内。
68.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。