专利名称：基于传感器的多功能便携式健康监护仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于智能监护领域，具体涉及一种基于传感器的多功能便携式健康监护仪。
背景技术：
现代人尤其是都市人生活节奏加快，学习和工作压力大，用于锻炼的时间却较过去减少，加之不科学的作息规律和生活方式，使现代人患糖尿病、高血压、心脏疾病、胆固醇过高的风险正在逐渐增大。而科学研究表明，类似上述疾病在偏胖人群中的发病几率要明显大于正常体重的人群。因此，即便不从外观审美的角度上来看待人体胖瘦，单从健康来考虑，合理的控制体重也显得尤为重要。获取体重数值一般依靠体重秤来完成，常见的体重秤分为电子和机械两种。电子体重秤通过秤盘下内置的压力传感器来测量人体重力，并将力信号转化为电信号，最终变成标识体重的数字。而机械体重秤通过机械连杆将秤盘上的重力转换成力矩，秤内的反力矩装置将在力矩转换结构达到一定角度后与重力力矩相平衡，同时带动仪表盘指针转动指示体重。传统的体重秤一般体积大、重量沉、便携性差，且扩展性低，不能与其它的电子设备相连接。人在步行时，通过伸缩肌肉燃烧脂肪，扩张毛细血管，可增大血流量，有利于心血管的健康，长期坚持步行对于合理控制体重、保持健康有很好的帮助。老年人和病患者在运动或日常活动中，由于行动不便，跌倒摔伤的可能性较正常人大很多。如果在意外发生时身边没有其他人，很有可能造成无法挽回的损失。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于传感器的便携式健康监护仪，集成了:体重秤、计步器和跌倒报警器的功能。为了实现上述技术任务，本实用新型采取如下技术方案予以实现:—种基于传感器的多功能便携式健康监护仪，包括壳体，在壳体内侧的底部安装有第二质量块，在壳体内侧的顶部通过弹簧连接有第一质量块，在壳体内侧相对的两个内壁上设置有导轨，第一质量块的与导轨接近的两侧上分别固定安装有可沿着导轨运动的滑轮；第一质量块上安装有加速度传感器，第二质量块上安装有三轴加速度计，在壳体的内部安装有GSM通信模块，在壳体外侧的正面还安装有液晶显示屏、键盘和喇叭，加速度传感器、三轴加速度计和键盘分别与MCU的输入端相连，液晶显示屏与MCU的输出端相连，MCU的输出端通过语音播报芯片与喇叭相连，MCU上还连接有GSM通信模块。本实用新型还有如下技术特点:所述的弹簧优选两根。所述的MCU (13)采用型号为ST72651AR6的MCU。所述的语音播报芯片(14)采用ISD4004语音播报芯片。本实用新型的健康监护仪，使用同一个硬件平台，集成并整合了体测重量、计步和跌倒报警三种功能，为使用者提供了一种便携式健康监护仪，该便携式健康监护仪体积小、重量轻，还能与使用者的亲人通过GSM网络实现远程通信，为更好地照顾老人提供一种远程及时沟通的仪器。
图1是本实用新型的内部结构示意图。图2是本实用新型的正面结构示意图。图3是本实用新型的控制部分连接关系示意图。图中各个标号的含义有:1-壳体，2-第一质量块,3-GSM通信模块,4-第二质量块，5-弹簧，6-滑轮，7-导轨，8-液晶显示屏，9-喇叭，10-键盘，11-加速度传感器，12-三轴加速度计，13-MCU，14-语音播报芯片。[0017]
以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。
具体实施方式
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。遵从上述技术方案，如图1至图3所示，一种基于传感器的多功能便携式健康监护仪，包括壳体1，在壳体I内侧的底部安装有第二质量块4，在壳体I内侧的顶部通过弹簧5连接有第一质量块2，在壳体I内侧相对的两个内壁上设置有导轨7，第一质量块2的与导轨7接近的两侧上分别固定安装有可沿着导轨7运动的滑轮6 ;第一质量块2上安装有加速度传感器11，第二质量块4上安装有三轴加速度计12，在壳体I的内部安装有GSM通信模块3，在壳体I外侧的正面还安装有液晶显示屏8、键盘10和喇叭9，加速度传感器11、三轴加速度计12和键盘10分别与MCU13的输入端相连，液晶显示屏8与MCU13的输出端相连，MCU13的输出端通过语音播报芯片14与喇叭9相连，MCU13上还连接有GSM通信模块3。弹簧5优选两根。MCU13采用型号为ST72651AR6的MCU，该MCU属于ST7系列微控制器，ST7系列由带有小型存储器和基于行业标准的通用8位闪存微控制器器件组成并加以改进，使之支持高级语言编程，并提供额外的中断处理特性。适用于成本敏感型应用。语音播报芯片14采用ISD4004语音播报芯片，ISD4004系列的工作电压3V，单片录放时间8至16分钟，芯片采用多电平直接模拟量存储技术，能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，音质好，适用于便携式电子产品中。加速度传感器11用于探测第一质量块2的加速度，三轴加速度计12用于探测第二质量块4的加速度。键盘10的功能如下:( I)在健康监护仪三种功能间进行切换；(2)在健康监护仪的计步功能中,指示开始、结束、清零；(3)在健康监护仪的跌倒报警功能中，关闭报警铃声。本实用新型的工作过程如下所述:(I)体重测量:[0030]使用者通过键盘10操作使得健康监护仪进入体重测量模式后，即可开始体重测量操作。使用者将本实用新型的健康监护仪固定于腰部，向上轻轻跳跃。当脚离开地面时，人体和第二质量块4相对静止，运动状态保持一致；第一质量块2在弹簧5的作用下跟随人体做运动，但是第一质量块2的运动相对于第二质量块4有一定的滞后性。由于第一质量块2和第二质量块4在运动状态上的不同步，所以连接第一质量块2和第二质量块4的弹簧5上存在作用力。根据牛顿第三定律，第二质量块4和第一质量块2受到的弹簧拉力大小相等方向相反，以向上运动为例，对竖直方向上的运动情况进行分析，令第一质量块2和第二质量块4之间的弹簧5上作用力的大小为F，人体重量为M，第一质量块2的质量为mA，体重测量仪中除了第一质量块2之外的重量为mB，重力加速度为g，第一质量块2的加速度为aA，第二质量块的加速度为aB。则第一质量块2的加速度为
权利要求1.一种基于传感器的多功能便携式健康监护仪，其特征在于，包括壳体(1)，在壳体(O内侧的底部安装有第二质量块(4)，在壳体(I)内侧的顶部通过弹簧(5)连接有第一质量块(2)，在壳体(I)内侧相对的两个内壁上设置有导轨(7)，第一质量块(2)的与导轨(7)接近的两侧上分别固定安装有可沿着导轨(7)运动的滑轮(6)，第一质量块(2)上安装有加速度传感器(11)，第二质量块(4)上安装有三轴加速度计(12)，在壳体(I)的内部安装有GSM通信模块(3 )，在壳体(I)外侧的正面还安装有液晶显示屏(8 )、键盘(10 )和喇叭(9 )，加速度传感器(11)、三轴加速度计(12)和键盘(10)分别与MCU (13)的输入端相连，液晶显示屏(8)与MCU (13)的输出端相连，MCU (13)的输出端通过语音播报芯片(14)与喇叭(9)相连，MCU (13)上还连接有GSM通信模块(3)。
2.如权利要求1所述的基于传感器的多功能便携式健康监护仪，其特征在于，所述的弹簧(5)优选两根。
3.如权利要求1所述的基于传感器的多功能便携式健康监护仪，其特征在于，所述的MCU (13)采用型号为 ST72651AR6 的 MCU。
4.如权利要求1所述的基于传感器的多功能便携式健康监护仪，其特征在于，所述的语音播报芯片(14)采用IS D4004语音播报芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种基于传感器的多功能便携式健康监护仪，包括壳体，在壳体的底部安装有第二质量块，在壳体的顶部通过弹簧连接有第一质量块，在壳体相对的两个内壁上设置有导轨，第一质量块的与导轨接近的两侧上分别固定安装有可沿着导轨运动的滑轮；加速度传感器、三轴加速度计和键盘分别与MCU的输入端相连，液晶显示屏与MCU的输出端，MCU的输出端通过语音播报芯片与喇叭相连，MCU上还连接有GSM通信模块。本实用新型的健康监护仪，集成并整合了体测重量、计步和跌倒报警三种功能，为老年人提供了一种便携式健康监护仪，能与使用者的亲人通过GSM网络实现远程通信。
文档编号G01C22/00GK203116836SQ201320037638
公开日2013年8月7日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者靳钊, 崔璐, 郭晨, 乔丽萍, 刘策, 刘立东, 王江安, 高涛 申请人:长安大学