一种智能家用型尿液干化学法检测系统及方法与流程

技术领域

本发明涉及人体生理指标检测技术领域，尤其是一种智能家用型尿液干化学法检测系统及方法。

背景技术：

尿液检查是一种最常见的医学检测方式，对临床诊断、判断疗效以及疾病预防都有着非常重要的价值。其中尿液干化学检测是一种简单、快速的尿液筛查方法，目前常用的试纸条检测项目有酸碱度、亚硝酸盐、葡糖糖、维生素C、尿比重、隐血、蛋白质、胆红素、尿胆原、酮体、白细胞。试纸条的颜色比对是检测的关键所在，通常有人工比对和尿液自动化分析仪两种。人工比对相对操作方便，但是易存在误判、数据无法跟踪等问题，而自动化分析仪，目前价格相对较高，多用于专业医疗机构，且智能化不高，无法满足居家型日常检测的需求。

与此同时，随着生活水平和医疗卫生水平的进步，人们越来越关注自身的健康问题，而如何将大健康融入日常生活也成为近年来的研究热点。智能家居的快速发展，为健康服务融入居家生活提供了有效抓手和实施途径，构建新型的智能健康卫浴产品也成为必然的发展趋势。综上所述，低成本的、高效便捷的、融合家居使用环境的快速尿液检测分析仪具有非常重要的科研价值和市场前景。

技术实现要素：

本发明的首要目的在于提供一种操作便捷、体积小巧、检测准确度高，能够进行智能分析和跟踪管理的智能家用型尿液干化学法检测系统。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种智能家用型尿液干化学法检测系统，包括：

尿液检测装置，用于控制试纸的传动，利用颜色传感器采集试纸颜色数据，通过智能算法对其进行识别，检测尿液的11项指标，包括PH值、亚硝酸盐、葡萄糖、维生素C、尿液比重、潜血、蛋白质、胆红素、尿胆原、酮体和白细胞，并将检测结果发送给智能终端；

智能终端，用于接收尿液检测装置发送的结果数据，并上传至云端服务器，同时接收云端服务器所下发的综合测试报告、分析报告和健康指导意见；

云端服务器，用于根据智能终端上传的数据进行综合分析，给出综合测试报告和分析报告，并通过大数据生成健康指导意见，最后将所有信息反馈、发送到智能终端。

所述尿液检测装置包括壳体、操作按键、液晶显示屏、主控电路板、颜色传感器、试纸盒、传动机构以及盖板，所述操作按键和液晶显示屏嵌入在壳体的一侧侧板上，所述主控电路板固定在壳体内部，所述颜色传感器位于试纸盒的上方，所述传动机构带动试纸盒进行进出动作。

所述传动机构包括步进电机、不锈钢卷簧、滑块、第一永磁铁和安装板，所述步进电机的转子与不锈钢卷簧的一端固连，所述不锈钢卷簧的另一端安装滑块，滑块的运动方向与不锈钢卷簧的长度方向一致，滑块的前端安装第一永磁铁，所述步进电机、不锈钢卷簧的安装部均通过安装板固设在壳体的内部，所述步进电机带动不锈钢卷簧进行伸展与收回。

所述试纸盒上开设用于放置试纸的试纸槽，试纸盒的前端上设置第二永磁铁。

所述颜色传感器包括传感器电路板、光源、固定板和数据接口，所述固定板固定安装在壳体内部试纸盒进出口的上方，固定板的中心位置处开设反射光入射孔，所述固定板上位于反射光入射孔的周边处开设4个光源入射孔；所述光源安装在固定板上，光源由4个白色LED灯组成，光源的光线经过光源入射孔，聚焦于试纸槽上待测的试纸，试纸上反射光线穿过反射光入射孔返回到传感器电路板；所述传感器电路板位于光源的上方，传感器电路板上设置数据接口。

所述云端服务器包括：

用户数据库，用于存储用户帐号、密码、性别和年龄的基本信息，以及用户尿液检测结果、分析报告；

专家知识库，储存专业医师对尿检测结果的分析知识；

专家推理机，根据智能终端上传的检测报告结合专家知识库中的知识推理出尿液分析报告并存储在云端服务器，跟踪记录用户近期一段时间的尿液检测分析报告，并给出健康指导建议。

所述主控电路板上焊接主控电路，主控电路的输入端与操作按键相连，主控电路的第一输出端与传动机构相连，主控电路的第二输出端与液晶显示屏相连，主控电路与颜色传感器双向通讯。

本发明的另一目的在于提供一种智能家用型尿液干化学法检测系统的检测方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：

（1）尿液检测装置对试纸进行检测；

（2）检测完成后尿液检测装置将检测数据发送到用户登录的智能终端，智能终端将检测数据上传到云端服务器；

（3）云端服务器将检测数据保存，对提交的检测数据进行分析，生成综合测试报告和分析报告并反馈至智能终端，并推送健康指导意见。

在步骤（1）中，所述尿液检测装置对试纸进行检测具体是指：接通电源，智能终端接入因特网，准备好已浸过尿液样本的待检试纸，用户按下操作按键，检测试纸盒是否处于伸出状态，若处于收回状态，传动机构控制试纸盒伸出，放置试纸或取出已用过的试纸，再次按下操作按键；若处于伸出状态，放置试纸后收回并开始检测，检测完毕后将检测数据通过蓝牙传输到智能终端并显示在液晶显示屏上，再次按下操作按键，试纸盒伸出，取出试纸，并可选择水洗试纸盒，放回试纸盒，并再次按下操作按键，试纸盒收回，单次检测结束。

由上述技术方案可知，本发明结构新颖、检测精度高且使用便捷，较大程度上节约了使用空间和检测时间，同时本发明采用支持全水洗的可拆卸式试纸盒设计，保证了卫生要求，可广泛适合家庭使用，将作为智能健康卫浴整体解决方案的重要入口。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明中尿液检测装置的结构示意图；

图3为本发明中传动机构的结构示意图；

图4为本发明中试纸盒的结构示意图；

图5为本发明中颜色传感器的结构示意图；

图6为图5中固定板的板面示意图；

图7为本方法的工作流程图；

图8为本发明中尿液检测装置的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种智能家用型尿液干化学法检测系统，包括：尿液检测装置22，用于控制试纸的传动，利用颜色传感器5采集试纸颜色数据，通过智能算法对其进行识别，检测尿液的11项指标，包括PH值、亚硝酸盐、葡萄糖、维生素C、尿液比重、潜血、蛋白质、胆红素、尿胆原、酮体和白细胞，并将检测结果发送给智能终端；智能终端，用于接收尿液检测装置22发送的结果数据，并上传至云端服务器，同时接收云端服务器所下发的综合测试报告、分析报告和健康指导意见；云端服务器，用于根据智能终端上传的数据进行综合分析，给出综合测试报告和分析报告，并通过大数据生成健康指导意见，最后将所有信息反馈、发送到智能终端。

所述云端服务器包括：用户数据库，用于存储用户帐号、密码、性别和年龄的基本信息，以及用户尿液检测结果、分析报告；专家知识库，储存专业医师对尿检测结果的分析知识；专家推理机，根据智能终端上传的检测报告结合专家知识库中的知识推理出尿液分析报告并存储在云端服务器，跟踪记录用户近期一段时间的尿液检测分析报告，并给出健康指导建议。

如图2所示，所述尿液检测装置22包括壳体1、操作按键2、液晶显示屏3、主控电路板4、颜色传感器5、试纸盒6、传动机构8以及盖板9，所述操作按键2和液晶显示屏3嵌入在壳体1的一侧侧板上，所述主控电路板4固定在壳体1内部，所述颜色传感器5位于试纸盒6的上方，所述传动机构8带动试纸盒6进行进出动作。如图1所示，所述主控电路板4上焊接主控电路，主控电路的输入端与操作按键2相连，主控电路的第一输出端与传动机构8相连，主控电路的第二输出端与液晶显示屏3相连，主控电路与颜色传感器5双向通讯。

如图3所示，所述传动机构8包括步进电机13、不锈钢卷簧12、滑块7、第一永磁铁10和安装板11，所述步进电机13的转子与不锈钢卷簧12的一端固连，所述不锈钢卷簧12的另一端安装滑块7，滑块7的运动方向与不锈钢卷簧12的长度方向一致，滑块7的前端安装第一永磁铁10，所述步进电机13、不锈钢卷簧12的安装部均通过安装板11固设在壳体1的内部，所述步进电机13带动不锈钢卷簧12进行伸展与收回。如图4所示，所述试纸盒6上开设用于放置试纸的试纸槽14，试纸盒6的前端上设置第二永磁铁15。

如图5、6所示，所述颜色传感器5包括传感器电路板16、光源17、固定板18和数据接口21，所述固定板18固定安装在壳体1内部试纸盒6进出口的上方，固定板18的中心位置处开设反射光入射孔20，所述固定板18上位于反射光入射孔20的周边处开设4个光源入射孔19；所述光源17安装在固定板18上，光源17由4个白色LED灯组成，光源17的光线经过光源入射孔19，聚焦于试纸槽14上待测的试纸，试纸上反射光线穿过反射光入射孔20返回到传感器电路板16，颜色传感器5对颜色进行识别，信号通过数据接口21传输至主控电路板4，下位机程序算法对信号数据进行分析，将检测数据在液晶显示屏3显示，然后通过蓝牙发送至智能终端；所述传感器电路板16位于光源17的上方，传感器电路板16上设置数据接口21。

如图7所示，本方法包括下列顺序的步骤：

（1）尿液检测装置22对试纸进行检测；

（2）检测完成后尿液检测装置22将检测数据发送到用户登录的智能终端，智能终端将检测数据上传到云端服务器；

（3）云端服务器将检测数据保存，对提交的检测数据进行分析，生成综合测试报告和分析报告并反馈至智能终端，并推送健康指导意见。

如图8所示，在步骤（1）中，所述尿液检测装置22对试纸进行检测具体是指：接通电源，智能终端接入因特网，准备好已浸过尿液样本的待检试纸，用户按下操作按键2，检测试纸盒6是否处于伸出状态，若处于收回状态，传动机构8控制试纸盒6伸出，放置试纸或取出已用过的试纸，再次按下操作按键2；若处于伸出状态，放置试纸后收回并开始检测，检测完毕后将检测数据通过蓝牙传输到智能终端并显示在液晶显示屏3上，再次按下操作按键2，试纸盒6伸出，取出试纸，并可选择水洗试纸盒6，放回试纸盒6，并再次按下操作按键2，试纸盒6收回，单次检测结束。

主控电路板4的下位机软件利用内嵌的智能模式识别算法对颜色传感器5发送的信号数据进行识别和分析，给出各个色标所对应的定性、定量结果。所述的传动机构8，采用步进电机13和不锈钢卷簧12的工作方式，有效节约了设备的空间体积，提高了传动效率；所述的滑块7上端固定在不锈钢卷簧12上，一端通过第一永磁铁10与试纸盒6吸合，方便用户拆卸试纸盒6水洗。步进电机13受主控电路板4的控制转动以此带动不锈钢卷簧12的伸展与收回。

所述智能终端为在用户手机上安装的APP，涵盖所有可运行客户端软件的设备，具体实现用户注册/登录，个人信息管理、当前数据查询、历史数据查询、查看和检测、分析结果报告导出功能。

试纸盒6设计为黑色，降低了颜色采集时的外界干扰。试纸槽14用于放置尿液检测11项试纸，其尺寸比试纸略大，方便放置与取下，整个试纸盒6采用黑色设计，以减低环境对颜色传感器信号采集的干扰。用户按下操作按键2发信号给主控电路板4，主控电路板4下位机程序控制步进电机13转动带动不锈钢卷簧12的伸展与收回，不锈钢卷簧12上的滑块7带动试纸盒6前后移动，以此实现主控电路板4对试纸盒6的运动控制，控制其前进和后退两个动作。

综上所述，本发明结构新颖、检测精度高且使用便捷，较大程度上节约了使用空间和检测时间，同时本发明采用支持全水洗的可拆卸式试纸盒设计，保证了卫生要求，可广泛适合家庭使用，将作为智能健康卫浴整体解决方案的重要入口。