多功能手表制造技術

一種多功能手表，除具有計時功能外，還具有測量人體內脂肪率、水份率和計算ＢＭＩ指數，每天喝水量和每天耗熱量的功能。該手表的檢測電路包括一主控芯片Ｕ１，及與Ｕ１連接的人體阻抗檢測電路、按鍵操作電路、主晶振電路、電源控制電路、控制電路背光ＬＥＤ、蜂鳴器報警電路、數據存儲器、ＬＣＤ顯示器。在成分測量中，手表的表面金屬框和底面的金屬框為兩個電極，用戴表手腕和另一手掌壓緊表殼，形成閉合電路，測出人體阻抗，結合該人體輸入的４個參數（身高、體重、性別、年齡），運用核心數學模型，通過ＭＣＵ主控器控制、結合，測算出該人體脂肪率和水分率。由輸入的上述４個參數，經優化組合的計算公式，算出被測人的ＢＭＩ指數、每天喝水量和每天耗熱量。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及兼有測量人體成份功能的手表，主要是指一種既可計時，又可測量人體脂肪率、水份率、計算BMI指數、每天喝水量和每天耗熱量的多功能手表。
技術介紹
人體中脂肪率、水份率的含量及其變化，在某種程度上可反映出人的健康狀況，如明顯發胖，體內脂肪過多，可直接或間接引起各種疾病，尤其容易導致心腦血管疾病及糖尿病等；另外，運動后體內水份的含量，可提醒我們要及時補充水份及補充量多少。這些都對我們長期保持一個健康的身體，精力充沛地工作和生活至關重要。隨著生活水平的不斷提高，人們對健康越來越重視，對生活的質量要求也越來越高，特別是想隨時、方便地知道自己體內脂肪率和水份率及其變化。為了滿足人們的需求，出現了用以檢測人體脂肪或水份的裝置，其基本工作原理是通過檢測人體電流的變化，來反映人體不同組織的阻值變化，再通過數學模型的計算，來確定脂肪和水份的含量。目前這樣的裝置存在體積大、成本高等缺陷，特別是不能實現隨時隨地的進行檢測。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種多功能手表，用質量穩定可靠，準確度高，操作方便，來滿足人們可以隨時隨地知道自己脂肪率、水份率、和BMI指數，每天喝水量及每天耗熱量的需求。實現本技術的技術方案是這種多功能手表包括表殼、機芯、時間顯示、觸摸式電極、檢測電路、LCD顯示器觸，其主要技術是所述檢測電路包括有左手腕電極、右手掌電極，以及與電極和MCU微處理器連接的人體阻抗信號輸入及輸出檢測電路和輸入身高、體重、性別、年齡的數據輸入電路，該MCU微處理器還連接輸出顯示電路。該技術方案還包括所述檢測電路包括一主控芯片U1，及與U1連接的人體阻抗檢測電路、按鍵操作電路、主晶振電路、電源控制電路、控制電路背光LED、蜂鳴器報警電路、數據存儲器、LCD顯示器。所述檢測電路中按鍵操作電路為五個按鍵組成的開關電路，其中五個按鍵分別接MCU；人體阻抗檢測電路包括兩個串聯的運算放大器A1、A2和周邊的電容C2、電阻R10、R11、R12、三極管Q5，其中A2輸出接MCU、Q5經電阻R12接MCU；主晶振電路包括一晶振XT與跨接其兩端的電容C14、C15并經電阻R9接MCU；控制電路背光LED包括一三極管Q4及集電極電阻R5和發光二極管D1，其發射極接電源，其基極經電阻R2接MCU；蜂鳴器報警電路包括一蜂鳴器SP及電感L1、電阻R8、R14、三極管Q2，其中Q2基極經電阻R8接MCU；數據存儲器為一數據存儲芯片U2和電阻R6，該U2接MCU；電源控制電路包括一直流電源BT和與之連接的電容C13、電阻R4、三極管Q3，其中Q3基極經電阻R4接MCU。所述按鍵操作電路中的五個按鍵，在檢測人體功能時，手表左中按鍵為選擇、調節、確認鍵；左上鍵為背光鍵；左下鍵為還原鍵；右上鍵為增加“△”ADD鍵；右下鍵為減少“”SUB按鍵；操作左中、右上、右下三鍵，可以輸入身高、體重、性別、年齡數據；并顯示脂肪率、水份率、BMI指數、每天喝水量、每天耗熱量。所述手表的表面金屬框和底面金屬框為兩個電極，用戴表手腕和另一手掌壓緊表殼形成閉合電路。應用戶要求，有的手表殼底有一些凸包，用來增加接觸面，避免汗毛阻塞電路通道。本技術的有益效果是該多功能手表在保留原有計時功能的基礎上增加了測量人體內脂肪率和水份率的功能和計算BMI指數、每天喝水量、每天耗熱量；具有多功能、精確度高、體積小、攜帶方便、隨時隨地測量等特點。附圖說明圖1是本技術的原理框圖，其中R為人體電阻。圖2是人體健康指數(BMI)、每天喝水量和每天耗熱量計算框圖。圖3是人體阻抗測量等效電路原理圖。圖4是圖1的電路原理圖，其中1蜂鳴器報警電路、2按鍵操作電路、3MCU主晶振電路、4人體阻抗檢測電路、5控制電路背光LED、6電源控制電路、7數據存儲器。具體實施方式以下結合附圖對本技術做進一步說明如圖所示，本多功能手表除具有計時功能外(除準確計時外，還具有鬧鐘功能、日期、月值和星期值顯示。值得注意的是，此手表還具有毫秒表功能1.可隨時啟動，隨時停止；2.秒表繼續計時，顯示停止；3.秒表計時不斷，重新顯示，再次停止。可用于多人參加賽跑，先后到達，一表準確計時)，還具有測量人體內脂肪率和水份率的功能；其根據輸入的身高、體重、性別、年齡計算該人體質量指數(BMI)、每天喝水量和每天耗熱量。在人體成份測量中，手表的表面金屬框和底面的金屬框為兩個電極，用戴表手腕和另一手掌壓緊表殼，形成閉合電路，測出人體阻抗，結合該人體輸入的4個參數(身高、體重、性別、年齡)，運用核心數學模型，通過MCU主控器控制、結合，測算出該人體脂肪率和水分率。該技術應包括與人體左手腕(或右手腕)、右手掌(或左手掌)接觸的二個電極；與此二電極相連接的信號輸入、輸出的檢測電路及其直流電源；人體阻抗檢測電路；數據輸入電路，即輸入身高、體重、性別、年齡MCU外圍電路；核心數學模型控制、解算電路；出錯及報警電路；輸出電路及顯示裝置。本多功能手表測量人體成份脂肪率、水分的基本原理為不同的人體，其身高、體重不同，性別、年齡不同，人體阻抗不同，導致人體成份值不同。根據人體阻抗分析法和人體質量指數法和核心數學模型，可以測算出該人體的脂肪率、水分率；根據該人體輸入的身高、體重、性別和年齡，采用優化的公式，可以計算出該人體的BMI指數、每天喝水量和每天耗熱量(見圖1)。在人體阻抗測量等效電路中C、R1、R2、R3、BG1、BG2和BG3均為已知，四條電路的輸出、通斷、轉換、連接均由MCU控制(見圖3)。檢測方法戴上手表(連接圖3中A點)，將另一只手的手掌按壓表面殼金屬電極(即B點)，再用指尖按手表左中按鍵三次，第一次顯示體重(P01或P02)，第二次顯示身高，第三次顯示綜合“Hold”，4秒鐘后顯示“0000”，再經4秒鐘顯示結束“End”。 也可在出現“End”后按四次右下鍵，則顯示順序相反，為脂肪率→每天耗熱量→每天喝水量→BMI指數→水分率。若按壓不緊，或兩電極中有一電極接觸不良，則顯示“Err”，表示出錯，無測量結果顯示需壓緊重測。測算原理測算的核心數學模型是采用組織系統模型和細胞模型、分子模型及原子模型進行人體分析，這些模型與被測個人成份有關。人體的不同器官、不同組織、其導電性能不同。如血液、腦脊液、淋巴液、汗腺、胃液、腸液等含水量大，導電性能良好。肌肉、神經、肝、腦、腎等含水量也大，導電性能也好。而脂肪、骨骼、干皮膚，結締組織等導電性能較差。由于導電性能有差別，電導系數不一樣，在相同電壓作用下，其阻抗也有差別，而人與人之間，由于身高、體重、性別、年齡的不同，其體阻抗也不同。通過MCU對電路的通、斷、轉接和控制，測出人體電阻，結合核心數學模型計算，得出人體成份脂肪率和水分率。通過大量醫療臨床數據研究，結合人群分布統計學原理建立起獨特的指數修正模型和判定標準范圍。由于不同的人體成份導電性能存在差異，結合優化的電子技術設計，可以區分不同的成份指數。BMI指數、每天喝水量、每天耗熱量計算此三個數據是根據被測人輸入的身高、體重、性別、年齡數值，采用公式進行優化選擇計算得出。需要說明的是經本手表測得的人體成份數據，不被推薦為醫用數據，僅作為人體成份變化趨勢，供被測人采取適當措施，提高身體素質。權利要求1.一種多功能手表，包括本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多功能手表，包括表殼、機芯、時間顯示、觸摸式電極、檢測電路、ＬＣＤ顯示器，其特征是所述檢測電路包括有左手腕電極、右手掌電極，及與電極和ＭＣＵ微處理器連接的人體阻抗信號輸入及輸出檢測電路和輸入身高、體重、性別、年齡的數據輸入電路，該ＭＣＵ微處理器還連接輸出顯示電路。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：溫錦銓，周青，
申請(專利權)人：創鴻電子科技有限公司，周青，
類型：實用新型
國別省市：HK[中國|香港]