[发明专利]一种实时监测人体健康的智能马桶及其监测方法

权利要求书

1.一种实时监测人体健康的智能马桶，其特征在于：其包括主控器以及与主控器连接的接触电极、摄像头、心率检测组件和血液检测组件，摄像头采集获取如厕后的排泄物图像，接触电极设于马桶上并与人体直接接触，接触电极在主控器的控制下输出微电流经过人体并由主控器探测电阻变化数据，心率检测组件包括LED灯和第一光电传感器，LED灯经过窄带滤光片照射用户手部，第一光电传感器接收手部反射光并转换成脉冲信号输出至主控器，主控器利用内置的计时器来累计时间间隔内的脉冲次数，血液检测组件包括沿光路设置的激发光源、窄带滤光片和菲涅尔透镜，菲涅尔透镜出射光对准第二光电传感器，激发光源的发射光激发经稀释的排泄物，排泄物的发射光依次经窄带滤光片和菲涅尔透镜后由第二光电传感器，第二光电传感器进行光电转换输出血液检测信号至主控器，主控器解析血液检测信号获取光谱信息以确定是否含有血液。

2.根据权利要求1所述的一种实时监测人体健康的智能马桶，其特征在于：窄带滤光片选用260nm和340nm的窄带滤光片。

3.根据权利要求1所述的一种实时监测人体健康的智能马桶，其特征在于：激发光源采用260nm的紫外光作为激发光源。

4.根据权利要求1所述的一种实时监测人体健康的智能马桶，其特征在于：第二光电传感器选用雪崩光电二极管。

5.根据权利要求1所述的一种实时监测人体健康的智能马桶，其特征在于：主控器通过无线通信模块连接移动终端，并与移动终端交互数据。

6.根据权利要求1所述的一种实时监测人体健康的智能马桶，其特征在于：作为一可选实施方式，无线通信模块选用GSM通信芯片、蓝牙通信芯片或者其他无线通信芯片组。

7.根据权利要求1所述的一种实时监测人体健康的智能马桶，其特征在于：第二光电传感器通过放大电路连接主控器。

8.根据权利要求7所述的一种实时监测人体健康的智能马桶，其特征在于：放大电路包括运算放大器，运算放大器的正输入端连接第二光电传感器的阳极，运算放大器的负输入端连接第二光电传感器的阴极，结电容和分流电阻分别并接于第二光电传感器的两端。

9.根据权利要求8所述的一种实时监测人体健康的智能马桶，其特征在于：运算放大器的输出端通过反馈RC电路连接运算放大器的负输入端，反馈RC电路包括反馈电阻和反馈电容，运算放大器的输出端分别连接反馈电阻和反馈电容的一端，反馈电阻和反馈电容的另一端连接运算放大器的负输入端。

10.一种实时监测人体健康的智能马桶的监测方法，采用了权利要求1至9任一所述的一种实时监测人体健康的智能马桶，其特征在于：方法包括排泄物血液检测部分、排泄物形状的识别部分、心率脉搏健康分析部分和体脂健康分析部分；

排泄物血液检测的具体方法步骤为：

步骤1-1，控制激发光源的发射光激发经稀释的排泄物，并由主控器获取第二光电传感器感应到的血液检测信号；

步骤1-2，判断血液检测信号是否大于代表无血的电压最大值的第一电压阈值；是则，执行步骤1-3；否则，判定被测对象的健康，上报结果并结束当前检测；

步骤1-3，判断判断血液检测信号是否大于代表特殊时期的电压上限值的第二电压阈值；是则，执行步骤1-4；否则，判定存在疾病风险并向被测对象进行健康提醒；其中第二电压阈值大于第一电压阈值；

步骤1-4，判定被测对象是否处于特殊时期；是则，基于大数据分析存在健康风险的进行健康提醒；否则，判定存在疾病风险并向被测对象进行健康提醒；

排泄物形状的识别方法的具体步骤为：

步骤2.1，通过摄像头获取排泄物的RGB图像数据，并将RGB图像数据进行屏蔽字和移位操作得到分量值；

步骤2.2，再转换为二值图像数据，消除干扰；二值图像中，0级灰度对应于黑色，255 级对应于白色；

步骤2.3，图像二值化后利用图像的边缘检测方法检测物体形状，通过找出黑色像素数据中行和列坐标的最大和最小值作为图像上、下、左和右的四个边界，进而判断图形形状；

心率脉搏健康分析的具体步骤如下：

步骤3-1，LED灯照射用户手部，并由第一光电传感器感应输出脉冲信号；

步骤3-2，主控器对间隔时间内获取的第一光电传感器的脉冲信号计数；

步骤3-3，将脉冲信号计数与预设心率脉搏数据进行比较；当低于最低阈值或大于最高阈值时，进行健康提醒；否则，判定心率脉搏健康；

体脂健康分析的具体步骤如下：

步骤4-1，通过接触电极让微电流经过人体，主控器并采集获取电阻变化数据；

步骤4-2，主控器基于电阻变化数据确定当前脂肪比率；

步骤4-3，当前脂肪比率与预设健康体脂数据进行比较；当判定为过瘦或过胖时，进行健康提醒；否则，判定体脂正常提示身体健康。