一種監(jiān)測個人飲水習慣的水杯和方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及智能水杯領域，尤其是一種監(jiān)測個人飲水習慣的水杯和方法。
【背景技術】
[0002] 研究表明，飲水不足可能導致唇裂、頭暈、頭痛等現(xiàn)象;飲水過量會導致人體鹽分 過度流失，出現(xiàn)虛弱無力、屯、跳加快等癥狀;飲水速度過快可能引起血壓降低和腦水腫，導 致頭痛、惡屯、、嘔吐，特別是病人、老人等人群；在早餐之前喝一杯水，則可W幫之腎臟和肝 臟解毒、幫助清潔胃腸道。
[0003] 可見飲水習慣對于人體健康起著至關重要的作用。專利CN201010259494.7提供一 種基于壓電傳感器、L抓陣列、無線充電模塊和微控制忍片的玻璃杯，該玻璃杯還可W計算 液體水位的變化量，針對正常人每次喝水量的標準，對飲水量進行提示，具有防止喝過量的 提醒功能。專利CN201410624373.6實現(xiàn)對使用者飲水量、飲水速度、飲水時間分布、飲水溫 度、飲水類型等多維飲水信息的采集，并實現(xiàn)了水杯各部件W及水杯與終端軟件之間的無 線數(shù)據(jù)傳輸和動態(tài)交互。專利CN 201410624373.6設及一種具有多維感知功能的無線交互 式水杯，W記錄并指導使用者的飲水習慣為目的。
[0004] 現(xiàn)有技術中出現(xiàn)了很多具有飲水量分析和提示的智能型水杯，其中部分產(chǎn)品還可 與多媒體終端軟件相結(jié)合，實現(xiàn)飲水量數(shù)據(jù)的上傳和統(tǒng)計分析。但是存在W下幾點不足：1、 無法正確判斷飲水行為是否發(fā)生，水杯內(nèi)水量的變化無法正確判斷是飲水行為引起的還是 倒水行為引起的；2、飲水信息的采集采用定時測量的方式，電量消耗大;3、缺少全面判斷一 天飲水習慣是否良好的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引為了克服現(xiàn)有技術存在的無法準確判斷飲水行為、定時測量方式電量消耗大、缺 少飲水習慣全面的判斷方法等不足，本發(fā)明提供一種可判斷飲水行為，節(jié)省電量，可W測量 個人飲水時間、飲水量和飲水速度，判斷飲水習慣是否良好的一種監(jiān)測個人飲水習慣的水 杯和方法。
[0006 ]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是： 一種監(jiān)測個人飲水習慣的水杯，包括水杯杯身、飲水狀態(tài)監(jiān)測單元、飲水數(shù)據(jù)采集單 元、微處理器單元、飲水信息顯示單元，其中飲水狀態(tài)監(jiān)測單元用于判斷是否發(fā)生飲水行 為;飲水數(shù)據(jù)采集單元用于采集個人飲水數(shù)據(jù);微處理單元分別與飲水狀態(tài)監(jiān)測單元、飲水 數(shù)據(jù)采集單元、顯示單元相連接，用于控制飲水狀態(tài)的判斷、飲水數(shù)據(jù)的采集、飲水信息分 析和顯示;飲水信息顯示單元用于顯示微處理單元控制的飲水信息。
[0007]進一步，所述監(jiān)測個人飲水習慣的水杯還包括數(shù)據(jù)傳輸單元、數(shù)據(jù)處理中屯、，其中 數(shù)據(jù)傳輸單元用于將微處理單元處理的飲水數(shù)據(jù)和飲水信息傳輸至數(shù)據(jù)處理中屯、、接收數(shù) 據(jù)處理中屯、下發(fā)的控制信息，并將控制信息反饋給微處理單元;數(shù)據(jù)處理中屯、，用于接收和 存儲微處理單元上傳的飲水數(shù)據(jù)和飲水信息，進行數(shù)據(jù)分析，并下發(fā)控制信息給微處理單 元;一個數(shù)據(jù)處理中屯、可w與至少一個微處理單元進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0008] 進一步，所述的飲水狀態(tài)監(jiān)測單元為壓力傳感器，所述壓力傳感器設置在水杯杯 口邊沿，當壓力傳感器感應到的壓力大小、壓力持續(xù)時間在設定的闊值范圍內(nèi)時，判斷發(fā)生 飲水行為，否則判斷未發(fā)生飲水行為；闊值范圍經(jīng)多次試驗測量獲得，試驗測量喝水行為時 壓力傳感器感應到的壓力大小、壓力持續(xù)時間。
[0009] 可選擇地，所述的飲水狀態(tài)監(jiān)測單元為唇紋傳感器，所述唇紋傳感器設置在水杯 杯口邊沿，用于判斷是否有嘴唇接觸杯口并識別出接觸杯口的嘴唇信息。
[0010] 再進一步，所述的飲水數(shù)據(jù)采集單元為水位傳感器或重力傳感器，用于采集飲水 量數(shù)據(jù);所述的微處理單元處理的飲水數(shù)據(jù)和飲水信息包括飲水行為發(fā)生時的飲水量、飲 水時間、飲水速度。
[0011] -種監(jiān)測個人飲水習慣的方法，包括如下步驟： 1) 記錄一天24小時，個人飲水信息特征向量，向量維度為M，包括飲水量?；、飲水時間r 、飲水速度這； 2) -天24小時最佳飲水信息特征向量，向量維度為N，包括最佳飲水量、最佳飲水時 間1?、最佳飲水速度挺; 3) 個人飲水信息數(shù)據(jù)預處理，將個人飲水信息特征向量維度Μ增加或減少到等于N; 4) 計算個人飲水信息特征向量與最佳飲水信息特征向量之間的歐式距離d; 5) 計算飲水程度X，所述的飲水程度表示個人飲水習慣與最佳飲水習慣之間的差距，x=
其中α、β為權重因子，護為一天24小時總飲水量，F(xiàn)g為一天24小時總最 佳飲水量； 6) 將飲水程度劃分為立個等級，分別為正常、緊張、嚴重，當x<Xl為正常，當ΧΚχ<Χ2時 為緊張，當x〉X2為嚴重。
[0012] 其中，步驟1)包括W下步驟： A、 飲水行為發(fā)生之前，即飲水狀態(tài)監(jiān)測單元判斷未發(fā)生飲水行為時，測量水杯內(nèi)水量 數(shù)據(jù)L1; B、 飲水狀態(tài)監(jiān)測單元用于判斷發(fā)生飲水行為時，記錄此時飲水時間T1; C、 飲水狀態(tài)監(jiān)測單元判斷未發(fā)生飲水行為，即飲水行為結(jié)束時，記錄此時時間T2,測量 水杯內(nèi)水量數(shù)據(jù)L2; D、 計算飲水速度g，飲水時長為Δ t=T2-Tl，飲水量為Δ 1=L2-L1，飲水速度g= Δ 1/ Δ t。
[0013] 其中，步驟3)包括w下步驟： a、 根據(jù)最佳飲水時間巧對應的時間元素，將一天24小時劃分為N個時間部分，劃分的 時間點為前一最佳飲水之間和后一最佳飲水之間的中值，對比最佳飲水時間劃分的時間部 分內(nèi)是否有個人飲水時間； b、 如果沒有，則添加一條新的飲水信息，新的飲水時間為時間部分的中間值，新的飲水 量為0，新的飲水速度為0; C、如果有大于2條飲水信息，則合并為一條新的飲水信息，新的飲水時間為原飲水時間 的中值，新的飲水量為原飲水量的總和，新的飲水速度為原飲水速度的中值。
[0014] 本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：（1)通過壓力傳感器、唇紋傳感器等飲水狀態(tài)監(jiān)測 單元，準確判斷是否發(fā)生飲水行為，采集準確的飲水數(shù)據(jù)；（2)當判斷發(fā)生飲水行為時，開始 采集、分析飲水數(shù)據(jù)，節(jié)省電能；（3)采集計算飲水時間、飲水量、飲水速度等飲水信息，根據(jù) 飲水程度計算公式判斷飲水習慣是否正常，提醒并幫助改善飲水習慣。本發(fā)明適用于利用 水杯監(jiān)測個人飲水習慣，為進一步分析個人或群體飲水習慣對于人體健康的影響提供準確 的數(shù)據(jù)源，具有結(jié)構簡單、可拓展性能高、采集數(shù)據(jù)準確、節(jié)省電能等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0015] 圖1是單個監(jiān)測個人飲水習慣的水杯結(jié)構圖。
[0016] 圖2是多個監(jiān)測個人飲水習慣的水杯結(jié)構圖。
[0017] 圖3是監(jiān)測個人飲水習慣的方法流程圖。
[0018] 圖4是將個人飲水信息特征向量維度與最佳飲水信息特征向量維度相統(tǒng)一的示意 圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明 相關的部分而非全部內(nèi)容。
[0020] 參照圖1，本發(fā)明的第一個實施例，所述的監(jiān)測個人飲水習慣的水杯結(jié)構包括:水 杯杯身、飲水狀態(tài)監(jiān)測單元、飲水數(shù)據(jù)采集單元、微處理器單元、飲水信息顯示單元。
[0021] 其中，水杯杯身包括腔體和水杯外殼，腔體和水杯外殼之間的空間放置飲水狀態(tài) 監(jiān)測單元、飲水數(shù)據(jù)采集單元、微處理器單元和飲水信息顯示單元;飲水狀態(tài)監(jiān)測單元采用 壓力傳感器，壓力傳感器設置在水杯杯口邊沿，用于判斷是否發(fā)生飲水行為，當壓力傳感器 感應到的壓力大小、壓力持續(xù)時間在設定的闊值范圍內(nèi)時，判斷發(fā)生飲水行為，否則判斷未 發(fā)生飲水行為;飲水數(shù)據(jù)采集單元采用水位傳感器，用于采集個人飲水量數(shù)據(jù);微處理單元 分別與飲水狀態(tài)監(jiān)測單元、飲水數(shù)據(jù)采集單元、顯示單元相連接，用于控制飲水狀態(tài)的判 斷、飲水數(shù)據(jù)的采集、飲水信息分析和顯示;飲水信息顯示單元用于顯示微處理單元控制的 飲水信息。
[0022] 其工作流程為:微處理單元每隔5s通過水位傳感器采集水位數(shù)據(jù)，例如一個水杯， 水杯腔體高度為15cm，水杯杯底面積為20cm2,杯子整體形狀為圓柱型，早上7:00:00時，微 處理單元采集水杯水位高度在12cm。此時有人拿起水杯，可能產(chǎn)生的兩種行為： (1)飲水時，水杯杯口的壓力傳感器感應到壓力，壓力的大小和持續(xù)時間在微處理單元 設置的闊值范圍內(nèi)，微處理單元判斷此時發(fā)生飲水行為。早上7 :00: 20時，人飲水結(jié)束后放 下水杯，壓力傳感器感應到壓力變?yōu)?,不在所述的闊值范圍內(nèi)，微處理單元判斷此時不發(fā) 生飲水行為，此時微處理單元采集水杯水位高度在3cm。微處理單元采集的個人飲水數(shù)據(jù) 為:飲水時間為早上7:00:00，飲水量為（12cm-3cm)*20cm2=180cm3，飲水時長為20s，飲水速 度為180cm3今20s=9 cniVs。微處理單元控制飲水信息顯示單元顯示當前的飲水量，當飲水 量、飲水速度超出微處理單元設定的飲水量、飲水速度闊值時，控制飲水信息顯示單元顯示 提醒信息。
[0023] (2)倒水時，水杯杯口的壓力傳感器感應到水流壓力，壓力的大小和持續(xù)時間不在 微處理單元設置的闊值范圍內(nèi)，微處理單元判斷此時不發(fā)生飲水行為。
[0024] 參照圖2,本發(fā)明的第二個實施例，所述的監(jiān)測個人飲水習慣的水杯結(jié)構包括:水 杯杯身、飲水狀態(tài)監(jiān)測單元、飲水數(shù)據(jù)采集單元、微處理器單元、飲水信息顯示單元、數(shù)據(jù)傳 輸單元、數(shù)據(jù)處理中屯、。
[0025] 其中，水杯杯身包括腔體和水杯外殼，腔體和水杯外殼之間的空間放置飲水狀態(tài) 監(jiān)測單元、飲水數(shù)據(jù)采集單元、微處理器單元和飲水信息顯示單元;飲水狀態(tài)監(jiān)測單元采用 唇紋傳感器，唇紋傳感器設置在水杯杯口邊沿，用于判斷是否有嘴唇接觸杯口并識別出接 觸杯口的嘴唇信息，人的唇紋具有人各不同、終生不變的特點，唇紋傳感器就是利用唇紋特 征進行身份識別的一種電子儀器;飲水數(shù)據(jù)采集單元采用重力傳感器，用于采集個人飲水 量數(shù)據(jù)； 微處理單元分別與飲水狀態(tài)監(jiān)測單元、飲水數(shù)據(jù)采集單元、顯示單元相連接，用于控制 飲水狀態(tài)的判斷、飲水數(shù)據(jù)的采集、飲水信息