一、方案背景

　　電子體重秤是一種智能型體重測(cè)量?jī)x器，與傳統(tǒng)指針式體重計(jì)相比，具有測(cè)量精度高、可鎖定顯示、讀數(shù)方便等優(yōu)點(diǎn)。其主要應(yīng)用于體質(zhì)健康測(cè)試中人體體重?cái)?shù)據(jù)的測(cè)量，面向體育、醫(yī)衛(wèi)、勞動(dòng)、學(xué)校等單位開展全民健身活動(dòng)使用，是學(xué)生體質(zhì)健康測(cè)試必備儀器之一。

　　現(xiàn)在市場(chǎng)上大部分電子體重秤主要有以下幾種，一種是功能僅限于稱體重并且顯示體重讀數(shù)的電子體重秤，另一種不僅能測(cè)量體重還能測(cè)量身體的脂肪率、肌肉率、內(nèi)臟脂肪、基礎(chǔ)代謝、水分率、蛋白質(zhì)、骨量、BMI等身體數(shù)據(jù)。大部分后一種電子體重秤還能將測(cè)得的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)绞謾C(jī)中，然后利用APP進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并給出直觀的各項(xiàng)身體數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)圖。
 

 

　　而經(jīng)過討論，我們本次準(zhǔn)備設(shè)計(jì)一個(gè)和后一種類似的可檢測(cè)身體健康狀況的智能體重儀，功能基本和市場(chǎng)上已有的電子體重秤類似。

　　二、方案總體目標(biāo)

　　當(dāng)被測(cè)者站在智能體重儀上時(shí)，體重儀顯示屏顯示被測(cè)者的當(dāng)前體重和身高，同時(shí)體重儀還能精準(zhǔn)測(cè)量身體體質(zhì)數(shù)據(jù)，再將這些測(cè)得的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)绞謾C(jī)APP中，被測(cè)者在使用APP時(shí)先將年齡、性別、腰圍、胸圍、臀圍、腿圍等個(gè)人信息輸入進(jìn)去，APP結(jié)合這些數(shù)據(jù)分析被測(cè)者的健康狀況，并且顯示健康狀況趨勢(shì)分析圖表，并且給出被測(cè)者合理的健康管理建議。

　　三、功能、技術(shù)參數(shù)的制定與分析

　　1、體重顯示功能

　　當(dāng)被測(cè)者站在體重儀上，其重量傳遞到稱重傳感器上，傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，此信號(hào)由放大電路進(jìn)行放大、經(jīng)濾波后再由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到單片機(jī)中，單片機(jī)根據(jù)程序進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果送到顯示器顯示出來。

　　2、身高顯示功能

　　當(dāng)被測(cè)者頭頂上方頂著擋板站在體重儀上，體重儀上的測(cè)距傳感器能測(cè)出被測(cè)者相應(yīng)的身高，單片機(jī)再通過顯示屏將身高數(shù)據(jù)顯示出來。
 

 

　　3、體質(zhì)測(cè)試功能

　　通過BIA生物電阻抗法分析被測(cè)者的體質(zhì)，可以測(cè)出人體相應(yīng)的阻抗，根據(jù)測(cè)出的阻抗可以算出脂肪率、肌肉率、內(nèi)臟脂肪、基礎(chǔ)代謝、水分率、蛋白質(zhì)、骨量、BMI等體質(zhì)數(shù)據(jù)。BIA 法以統(tǒng)計(jì)學(xué)為工具，通過研究人體相應(yīng)部位的不同頻率的阻抗值與一些人體成分參數(shù)的相關(guān)性，結(jié)合人體體重、年齡、性別等基本參數(shù)，建立相應(yīng)阻抗與相應(yīng)人體成分的經(jīng)驗(yàn)公式，并通過已知人體成分推算未知人體成分。主要通過給電極施加安全電流作用在人體上，然后又通過電極檢測(cè)人體相應(yīng)部位的電壓，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、計(jì)算得到人體相應(yīng)阻抗值，然后傳給上位機(jī)完成人體成分計(jì)算。(全身體脂數(shù)據(jù)的測(cè)量準(zhǔn)確的條件應(yīng)當(dāng)是令實(shí)驗(yàn)電流盡可能的通過人體的最大路徑，因?yàn)殡娏髯叨滩蛔唛L(zhǎng)，所以測(cè)量體脂時(shí)，電極應(yīng)分別位于手和腳。)

　　具體的阻抗與人體成分之間的計(jì)算公式如下：

　　身體水分總量TBW

　　TBW=1.396+(0.597*身高(cm)*身高/阻抗(歐姆))+0.099*體重(kg)-0.009*年齡

　　體脂肪BF多元線性逐步回歸和方差分析方法

　　BF=0.846*體重(kg)-0.185*身高*身高(cm)/阻抗(歐姆)-2.361*性別(男1女0)-24.977

　　身高質(zhì)量指數(shù)BMI：體重/(身高*身高(米))

　　理想體重：22*身高(米)*身高(米)或身高(cm)-105

　　脂肪含量：(1.2*BMI)+(0.23*年齡)-(10.8*性別)-5.4

　　數(shù)值范圍 4%--60%

　　性別數(shù)值：男性為1，女性為0
 

 

　　4、數(shù)據(jù)無線傳輸功能

　　體重儀獲取的體重等身體數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙或WIFI無線模塊傳送到手機(jī)APP中。

　　5、自動(dòng)開機(jī)功能

　　當(dāng)被測(cè)者站上體重儀時(shí)，體重儀檢測(cè)到振動(dòng)信號(hào)，立即觸發(fā)體重儀自動(dòng)開機(jī)，并且進(jìn)入稱重模式。

　　6、自動(dòng)休眠校零功能

　　當(dāng)被測(cè)者離開體重儀時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到體重為零時(shí)，體重儀自動(dòng)進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)，且對(duì)體重儀進(jìn)行自動(dòng)校零。

　　7、匹配手機(jī)APP數(shù)據(jù)分析功能

　　體重儀檢測(cè)到的身體各項(xiàng)數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)绞謾C(jī)APP中之后，APP對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且與之前測(cè)得的身體數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出被測(cè)者的各項(xiàng)身體數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)圖表，并且對(duì)被測(cè)者給出合理的健康管理建議。

　　8、量程/分度值

　　量程：10-100kg 分度值：0.1kg