一种智能膳食监测装置及方法

技术领域

本发明数据管理技术领域，尤其涉及智能膳食监测技术领域。

背景技术

随着人们的生活水平越来越高，人们对营养膳食日益关注，特别是糖尿病人群、肥胖人群、健身人群、孕期和产后人群等对膳食营养十分关注，用餐时希望可以实时知道用餐重量、实时知道摄入的营养素量和摄入营养素是否在合理范围内，用以控制自己用餐。用餐速度过快容易引起胃部不适等问题，部分工作忙碌人群或者有胃病等人群想控制自己用餐的速度。

用餐时人们常会使用餐盘等工具，因此现有技术中有些餐盘增加了加热保温功能，如中国专利CN205094104U所提到的实现方式，另外现有技术中还有些餐盘增加了称重的功能，如中国专利CN204351491U所提到的实现方式。

针对某些疾病人群或特殊需求的人群关注的营养膳食问题，目前常见的方法为用户根据专业人士或医生的建议进行选择性食用某些食物，有些人根据专业人士提供的食谱通过电子秤进行测量再进行进食，这些方法在准确性、操作方便性上均有不足。中国专利CN206910174U提供了通过食物重量来解决用户了解自己用餐量和摄入营养素量，但是并不能提供监测吃饭时摄入的总能量、蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养素数据，且未提供实时提醒哪项营养素数据超标，且未提供用餐速度监测的功能。

发明内容

发明目的：针对以上缺点，本发明提供的一种智能膳食监测装置，能够实时监测食物中所摄入的营养素、用餐量。

本发明同时提供了使用该智能膳食监测装置的监测方法。

技术方案：为解决上述问题，本发明智能膳食监测装置可采用以下技术方案：

一种智能膳食监测装置，包括用户终端和智能营养餐盘分析仪；

所述用户终端包括食物数据库，所述食物数据库内包括若干种可选择的食物类别；所述食物数据库或者智能营养餐盘分析仪的至少一个内设有每个食物类别的单位重量对应的营养素数据；

智能营养餐盘分析仪包括控制处理模块、称重模块、报警提示模块、无线通信模块、若干餐盘；

无线通信模块用以与用户终端进行数据和指令通信；

所述称重模块用以称重每个餐盘内食物的重量；

所述控制处理模块用以获取每个餐盘内食物的营养素量的数据；每个餐盘内食物的营养素量的数据为：

每个食物类别的单位重量对应的营养素数据*餐盘内食物的重量；

若某营养素超标，报警提示模块报警。

进一步的，所述称重模块实时称重餐盘内食物重量；控制处理模块根据用户就餐前餐盘内食物重量和就餐时剩余的食物重量之差获得用户摄入食物重量，并根据各餐盘内食物的各营养素比例和摄入食物的重量计算获得用户摄入各营养素量；

控制处理模块对用户摄入的各营养素数据和推荐阈值比较，若大于推荐阈值则判断此用户摄入该营养素超标，报警提示模块报警。

有益效果：相对于现有技术，本发明提供的智能营养餐盘分析仪能够通过控制处理模块实时计算出食物中营养素含量，以提供给用户准确的营养素摄入数据。同时设置营养素超标阈值以进行对比并对超过阈值的食物进行报警，以进行更加准确的膳食营养管理。尤其是针对对膳食营养摄入量需要进行较严格控制的人群，能够解决现有技术中只能用食物重量来模糊的计算营养素摄入的问题，提供更加精确地进食营养素计算技术手段。

进一步的，该智能膳食监测装置还具有用于计时的定时器，就餐开始时定时器计时；如果判断出用户进餐速度过快，报警提示模块报警；

其中，计算每间隔时间段内t

故，该进一步提供的技术手段在针对食物营养素较精准计算的同时，能够进一步控制对进食速度数据进行分析和控制，避免用户进餐速度过快。

而本发明提供的监测方法可采用以下技术方案：

包括以下步骤：

(1)用户终端与智能营养餐盘分析仪通过无线进行配对连接；

(2)在用户终端的软件从食物库进行选择配餐，或通过选择预置好的菜谱模板进行导入，并将每个食物对应好相应的餐盘，用户吃饭时，将各个食物放置到对应的餐盘位置；其中食物库和菜谱模板库里的食物均有每单位重量食物含有的每种营养素量的数据；用户配餐完成后，用户终端向智能营养餐盘分析仪发送数据；数据包括每个餐盘内食物每单位重量含有的营养素量数据和此用户此次用餐摄入的营养素的推荐量数据，其中营养素包括总能量、蛋白质、碳水化合物、脂肪等；设一号盘内食物每单位重量含有的总能量、蛋白质、碳水化合物、脂肪分别为E

(3)显示餐盘食物重量和营养素：智能营养餐盘分析仪对五路餐盘内的食物进行称重并显示，设一到五号餐盘内的食物重量分别为W

其中餐盘内所有食物的总能量E

餐盘内所有食物的蛋白质P

餐盘内所有食物的碳水化合物C

餐盘内所有食物的脂肪F

同时称重数据实时上传到用户终端，用户终端可以采用同样的方法计算营养素数据并显示；

(4)用户在用户终端触发开始就餐并将数据下发到智能营养餐盘分析仪，或者在智能营养餐盘分析仪通过触摸按键触发开始就餐，并将数据上传到用户终端；

(5)实时显示摄入量：用户吃饭时，用户终端和智能营养餐盘分析仪的LCD 屏均显示摄入营养素数据，其中设一到五号餐盘内实时测量的剩余食物重量分别为W

其中用户摄入的总能量E

用户摄入的蛋白质的量P

用户摄入的碳水化合物的量C

用户摄入的脂肪的量F

(6)用户终端和/或智能营养餐盘分析仪可以实时提醒用户摄入的每种营养素是否超标；若某营养素超标，则报警；用餐过程中如果用餐速度超标，同样则报警；

(7)结束用餐：用户可以通过智能营养餐盘分析仪或者用户终端触发结束用餐，此时停止实时计算，智能营养餐盘分析仪将就餐数据传输到用户终端；

(8)显示与记录：结束用餐后，用户终端显示用户此次就餐最终摄入的营养素数据，并将数据存储记录。

有益效果：该监测方法能够实时监测餐盘内食物精确的总能量、蛋白质、碳水化合物、脂肪等营养素数据，提供给用户参考。同时与预设阈值进行对比，超过阈值则可以进行报警提醒。同时能够对用户每次就餐摄入的营养素数据进行存储作为数据档案便于分析。

附图说明

图1是本发明中智能膳食监测装置示意图。

图2是本发明中智能营养餐盘分析仪示意图。

图3是本发明中智能营养餐盘分析仪电路模块图。

图4是本发明中智能膳食监测方法流程图。

图5是本发明中营养素计算程序流程图。

图6是本发明中营养素算法及提醒程序流程图。

图7是本发明中用餐速度程序流程图。

具体实施方式

结合图1，本发明提供的智能膳食监测装置包括用户终端和智能营养餐盘分析仪，两者之间通过无线通信方式进行数据交互，特别地所述无线通信方式包括蓝牙、WIFI等方式。所述无线通信，主要实现发送接收每个餐盘上的重量数据、每个餐盘上的食物每单位重量，如100g食物中含有的营养素数据、本次就餐各个营养素推荐量数据等。

所述用户终端可以为电脑、平板电脑、手机等，用户终端装有营养膳食监测软件，特别地该软件可以为APP、小程序、客户端、网页等形式。所述营养膳食监测软件具有通信、膳食配餐、食物营养分析显示、用餐记录、用餐提醒评价建议等功能。所述营养膳食监测软件中的膳食配餐功能可通过专业机构或专业人士进行食谱推荐，也可以自己进行选择食物库里的食物，然后用户选择并确定。所述智能营养餐盘分析仪具有通信功能、称重功能、显示功能、报警功能等。

结合图2，特别地以具有五路称重的智能营养餐盘分析仪为例(单路和多路均在保护范围内)，一到五号餐盘下方放置称重传感器，用以测量每个餐盘上的食物重量。餐盘有用以显示重量和营养素等数据的LCD显示屏，所述LCD显示屏具有触摸功能，也可以通过电容式触摸按键进行功能选择。

结合图3，所述智能营养餐盘分析仪包括电源模块、控制处理模块、触摸按键模块、五路称重模块、显示模块、报警提示模块、无线通信模块。所述电源模块包括电池模块、充电模块，电源模块为其他模块供电，充电模块可以采用USB 给电池充电，并且支持充电使用。所述控制处理模块可以检测到触摸按键模块发送过来的触摸按键信号，同时控制显示模块进行功能选择。五路称重模块可以测量五路餐盘上的食物重量。所述报警提示模块采用蜂鸣器提示音进行报警，当五路餐盘上的每路食物重量超过设定的称重范围后，蜂鸣器会发出声音提示用户，当摄入的某一营养素超过推荐的标准，蜂鸣器会发出声音提示用户。所述显示模块可以通过LCD屏幕显示餐盘内营养素总的数据，包括总能量、蛋白质、脂肪、碳水化合物等，显示五个餐盘的重量数据，显示内容如图4，此图为实际产品的显示界面，显示的数据根据吃饭实时显示摄入营养素数据和餐盘内实物重量数据。所述无线通信模块可以与用户终端进行数据和指令通信，同时可将接收的数据和指令发送到控制处理模块。所述控制处理模块实现处理五路称重模块的重量数据，实时计算并控制显示营养素数据等功能。

结合图1至图4所示，智能膳食监测装置具体的流程如下:

(1)连接通信：用户终端与智能营养餐盘分析仪通过无线进行配对连接，如通过蓝牙进行连接，可以进行数据通信。

(2)膳食配餐：用户可以在用户终端的软件从食物库进行选择配餐，也可以通过选择预置好的菜谱模板进行导入，并将每个食物对应好相应的餐盘，用户吃饭时，将各个食物放置到对应的餐盘位置。其中食物库和菜谱模板库里的食物均有每100g食物含有的每种营养素量的数据。用户配餐完成后，用户终端向智能营养餐盘分析仪发送数据。数据包括每个餐盘内食物每100g含有的营养素量数据和此用户此次用餐摄入的营养素的推荐量数据，其中营养素包括但不限于总能量、蛋白质、碳水化合物、脂肪等营养素。设一号盘内食物每100g含有的总能量、蛋白质、碳水化合物、脂肪为E

(3)显示餐盘食物重量和营养素：智能营养餐盘分析仪对五路餐盘内的食物进行称重并显示到LCD屏上，设一到五号餐盘内的食物重量分别为W

其中餐盘内所有食物的总能量E

餐盘内所有食物的蛋白质P

餐盘内所有食物的碳水化合物C

餐盘内所有食物的脂肪F

同时称重数据实时上传到用户终端，用户终端可以采用同样的方法计算营养素数据并显示，其他营养素也采用同样的方法。

(4)开始就餐：用户可以在用户终端触发开始就餐并将数据下发到智能营养餐盘分析仪，也可以在智能营养餐盘分析仪通过触摸按键触发开始就餐，并将数据上传到用户终端。开始就餐被触发后用户可以开始吃饭。

(5)实时显示摄入量：用户吃饭时，用户终端和智能营养餐盘分析仪的LCD 屏均显示摄入营养素数据，其中设一到五号餐盘内实时测量的剩余食物重量分别为W

其中用户摄入的总能量E

用户摄入的蛋白质的量P

用户摄入的碳水化合物的量C

用户摄入的脂肪的量F

其中用户终端可以从智能营养餐盘分析仪获取重量数据，用户终端可以采用同样的方法计算摄入营养素数据并实时显示，摄入的其他营养素也采用同样的方法。

(6)实时提醒：用户终端和智能营养餐盘分析仪可以实时提醒用户摄入的每种营养素是否超标。若某营养素超标，蜂鸣器会报警，同时用户终端和智能营养餐盘分析仪上显示的营养素数据会提醒，例如显示超标，文字变色等方式，例如若F

(7)结束用餐：用户可以通过智能营养餐盘分析仪或者用户终端触发结束用餐，此时停止实时计算，智能营养餐盘分析仪将就餐数据传输到用户终端。

(8)显示与记录：结束用餐后，用户终端显示用户此次就餐最终摄入的营养素数据，并将数据存储记录，便于后续查看。

(9)分析与建议：进一步分析此次用餐数据，分析此次用餐摄入营养素是否合理，提醒用户下次用餐应增加哪些营养素，减少哪些营养素摄入，并提供那些食物更合适。同时分析出此次用餐速度情况，给用户建议和提醒。

结合图5，实时计算显示摄入营养素数据的程序流程如下：

(1.1)五路实时称重：对一到五号的餐盘内的食物进行实时称重，并将数据实时显示到智能营养餐盘分析仪的LCD屏上，同时将数据通过无线传输数据到用户终端，用户终端也可以同步实时显示。

(1.2)是否收到营养素比例及推荐数据：在用户终端对一到五号盘进行配餐后，可从数据库中获取每个餐盘内的食物所含有各营养素比例，例如1号盘内的食物每100g含有的总能量、蛋白质、碳水化合物、脂肪等数据，同时根据每个人的体质不同，每餐有不同的摄入营养素推荐量数据，这些数据通过无线通信方式传输到智能营养餐盘分析仪。智能营养餐盘分析仪如果收到数据则进行第 (3)步计算，如果没收到则继续进行第一步，只显示餐盘内重量。

(1.3)计算餐盘内所有食物的营养素量：根据餐盘内食物重量和收到的营养素比例数据，可以计算出餐盘内各营养素的总量，同时将数据上传到用户终端。

(1.4)是否收到开始就餐指令：用户终端和智能营养餐盘分析仪均可触发开始就餐指令，一旦收到开始就餐指令，程序执行第(1.5)步，否则继续第(1.3) 步。

(1.5)营养素算法及提醒程序：实时计算用户摄入的各营养素数据，并判断各营养素摄入是否超标，并将数据上传到用户终端，同步显示。

(1.6)是否收到结束用餐指令：用户终端和智能营养餐盘分析仪均可触发结束就餐指令，一旦收到结束就餐指令，不在计算营养素数据，并将结果上传到用户终端。

结合图6，其中营养素算法及提醒程序流程如下：

(2.1)实时称重餐盘内食物重量。

(2.2)实时计算摄入食物重量：根据用户就餐前餐盘内食物重量和就餐时剩余的食物重量之差获得用户摄入食物重量。

(2.3)实时计算用户摄入各营养素量：根据各餐盘内食物的各营养素比例和摄入食物的重量计算获得用户摄入各营养素量。

(2.4)判断已摄入各营养素是否超出阈值：摄入的各营养素数据和推荐阈值比较，若大于推荐阈值则判断此用户摄入该营养素超标。

(2.5)蜂鸣器提醒：判定超标后，蜂鸣器进行声音提醒。

(2.6)摄入超标对应数据标红并标示超标：对应超标的营养素数据进行变颜色提示，同时显示超标来提醒用户。

结合图7，用餐速度程序流程图，用户用餐速度程序流程如下：

(3.1)初始化：程序对处理器外设进行初始化，包括定时器初始化，定时器用于计时。

(3.2)五路实时称重。

(3.3)是否收到推荐就餐速度及开始就餐指令：如果收到相应数据和指令则进行第(3.4)步。

(3.4)定时器计数开始。

(3.5)实时称重餐盘内剩余食物重量。

(3.6)用餐速度监测模块算法：该模块算法如果判断出用户进餐速度过快，则用餐速度标志位Eat_Flag＝1，否则返回数据Eat_Flag＝0。

(3.7)用餐速度Eat_Flag＝1是否为真：从用餐速度监测算法模块获取用餐速度标志位Eat_Flag值进行判断。

(3.8)用餐速度提醒：通过蜂鸣器和文字提示，来提醒用户减缓用餐速度。

(3.9)是否收到结束用餐指令。

(3.10)计算总的用餐速度：收到结束用餐指令后，程序计算此次用餐总用时为t

其中用餐速度监测模块算法步骤如下：

(1)实时计算每间隔时间段内t

(2)计算t

(3)判断V

判断五路餐盘的重量是否有小于等于零的情况，若有，则有两种情况，一种为用户将此盘内食物吃完，也有一种情况为用户将食物端离餐盘称重区域。若出现1至5号餐盘内任一位置的重量小于等于零，且t

本发明具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。