一种适用于家用体重秤的使用者身份识别方法

1. 一种适用于家用体重秤的使用者身份识别方法，其特征在于：所述家用体重秤上设 有压力传感器和用以检测使用者脚长度的脚长传感器，所述身份识别方法包括以下步骤： 1) 用户踩到家用体重秤上，根据压力传感器得到体重值，根据脚长传感器得到脚长 值； 2) 计算当前用户h与已保持用户的匹配度Pi， Pi=f (I Wh-ffi I -3) X f (I Fh-Fi I -1) X (I ffh-ffi 12+ P ) 其中，Wh为当前用户体重值，Fh为当前用户脚长值；设定已保存用户为i=0，l，2,…n， 第i个已保存用户的最近体重数据为I，最近脚长数据为&，ρ e (〇，1)是防〇因子； 定义函数 f (X)为：x>〇, f (X) =〇; X 彡 〇, f (X) =1 ; 3) 判定过程如下： 设定累计变量j，当Pi尹〇时，j=j+l， 3. 1)若j=0时，说明在已经保存了的用户中，没有找到和当前用户数据相匹配的，则自 动为当前用户创建一个新用户ID ; 3. 2)若j尹0时，说明在已经保存了的用户中，有一个或者多个已保存用户数据和当前 用户数据相匹配，依照Pi大小进行排序，选定其中一个已保存用户为当前用户身份。
2. 如权利要求1所述的适用于家用体重秤的使用者身份识别方法，其特征在于：所述 体重秤上设有4个区域，每个区域均置有压力传感器，所述4个区域为并排布置从左到右的 S14区域、S15区域、S16区域和S17区域；所述已保存用户为三个，排序后分别是用户A、用 户B和用户C; 所述步骤1)中，用户左脚置于S15区域，右脚置于S16区域； 所述步骤3)中，还包括以下步骤： 3. 3)用户辅助判断过程：若为用户A则将左脚置于S15区域、右脚置于S16区域并持 续5秒；若为用户B则将左脚置于S14区域、右脚置于S16区域并持续5秒；若为用户C则 将左脚置于S15区域、右脚置于S17区域并持续5秒；若为新用户则将左脚置于S14区域、 右脚置于S17区域并持续5秒。
3.如权利要求1或2所述的适用于家用体重秤的使用者身份识别方法，其特征在于： 所述脚长传感器为纵向并排布置的20〜35个温度传感器，每个传感器之间间隔1〜2cm ; 当用户赤脚踩在体重秤上的时候，各个温度传感器负责传回其检测到的温度信息，如 果温度发生变化，代表该传感器被用户的脚所覆盖，通过计算返回的传感器的编号，计算出 当前用户的脚长值。

一种适用于家用体重秤的使用者身份识别方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及体重秤领域，尤其是一种家用体重秤的使用者身份识别方法。\n背景技术\n[0002] 体重是身体健康的其中一项非常重要的指标，科学调查表明，大体重的人，往往体 内脂肪含量过高，容易患上心血管疾病；而体重过轻，则容易导致免疫力低下，患上传染性 疾病的概率会增加。同时一段时间体重的变化，往往也可能是人体发出的疾病警报。而随 着生活节奏的加快，越来越多的人忽视了对自己健康的关注，以至于无法尽早发现及治疗。 因此，如何设计一款智能而又便捷的健康监视系统，就非常的有意义。\n[0003] 传统的体重秤，往往只有显示当前用户体重指数的功能，属于所见即所得的检测 设备。由于大部分人并没有记录自己体重的习惯，并且经常书面记录体重也是一件不切实 际的方法。因此达不到自己控制体重，并且监视近期身体健康状况的作用。另外简单的将 体重同步到云端的方法，无法将当前体重数据和当前称重用户逐一对应起来，往往需要后 期手动对数据进行进一步处理，无疑让数据统计和用户体验不便利，影响健康监控的效果。\n发明内容\n[0004] 为了克服已有体重秤的功能单一、无法识别用户身份、数据统计不方便的不足，本 发明提供一种有效识别用户身份、便于数据归档统计的适用于家用体重秤的使用者身份识 别方法。\n[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：\n[0006] -种适用于家用体重秤的使用者身份识别方法，所述家用体重秤上设有压力传感 器和用以检测使用者脚长度的脚长传感器，所述身份识别方法包括以下步骤：\n[0007] 1)用户踩到家用体重秤上，根据压力传感器得到体重值，根据脚长传感器得到脚 长值；\n[0008] 2)计算当前用户h与已保持用户的匹配度Pi，\n[0009] Pi=f (I ffh-ffj I -3) X f (I Fh-Fi I -1) X (| \ 2+ P )\n[0010] 其中,Wh为当前用户体重值，Fh为当前用户脚长值；设定已保存用户为i=0, 1，2,… n，第i个已保存用户的最近体重数据为I，最近脚长数据为匕，P e (〇，1)是防〇因子；\n[0011] 定义函数 f (X)为：x>0, f (X) =0; X 彡 0, f (X) =1 ;\n[0012] 3)判定过程如下：\n[0013] 设定累计变量j，当Pi关0时，j=j + l，\n[0014] 3. 1)若j=0时，说明在已经保存了的用户中，没有找到和当前用户数据相匹配的， 则自动为当前用户创建一个新用户ID ;\n[0015] 3. 2)若j尹0时，说明在已经保存了的用户中，有一个或者多个已保存用户数据和 当前用户数据相匹配，依照Pi大小进行排序，选定其中一个已保存用户为当前用户身份。\n[0016] 进一步，所述体重秤上设有4个区域，每个区域均置有压力传感器，所述4个区域 为并排布置从左到右的S14区域、S15区域、S16区域和S17区域；所述已保存用户为三个， 排序后分别是用户A、用户B和用户C ;\n[0017] 所述步骤1)中，用户左脚置于S15区域，右脚置于S16区域；\n[0018] 所述步骤3)中，还包括以下步骤：\n[0019] 3. 3)用户辅助判断过程：若为用户A则将左脚置于S15区域、右脚置于S16区域 并持续5秒；若为用户B则将左脚置于S14区域、右脚置于S16区域并持续5秒；若为用户 C则将左脚置于S15区域、右脚置于S17区域并持续5秒；若为新用户则将左脚置于S14区 域、右脚置于S17区域并持续5秒。\n[0020] 当然，也可以采用其他的辅助判断方式。\n[0021] 更进一步，所述脚长传感器为纵向并排布置的20〜35个温度传感器，每个传感器 之间间隔1〜2cm ;\n[0022] 当用户赤脚踩在体重秤上的时候，各个温度传感器负责传回其检测到的温度信 息，如果温度发生变化，代表该传感器被用户的脚所覆盖，通过计算返回的传感器的编号， 计算出当前用户的脚长值。\n[0023] 当然，也可以选用其他的脚长传感器。\n[0024] 本发明的技术构思为：用户的体重是识别用户的首要特征，不同的用户，特别是在 家庭使用中，家庭成员通常是小孩、大人和老人，在体重上有着非常明显的区分。根据体重 的大小和设定好的区分范围，就可以将不同的用户区分开来。\n[0025] 用户的脚长值（以脚的尺码为例进行说明，也可以是其他长度单位)。脚的尺码是 用户的另外一个重要的特征，不同用户往往脚的尺码不尽相同，男性和女性的脚尺码更是 相差很大。因此称重的时候，根据脚尺码的大小，也可以区分出不同的用户。\n[0026] 由此，本申请的基本思路是，根据体重和脚长值，计算当前用户h与已保持用户的 匹配度 Pi，设定累计变量j，若j尹〇时，说明在已经保存了的用户中，有一个或者多个已保 存用户数据和当前用户数据相匹配，依照匹配度Pi大小进行排序，选定其中一个已保存用 户为当前用户身份，该处的选定方式为：选择匹配度 Pi最大的一个已保存用户的身份为当 前用户的身份。\n[0027] 按照上述方式进行选择，可能会出现偏差，因此，设计了用户的辅助判定方式，进 行再次确认身份判定是否正确；即当上述的智能判断，都无法区分出不同用户的时候，提供 一种非常便捷的提示和选择，让用户协助来进一步判定用户的身份。\n[0028] 本发明的有益效果主要表现在：判定方法智能，家庭使用中往往不需要用户的额 外操作，提高了数据收集的便利性；实现方法相对简单，一方面降低了系统的复杂性，另外 一个方面也降低了软硬件成本。\n附图说明\n[0029] 图1表示本发明方法中的体重秤的构造图；\n[0030] 图2表示本发明中的脚长检测的示意图；\n[0031] 图3表示本发明方法的智能用户识别流程的示意图；\n[0032] 图4表不实际使用中用户协助判断时的液晶显不结果的不意图。\n具体实施方式\n[0033] 下面结合附图对本发明作进一步描述。\n[0034] 参照图1〜图4,一种适用于家用体重秤的使用者身份识别方法，所述家用体重秤 上设有压力传感器和用以检测使用者脚长度的脚长传感器，所述身份识别方法包括以下步 骤：\n[0035] 1)用户踩到家用体重秤上，根据压力传感器得到体重值，根据脚长传感器得到脚 长值；\n[0036] 2)计算当前用户h与已保持用户的匹配度Pi，\n[0037] Pi=f (I ffh-ffj I -3) X f (I Fh-Fi I -1) X (| \ 2+ P )\n[0038] 其中,Wh为当前用户体重值，Fh为当前用户脚长值；设定已保存用户为i=0, 1，2,… n，第i个已保存用户的最近体重数据为I，最近脚长数据为匕，P e (〇，1)是防〇因子；\n[0039] 定义函数 f (X)为：x>0, f (X) =0 ; X 彡 0, f (X) =1 ;\n[0040] 3)判定过程如下：\n[0041] 设定累计变量j，当Pi关0时，j=j + l。\n[0042] 3. 1)若j=0时，说明在已经保存了的用户中，没有找到和当前用户数据相匹配的， 则自动为当前用户创建一个新用户ID ;\n[0043] 3. 2)若j尹0时，说明在已经保存了的用户中，有一个或者多个已保存用户数据和 当前用户数据相匹配，依照Pi大小进行排序，选定其中一个已保存用户为当前用户身份。\n[0044] 本实施例的方法所设计的体重秤的结构图请参见图1 :\n[0045] S11为体重秤的液晶显示部分，承担着显示数据和交互提示的功能；\n[0046] S12为体重秤的压力传感器，体重秤上一共有四个这样的压力传感器，用于计算所 在区域的压力值；\n[0047] S13为体重秤上布置的28个温度传感器，每个传感器之间间隔1cm。当用户赤脚 踩在体重秤上的时候，各个温度传感器负责传回其检测到的温度信息，一旦温度发生变化， 代表该传感器被用户的脚所覆盖。通过计算返回的传感器的编号，可以计算出当前用户的 脚的尺码。由此可以将不同脚的尺码的用户区别开来；\n[0048] S14, S15, S16, S17为体重秤上的4个区域，每个区域均置有压力传感器，这四个区 域除了可以获得当前用户的体重信息，还有用来充当用户输入和交互的作用。当体重秤无 法区分当前用户的时候，S11液晶显示会提示用户将脚放置在四个区域的不同位置，以便于 体重秤识别当前用户。\n[0049] 所述温度传感器测量脚长的算法如图2所示：\n[0050] D01〜D28为排布在S15上的S13中的28个温度传感器（例如DS18B20,灵敏度为 〇. 5度），每个传感器相距lcm。设各个传感器的温度为1\，i e [1，28];定义Λ t为压力传 感器S12检测到数值以后，经历的时间间隔(秒）；定义温度相对于时间的变化因子为Ah， 即：\n[0051] Δ1^=|ΐν -Ti I / Δ t\n[0052] 当Λ k>2则认为当前传感器Di被脚所覆盖，此时该传感器输出高电平信号Dfl。 循环读取所有D01〜D28个传感器输出的电平，将所有Del的传感器编号i保存至数组Q， 则脚长F的计算结果就由下列公式得到：\n[0053] F=max (Q) -min (Q)\n[0054] 由于温度传感器每隔1cm分布，故所计算出来的脚长的精度为±1CM。\n[0055] 所述的智能判断算法解释如下：\n[0056] 首先定义函数 f (X)为：x>0, f (X) =0; X 彡 0, f (X) =1 ;\n[0057] 设定在体重秤中保存的用户为i=0, 1，2,…n，对应的最近的体重数据为Wi，对应的 最近的脚长数据为匕。设定当前称重用户为h，测量出其体重为Wh脚长为F h。根据如下公 式计算出当前用户和体重秤中保存的每个用户之间的匹配度Pi :\n[0058] Pi=f (| ffh-ffj I -3) X f (I Fh-Fi I -1) X (| \ 2+ P )\n[0059] 并设定累计变量j，当Pi关0时，j=j+l。这里p e (〇, l)是防〇因子。\n[0060] 下面对公式进行解释：\n[0061] 根据相关结论，人体一天体重的变化在1〜3KG，因此若当前用户h的体重超过保 存了的用户i体重3kg以上，则判断该用户h和i不是同一个用户，函数f为0 ;同理于脚 长的情况。最终得到Pi若等于〇代表比较的两个用户数据之间的特征差异比较明显；若 Pi不为0则其值反映的是在特征较为接近的情况下，体重差异作为主要特征差异做量化比 较。根据最终计算得到的 Pi和j，得到以下结果：\n[0062] a)若j=0,说明在已经保存了的用户中，没有找到和当前用户数据相匹配的，则自 动为当前用户创建一个新用户ID ;\n[0063] b)若j尹0,说明在已经保存了的用户中，有一个或者多个用户数据和当前用户数 据相匹配，则将数组Q中的用户ID根据Pi由小到大的顺序进行排序，并显示在液晶屏上， 供用户进行选择协助判定。\n[0064] 所述的完整的智能判断过程请参见图3。\n[0065] 首先当前用户h需要赤脚踩在S15和S16区域上，于此同时分布在S15的温度传 感器会计算出当前用户实际的脚的尺码F h。\n[0066] 根据前述公式计算出当前用户和已保存用户的匹配度Pi，并进行判断。当有多个 匹配用户的时候即j尹0,用户协助判断的方法为：根据 Pi值，将匹配用户排序为用户A，用 户B和用户C，并在液晶显示S11中提示，让用户h自己选择对应的用户，液晶屏幕会显示 为：若为用户A则将左脚置于S15右脚置于S16(也就是初始测重所踩的区域)并持续5秒； 若为用户B则将左脚置于S14右脚置于S16并持续5秒；若为用户C则将左脚置于S15右 脚置于S17并持续5秒；若为新用户则将左脚置于S14右脚置于S17并持续5秒。实际显 示效果见图4所示。\n[0067] 根据Pi来进行用户排序的好处是，由于用户h初始称重的时候，是左脚置于S15右 脚置于S16,因此如果当前用户h判断自己就是用户A的话，就什么都不用做只需要静止5 秒即可，免去了调整脚位置的麻烦；另外考虑到家庭用体重秤的人群往往较小并且固定，并 且体重和脚的尺码作为智能检测已经足够，存在超过三个用户同时和用户h的数据都符合 的概率相对很低，因此用户A、B、C根据数据的吻合程度来排序是非常合理的。\n[0068] 通过上述过程得到的用户信息，将通过体重秤内置的WIFI模块，上传至云端，并 进行数据分析，用户可以通过多种途径访问自己的体重信息和变化曲线，或者在体重发生 较大变动的时候收到推送消息，以便于监控自身的健康状况。