CN104799856A - 一种测试皮肤数据的测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及皮肤测试设备，尤其是一种测试皮肤数据的测试仪，包括供电模块、数据采集模块和数据处理模块，所述的数据采集模块由模拟切换开关、缺电容定时器、缺电阻定时器和单片机构成，模拟切换开关分别选通电连接缺电容定时器和缺电阻定时器，缺电容定时器和缺电阻定时器的输出端分别连接单片机的输入端；所述的数据处理模块由移动终端、信号转换器和皮肤数据计算模型组成，移动终端的输出端连接信号转换器的输入端，信号转换器的输出端连接皮肤数据计算模型；所述的供电模块电连接数据采集模块；所述的单片机的UART端口通过接口连接移动终端的输入端。本发明的***功耗低、能够快速测量人体皮肤的含水量、含油量、及弹性程度。

Description

一种测试皮肤数据的测试仪

技术领域

本发明涉及一种测试设备，具体是一种测试皮肤数据的测试仪。

背景技术

人体的皮肤数据一般是指皮肤的水分、油分和弹性。随着社会不断进步，市场经济也发展迅速，而针对人体皮肤的各种护肤品也随之而来。各类护肤品都是根据人体皮肤的水分、油分和弹性对应设计的，只有清楚的知道自己的人体皮肤数据，才能选择正确的护肤品来改善自己的皮肤。

目前，测量皮肤数据有两种方案，一种是基于专有网络阻抗分析芯片(如AD5933)，该方案在不超过100KHz的频率范围内获取人体阻抗值，只能完成低频段的BIA(生物电阻抗分析法)分析。这种测试方案测量的结果不够稳定，而且功耗高，无法适用于极低功耗的场景。另一种方案是基于人体接触电容测量反推皮肤含水量，该方案通过测量人体电容的充放电时间反推人体电容的数值，这种测试方案的测试时间长，一般都要达5～10秒，而且测试结果仅能反映人体皮肤的水分含量，不能全面的反映人体皮肤的数据。

发明内容

本发明的目的是提供一种测试皮肤数据的测试仪，能够克服背景技术中的缺陷，能够以超低功耗实现人体皮肤含水量、含油量以及弹性程度的快速检测。

为了解决所述的技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种测试皮肤数据的测试仪，包括供电模块、数据采集模块和数据处理模块，其特征在于，所述的数据采集模块由模拟切换开关、缺电容定时器、缺电阻定时器和单片机构成，模拟切换开关分别选通电连接缺电容定时器和缺电阻定时器，缺电容定时器的输出端连接单片机的输入端，缺电阻定时器的输出端连接单片机的输入端；所述的数据处理模块由移动终端、信号转换器和皮肤数据计算模型组成，移动终端的输出端连接信号转换器的输入端，信号转换器的输出端连接皮肤数据计算模型；所述的供电模块电连接数据采集模块，提供数据采集模块的工作电源；所述的单片机的UART端口通过接口连接移动终端的输入端。

优选的：所述的模拟切换开关采用TI公司的CD74HC4053E。

优选的：所述的缺电容定时器和缺电阻定时器均采用555定时器无稳态触发模式。

优选的：所述的单片机采用SILABS公司的C8501F系列的低功耗51单片机。

优选的：所述的移动终端是手机或者是平板电脑。

本发明的有益效果是：本发明有两个定时器，一路通过缺电容定时器与人体的电容构成震荡电路，一路通过缺电阻定时器与人体的电容构成震荡电路，通过测量两个震荡电路的输出频率，从而快速地反映皮肤的电容和电阻值，最后通过皮肤数据计算模型得出人体皮肤的水分、油分和弹性程度，该皮肤测试仪的功耗低、测量结果稳定、测试时间极短，且能够全面的测量人体皮肤的数据。

附图说明

图1，本发明的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图以及优选的方案对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，为本发明的结构框图，一种测试人体皮肤数据的测试仪，该测试仪具体包括供电模块1、数据采集模块2和数据处理模块3；所述的数据采集模块2由模拟切换开关4、缺电容定时器5、缺电阻定时器6和单片机7构成，模拟切换开关4分别选通电连接缺电容定时器5和缺电阻定时器6，缺电容定时器5的输出端连接单片机7的输入端，缺电阻定时器6的输出端连接单片机7的输入端；所述的数据处理模块3由移动终端8、信号转换器9和皮肤数据计算模型10组成，移动终端8的输出端连接信号转换器9的输入端，信号转换器9的输出端连接皮肤数据计算模型10；所述的供电模块1电连接数据采集模块2，提供数据采集模块2的工作电源；所述的单片机7的UART端口通过接口11连接移动终端8的输入端。

具体实施例：本实施例中所述的模拟切换开关4采用TI公司的CD74HC4053E。所述的缺电容定时器5和缺电阻定时器6均采用555定时器无稳态触发模式。所述的移动终端8是手机或者是平板电脑。所述的单片机7采用SILABS公司的C8501F系列的低功耗51单片机。首先将人体皮肤的表面接触模拟切换开关4，当人体的等效电容与缺电容定时器5构成555震荡电路时，模拟切换开关4选通缺电容定时器5，当人体的等效电阻与缺电阻定时器6构成555震荡电路时，模拟切换开关4选通缺电容定时器5，两个555震荡电路的频率由单片机7记录，并通过人体电容与震荡电路的频率关系F=1.44／((R1+2R2)*C1)(其中，R1、R2为已知量，F为震荡电路输出频率)，由频率推算出人体皮肤电容C1的电容值，再通过人体电阻与震荡电路的频率关系F=1.44／((R1+2R2)*C1)(其中，R1、C1为已知量，F为震荡电路输出频率)，从而由频率推算出待测人体皮肤电阻R2的电阻值。电容、电阻值计算后，通过单片机7的UART端口输出，并由单片机7将UART高低电平信号转化为高低频率信号，输出的MIC接口，由移动终端8的手机软件接收。移动终端8输出的声波信号经信号转换器9解析成数字信号，从而获得电容和电阻的电信号值，最后通过皮肤数据计算模型10计算出人体皮肤的水分、油分和弹性程度。本实施例中的皮肤数据计算模型10采用以下的计算公式：水分Water Score=(ln(x+7)+0.075)／(2.485+0.075)(式中的“x”是从信号转换器9中获得的电容电信号值)；油分Oil Score=(-005*x^2+2-0.57)／(2-0.57)(式中的“x”是从信号转换器9中获得的电阻电信号值)；弹性程度Soft Score=0.65Water Score+0.35Oil Score。

本发明的实施例中的两个构成震荡电路的缺电容定时器5和缺电阻定时器6采取555定时器无稳态触发模式，可以连续输出，电路简单，精度在电源电压稳定的情况下没有任何问题。另外还可以采用555的单稳态触发模式，优点是测量精度与电源电压无关，但是电路需要单片机持续出发，增加电路复杂度和***整体功耗。

本发明通过震荡电路来采集人体皮肤电容和人体皮肤电阻的频率，再通过单片机得出由频率反推出的人体皮肤的电容值和电阻值，最终通过皮肤数据计算模型10以低功耗、速度快、全方面的方式获得人体的皮肤数据。

Claims (5)

1.一种测试皮肤数据的测试仪，包括供电模块(1)、数据采集模块(2)和数据处理模块(3)，其特征是：所述的数据采集模块(2)由模拟切换开关(4)、缺电容定时器(5)、缺电阻定时器(6)和单片机(7)构成，模拟切换开关(4)分别选通电连接缺电容定时器(5)和缺电阻定时器(6)，缺电容定时器(5)的输出端连接单片机(7)的输入端，缺电阻定时器(6)的输出端连接单片机(7)的输入端；所述的数据处理模块(3)由移动终端(8)、信号转换器(9)和皮肤数据计算模型(10)组成，移动终端(8)的输出端连接信号转换器(9)的输入端，信号转换器(9)的输出端连接皮肤数据计算模型(10)；所述的供电模块(1)电连接数据采集模块(2)，提供数据采集模块的工作电源；所述的单片机(7)的UART端口通过接口(11)连接移动终端(8)的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种测试皮肤数据的测试仪，其特征是：所述的模拟切换开关(4)采用TI公司的CD74HC4053E。

3.根据权利要求1所述的一种测试皮肤数据的测试仪，其特征是：所述的缺电容定时器(5)和缺电阻定时器(6)均采用555定时器无稳态触发模式。

4.根据权利要求1所述的一种测试皮肤数据的测试仪，其特征是：所述的单片机(7)采用SILABS公司的C8501F系列的低功耗51单片机。

5.根据权利要求1所述的一种测试皮肤数据的测试仪，其特征是：所述的移动终端(8)是手机或者是平板电脑。