一种基于卡路里摄入量的饮食控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于卡路里摄入量的饮食控制系统，属于饮食控制领域，所述系统包括确定减肥目标的专家服务器，其与监控终端连接；监控终端包括记录个人信息和减肥周期下每天的体重、日摄入卡路里和实际日消耗卡路里的信息输入模块，计算日变动卡路里、日减目标和日摄入卡路里的卡路里估算模块，根据日变动卡路里和日摄入卡路里推荐运动方案的运动规划模块，计算实际日消耗卡路里的卡路里计算模块，在预设的每个模型更新周期内将日实际变动卡路里和卡路里预测模型的日变动卡路里的均方误差的均值作为损失函数利用优化器对卡路里预测模型进行优化的模型更新模块。本发明专利技术基于卡路里的摄入量和消耗控制改善用户减肥效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于卡路里摄入量的饮食控制系统


[0001]本专利技术属于饮食控制
，具体涉及一种基于卡路里摄入量的饮食控制系统。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高，越来越多的人们由于饮食控制不当、运动量少导致营养过剩进而导致体重超标，而超重会引发健康问题。卡路里是衡量人体运动热量消耗的单位，包括人体基础新陈代谢所消耗的卡路里和人体每天运动所消耗的卡路里两种，同时人们为了健康需求和饮食爱好也在不断地摄入卡路里，因此，如何实现饮食控制和营养消耗之间的合理配合，实现饮食控制，达到饮食平衡，从而实现人体体重的合理控制，成为了人们竞相研究的目标。同时随着机器学习和人工智能的飞速发展，越来越多的研究也开始将神经网络应用于减重领域。现有技术一般都是采集若干人的机能参数，对参数预处理后利用神经网络模型进行训练，将得到的模型直接应用在用户减重方案的推荐上，并未考虑到由于个人体质影响所导致减肥效果差异，大大影响了最终的减肥效果。

技术实现思路

[0003]针对以上问题，本专利技术提出了一种基于卡路里摄入量的饮食控制系统。为解决以上技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下。
[0004]一种人体健康管理监控系统，包括通信连接的监控终端和专家服务器，所述专家服务器用于将专家设定的减肥目标发送到监控终端，且所述减肥目标包括减肥周期和目标体重。
[0005]所述监控终端包括。
[0006]无线通信模块：所无线通信模块的一端与专家服务器通信连接，另一端与信息输入模块电连接。
[0007]信息输入模块：所述信息输入模块与卡路里估算模块、卡路里计算模块、卡路里预测模型更新模块电连接，用于记录用户的个人信息和减肥周期下用户每天的体质变动指标，且体质变动指标包括体重、日摄入卡路里和实际日消耗卡路里。
[0008]卡路里估算模块：包括用于计算日摄入卡路里的日摄入计算单元、用于计算日减目标的日减体重计算单元和日变动卡路里估算单元，所述日摄入计算单元的输出端与信息输入模块的输入端电连接，日减体重计算单元的输入端和与无线通信模块电连接；所述日变动卡路里估算单元的输入端与日减体重计算单元、信息输入模块电连接，以便根据接收到的个人信息、日减目标以及预设的卡路里预测模型预测出日变动卡路里。
[0009]运动规划模块：与日变动卡路里估算单元的输出端、日摄入计算单元的输出端连接，用于根据日变动卡路里和日摄入卡路里推荐运动方案，所述运动方案包括运动类型和运动时间。
[0010]卡路里计算模块：用于计算用户减肥周期下每天的实际日消耗卡路里，并将计算
出的实际日消耗卡路里发送到信息输入模块。
[0011]模型更新模块：基于信息输入模块接收的日摄入卡路里和实际日消耗卡路里计算日实际变动卡路里，并在预设的每个模型更新周期内将该模型更新周期内的日实际变动卡路里和卡路里预测模型输出的日变动卡路里的均方误差的均值作为损失函数利用Adam优化器对卡路里预测模型进行优化，将优化后的卡路里预测模型发送给日变动卡路里估算单元。
[0012]所述日减目标的计算公式如下。
[0013]。
[0014]式中， 表示日减目标， 表示减肥前体重，表示目标体重，表示减肥周期。
[0015]所述预设的卡路里预测模型通过以下方法建立。
[0016]i，收集个用户的若干条减肥信息，每条减肥信息均包括姓名、年龄、性别、身高、原始体重、日变动卡路里、BMI、运动后体重。
[0017]ii，将每条减肥信息中的数据特征分别进行数据特征向量化。
[0018]iii，基于皮尔逊相关系数计算日变动卡路里与其它数据特征之间的相关性，基于相关性阈值对数据特征进行筛选，再对筛选后的数据特征进行两两组合得到数据组合特征。
[0019]iv，将步骤iii得到的数据组合特征和步骤ii转化后的数据特征进行拼接组合得到能耗评估信息。
[0020]v，基于能耗评估信息对BP神经网络模型进行训练得到卡路里预测模型。
[0021]所述根据日变动卡路里推荐运动方案是指满足以下要求的方案。。
[0022]式中， 表示第天的运动方案， 表示第天的有氧运动方案，且，表示第种有氧运动单位时间所消耗的卡路里，表示第种有氧运动的运动时间，表示第天的无氧运动方案，且， 表示第种无氧运动单位时间所消耗的卡路里，表示第 种无氧运动的运动时间， 表示日耗基础卡路里，表示通过卡路里预测模型得到的日变动卡路里，表示日摄入卡路里。
[0023]所述损失函数的表达式为。
[0024]。
[0025]式中，表示损失函数， 表示模型更新周期内第 日的日实际变动卡路里，表示模型更新周期内卡路里预测模型的第 日日变动卡路里，表示预设的模型更新周期，且为正整数，且。
[0026]所述日摄入计算单元包括近红外线生成器、近红外线接收器、信号处理器、模数转换器、卡路里计算器和数据存储器，近红外线生成器用于生成近红外线，近红外线接收器用于接收食物的反射光或透射光并将光信号转换为电信号，转换后的电信号发送到信号处理器；所述信号处理器对电信号进行滤波、放大、补偿稳定后发送到模数转换器，模数转换器将处理后的电信号转换为数字信号，卡路里计算器对转换后的数字信号进行接收，并计算食物所含卡路里；数据存储器用于对用户每餐的食物所含卡路里进行记录，并依据每餐的食物所含卡路里计算日摄入卡路里。
[0027]本专利技术的有益效果。
[0028]1. 根据收集到的用户的减肥信息，基于皮尔逊相关系数计算与日变动卡路里相关性较强的数据，实现高效数据的筛选，对特征数据进行组合丰富了训练样本，提高了模型的泛化能力和实用性，提高了模型输出性能表现。
[0029]2. 利用日实际变动卡路里和卡路里预测模型的日变动卡路里的均方误差的均值作为损失函数在每个模型更新周期内对卡路里预测模型进行优化，使卡路里预测模型结合用户实际运动减肥信息输出更加准确的日变动卡路里，进而使得运动方案的推荐更加合理，减肥进程更加贴合自己的实际，最终提高了用户的运动效果和整体减肥效果。
[0030]3. 放大隔离组件首先利用射极跟随器对电信号进行隔离，减少了电路之间的电磁信号干扰，利用更新的带通滤波器对信号进行选取，改善了带通滤波器的选频特性，使无用信号的过渡带更窄，不需要的干扰信号衰减的更快，更好地实现了噪声干扰滤除和近红外线带通信号的选取，同时，利用热敏电阻对放大增益进行调节，减少了温度变化对输出光谱信号的影响，使输出信号更精确，电路性能更加稳定。
[0031]4.抗干扰补偿组件可以对滤波后的信号进行幅值补偿，在提高电路信号稳定性的同时，对电路的通频带信号进行校正，改善了信号的信噪比，进而使得整体光谱输出信号得到改善，减少了信号的失真。
[0032]5.稳定输出组件在提高电路驱动能力的同时，降低噪声信号对输出信号的影响，利用电阻R23和电容C10组成缓冲电路，将输出信号反馈到场效应管T2的栅极，从而调节T2的栅极电压，进一步对输出信号进行反馈调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卡路里摄入量的饮食控制系统，包括监控终端和专家服务器，其特征在于，所述专家服务器用于将专家设定的减肥目标发送到监控终端，且减肥目标包括减肥周期和目标体重；所述监控终端包括：无线通信模块：用于专家服务器与信息输入模块之间的连接；信息输入模块：用于记录用户的个人信息和减肥周期下每天的体重、日摄入卡路里和实际日消耗卡路里；卡路里估算模块：包括用于计算日摄入卡路里的日摄入计算单元、用于计算日减目标的日减体重计算单元和日变动卡路里估算单元，日摄入计算单元与信息输入模块电连接，日减体重计算单元与无线通信模块电连接；日变动卡路里估算单元分别与日减体重计算单元、信息输入模块电连接，以便根据接收到的个人信息、日减目标以及预设的卡路里预测模型预测日变动卡路里；运动规划模块：与日变动卡路里估算单元、日摄入计算单元连接，用于根据日变动卡路里和日摄入卡路里推荐运动方案；卡路里计算模块：用于计算用户减肥周期下每天的实际日消耗卡路里，并将计算出的实际日消耗卡路里发送到信息输入模块；模型更新模块：基于信息输入模块接收的日摄入卡路里和实际日消耗卡路里计算日实际变动卡路里，并在预设的每个模型更新周期内将该模型更新周期内的日实际变动卡路里和卡路里预测模型输出的日变动卡路里的均方误差的均值作为损失函数利用Adam优化器对卡路里预测模型进行优化，将优化后的模型发送给日变动卡路里估算单元。2.根据权利要求1所述的基于卡路里摄入量的饮食控制系统，其特征在于，所述日减目标的计算公式如下：；式中， 表示日减目标， 表示减肥前体重，表示目标体重，表示减肥周期。3.根据权利要求1所述的基于卡路里摄入量的饮食控制系统，其特征在于，所述预设的卡路里预测模型通过以下方法建立：i，收集个用户的若干条减肥信息，每条减肥信息均包括姓名、年龄、性别、身高、原始体重、日变动卡路里、BMI、运动后体重；ii，将每条减肥信息中的数据特征分别进行数据特征向量化；...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿雪峰，李宏儒，张广明，
申请(专利权)人：南阳市第一人民医院，
类型：发明
国别省市：