一种智能口罩的监控装置

技术领域

本发明涉及一种智能口罩的监控装置，属于无线供电口罩技术领域。

背景技术

近年来，随着社会的发展和生活水平的提高，市面上出现了很多助呼吸的智能口罩。相比较普通口罩，智能口罩能有效解决传统口罩长时间佩戴导致的呼吸不舒畅的问题。为了满足使用者对口罩内各环境参数进行监控的需求，现有技术方案往往通过蓝牙或者wifi技术使口罩和手机等移动设备相连接，这种技术方案存在着三种缺陷：第一，连接完全受限于移动设备，在移动设备无法联网的场合无法使用；第二，老年人等不能熟练掌握智能移动设备的群体学习使用，成本较高；第三，现代移动设备平台繁多，操作系统复杂，专门开发一款APP成本较高。因此，如果能有效得解决口罩数据传输问题，及时地向使用者推送口罩数据参数，同时简化操作步骤，使其能够随时进行数据查阅和控制，从而帮助使用者及时判定口罩内的环境和使用者健康，将大大提高用户体验。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能口罩的监控装置。

本发明要解决的问题是现有智能口罩通过蓝牙或者wifi技术使口罩和手机等移动设备相连接，实现对口罩内各环境参数的监控目的，但这种连接完全受限于移动设备，操作系统复杂，不利于老年人等不能熟练掌握智能移动设备的群体学习使用的缺陷。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种智能口罩的监控装置，包括手环本体、手环带、手环监测装置、工作指示灯、警示灯、OLED显示屏、按键模块、开机键、电源充电插口、纽扣锂电池、电源转换芯片、柔性主板、血氧传感器、微控制器、微型震动电机、定时器、无线串口、口罩和呼吸阀调节装置，所述手环本体上安装有手环带，手环带中间安装有手环监测装置，手环监测装置上安装有工作指示灯，工作指示灯下方安装有警示灯，警示灯右侧安装有OLED显示屏，OLED显示屏右侧安装有按键模块，手环监测装置底部设有开机键，手环监测装置顶部设有电源充电插口，电源充电插口导线连接充电电机后连接安装有纽扣锂电池，纽扣锂电池用带状电缆连接电源转换芯片，电源转换芯片连接安装在柔性主板上，柔性主板上安装有血氧传感器，血氧传感器电路连接微控制器，微控制器电路连接微型震动电机，微控制器电路连接定时器，定时器右侧安装有无线串口，无线串口与口罩上的无线串口模块相互进行数据传输，口罩上的无线串口模块安装在口罩上，口罩上安装有呼吸阀调节装置。

进一步的，所述工作指示灯、警示灯、OLED显示屏、按键模块、开机键、微型震动电机和电源充电插口组成人机交互模块，主要负责整个系统底层数据的获取和控制。

进一步的，所述微控制器、血氧传感器、电源转换芯片、定时器以及无线串口组成主控模块，主要拥有数据可视化和人机交互的作用，帮助使用者对整个系统工作状态进行监控。

进一步的，所述手环监测装置由人机交互模块和主控模块组成。

进一步的，所述手环内部系统设有手动模式和自动模式，可通过按键模块相互切换。

本发明的优点是：本监测装置通过血氧传感器获取血氧浓度和心率，该参数可以直接地反映使用者呼吸健康，通过专有无线连接实现数据互通，而后口罩系统利用一定的控制算法对风扇进行控制，保证使用者的血氧浓度始终维持在一定的水平；手环和口罩之间可以进行数据互通，使得使用者可以通过手环对口罩部分进行控制且随时对口罩内参数进行查阅，而且连接完全不受限于移动设备，在移动设备无法联网的场合仍然能够使用，数据传输速度快，适用范围广； 手环内设置有异常状态报警，通过多重预警方式提醒用户及时关注呼吸健康；该手环操作逻辑简单，学习成本低，适用人群广；该手环由常见的电子元器件组成，成本低廉。

附图说明

图1是一种智能口罩的监控装置的整体结构示意图；

图2是一种智能口罩的监控装置的内部结构示意图；

图3是一种智能口罩的监控装置的口罩的结构示意图；

图4是一种智能口罩的监控装置的工作流程图；

图中：1、手环本体 2、手环带 3、手环监测装置 31、工作指示灯 32、警示灯 33、OLED显示屏 34、按键模块 35、开机键 36、电源充电插口 37、纽扣锂电池 38、电源转换芯片 39、柔性主板 310、血氧传感器 311、微控制器 312、微型震动电机 313、定时器 314、无线串口 4、口罩 41、呼吸阀调节装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

一种智能口罩的监控装置，包括手环本体1、手环带2、手环监测装置3、工作指示灯31、警示灯32、OLED显示屏33、按键模块34、开机键35、电源充电插口36、纽扣锂电池37、电源转换芯片38、柔性主板39、血氧传感器310、微控制器311、微型震动电机312、定时器313、无线串口314、口罩4和呼吸阀调节装置41，所述手环本体1上安装有手环带2，用于佩戴，手环带2中间安装有手环监测装置3，用于提供口罩内参数监测，手环监测装置3上安装有工作指示灯31，用于显示工作状态，工作指示灯31下方安装有警示灯32，用于提示报警，警示灯32右侧安装有OLED显示屏33，用于显示参数，OLED显示屏33右侧安装有按键模块34，用于输入数据信号，手环监测装置3底部设有开机键35，用于开关设备，手环监测装置3顶部设有电源充电插口36，用于提供充电，电源充电插口36导线连接充电电机后连接安装有纽扣锂电池37，用于提供电源，纽扣锂电池37用带状电缆连接电源转换芯片38，用于电源转换电路，电源转换芯片38连接安装在柔性主板39上，用于提供数据连接，柔性主板39上安装有血氧传感器310，用于获取使用者血氧浓度和心率，血氧传感器310电路连接微控制器311，用于处理数据信号，微控制器311电路连接微型震动电机312，用于提供震动，微控制器311电路连接定时器313，用于提供定时，定时器313右侧安装有无线串口314，用于传输数据，无线串口314与口罩上的无线串口模块相互进行数据传输，口罩上的无线串口模块安装在口罩4上，用于防尘、阻菌、隔绝口气，口罩4上安装有呼吸阀调节装置41，用于调节口罩内部环境。

进一步的，所述工作指示灯31、警示灯32、OLED显示屏33、按键模块34、开机键35、微型震动电机312和电源充电插口36组成人机交互模块，主要负责整个系统底层数据的获取和控制。

进一步的，所述微控制器311、血氧传感器310、电源转换芯片38、定时器313以及无线串口314组成主控模块，主要拥有数据可视化和人机交互的作用，帮助使用者对整个系统工作状态进行监控。

进一步的，所述手环监测装置3由人机交互模块和主控模块组成。

进一步的，所述手环内部系统设有手动模式和自动模式，可通过按键模块34相互切换。

使用方法：系统上电以后首先对各个模块进行初始化，通过IIC总线获取血氧传感器310数值，然后通过无线串口314向口罩4上的口罩系统发送获取到的血氧浓度和心率值，等待口罩系统数据传回（通过无线串口314接收口罩系统的工作状态和各项参数）。如果口罩系统工作状态异常（参数异常或者系统工作不正常）则进入报警机制。在这种机制下，微控制器311利用PWM脉宽调制每隔一段时间控制微型震动电机312震动，同时通过IIC总线向OLED显示屏33发送数据以在屏幕上显示具体错误信息，通过这种多重预警方式提醒用户及时关注呼吸健康。如果口罩系统工作正常，微控制器311会向OLED显示屏33发送从无线串口314和血氧传感器310获取的各项传感器数据便于使用者查阅。同时，系统利用定时器313中断每隔100ms左右进行一次按键模块34扫描，一旦某个按键被按下，则会进入参数控制界面，使用者首先通过按键模块34进行命令选择（口罩系统手自动模式切换、手动模式下微型电机挡位调节等），选择完毕后按下确认键，手环部分通过无线串口314把该命令发送出去，口罩4部分接收到该命令以后进行解析，然后按照命令内容控制对应的的元器件工作。