基于复合材料的人体酒精含量检测方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种基于复合材料的人体酒精含量检测方法、装置及设备。

背景技术

随着时代的发展，高灵敏度、高选择性和高准确度的醇类化合物的检测在许多不同的领域应用广泛，快速、灵敏、选择和定量地检测醇类物质对于执法、化工、制药和发酵等行业也具有重要意义，其中精确和快速测定乙醇含量在临床和法医分析中非常重要。此外，简单、快速和经济的酒精分析方法也在纸浆、食品和饮料行业中被用来控制发酵过程及其产品的质量。

现如今，血液检测法主要是提取血液中的乙醇来检测其含量，通常在处理一些事故并将其作为依据时使用这种方法；利用酶法进行血、尿酒精浓度的检测具有很好的精准性、重复性和特异性，但无法现场检测，只能交由专业机构室内测试，若送检不及时会出现较大的误差，因此如何提升人体酒精含量检测效率，成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种基于复合材料的人体酒精含量检测方法及装置，其主要目的在于解决人体酒精含量检测时效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于复合材料的人体酒精含量检测方法，包括：

利用完成初始化的酒精检测仪获取用户的呼出气体样本，对所述呼出气体样本进行成分筛选，得到目标样本；

根据复合材料确定所述目标样本的物质的量变化值，根据所述物质的量变化值生成所述目标样本的酒精样本浓度；

对所述酒精样本浓度进行电信号转化，得到所述目标样本的样本电信号；

根据所述样本电信号生成所述用户的酒精含量，确定所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置；

根据所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置对所述酒精含量进行可视化展示。

可选地，所述利用完成初始化的酒精检测仪获取用户的呼出气体样本，包括：

获取空气所含气体的气体参数，利用所述气体参数生成空气成分表；

根据所述空气成分表对所述酒精检测仪进行初始化设置，利用完成初始化的酒精检测仪获取用户的呼出气体样本。

可选地，所述对所述呼出气体样本进行成分筛选，得到目标样本，包括：

对所述呼出气体样本进行种类鉴别，得到所述呼出气体样本的样本成分；

将所述样本成分写入空气成分表，得到空气样本对照表；

根据所述空气样本对照表对所述呼出气体样本进行成分筛选，得到目标样本。

可选地，所述根据复合材料确定所述目标样本的物质的量变化值，包括：

获取酒精检测仪内的复合材料的质量变化值和相对分子质量；

根据所述质量变化值和所述相对分子质量确定所述复合材料的复合材料物质的量变化值；

根据所述复合材料物质的量变化值生成所述目标样本的物质的量变化值。

可选地，所述根据所述物质的量变化值生成所述目标样本的酒精样本浓度，包括：

利用如下浓度算法生成所述目标样本的酒精样本浓度：

其中，

可选地，所述对所述酒精样本浓度进行电信号转化，得到所述目标样本的样本电信号，包括：

利用如下信号转化公式对所述酒精样本浓度进行电信号转化，得到所述目标样本的样本电信号：

其中，

可选地，所述根据所述样本电信号生成所述用户的酒精含量，确定所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置，包括：

利用如下含量转化公式生成所述样本电信号对应用户的酒精含量：

其中，

比较所述酒精含量与预设的含量区间的区间上下限值得大小，确定所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置，其中，所述含量区间包括：未检出区间、轻度饮酒区间、中度饮酒区间和重度饮酒区间。

为了解决上述问题，本发明还提供一种基于复合材料的人体酒精含量检测装置，所述装置包括：

目标样本模块，用于利用完成初始化的酒精检测仪获取用户的呼出气体样本，对所述呼出气体样本进行成分筛选，得到目标样本；

样本浓度模块，用于根据复合材料确定所述目标样本的物质的量变化值，根据所述物质的量变化值生成所述目标样本的酒精样本浓度；

样本电信号模块，用于对所述酒精样本浓度进行电信号转化，得到所述目标样本的样本电信号；

用户酒精含量模块，用于根据所述样本电信号生成所述用户的酒精含量，确定所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置；

可视化展示模块，用于根据所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置对所述酒精含量进行可视化展示。为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述所述的基于复合材料的人体酒精含量检测方法。

本发明实施例通过对酒精检测仪进行初始化，并利用完成初始化的酒精检测仪生成目标样本，降低了杂质气体对成分筛选结果的干扰，提高酒精含量检测的准确性，根据复合材料确定所述目标样本的酒精样本浓度，检测某特定的气体，不被其他气体污染，具有良好的重复性和准确性，利用电信号转化获取所述目标样本的样本点信号，放大所述酒精样本浓度的特征，使得微小的酒精样本浓度都可以清晰地获得，对生成的酒精含量进行可视化展示，使得酒精含量检测结果具有高度的识别性，因此本发明提出基于复合材料的人体酒精含量检测方法、装置及设备，可以解决产品推荐酒精含量检测效率较低的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的基于复合材料的人体酒精含量检测方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的生成目标样本的流程示意图；

图3为本发明一实施例提供的生成目标样本的物质的量变化值的流程示意图；

图4为本发明一实施例提供的基于复合材料的人体酒精含量检测装置的功能模块图；

图5为本发明一实施例提供的实现所述基于复合材料的人体酒精含量检测方法的电子设备的结构示意图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请实施例提供一种基于复合材料的人体酒精含量检测方法。所述基于复合材料的人体酒精含量检测方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于复合材料的人体酒精含量检测方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(ContentDelivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。

参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于复合材料的人体酒精含量检测方法的流程示意图。在本实施例中，所述基于复合材料的人体酒精含量检测方法包括：

S1、利用完成初始化的酒精检测仪获取用户的呼出气体样本，对所述呼出气体样本进行成分筛选，得到目标样本。

在本发明实施例中，基于对照实验的思想对酒精检测仪进行初始化，所述对照实验思想是对实验对象不做任何处理，将空白组与实验组的结果进行对照，此处，将初始化后的酒精检测仪做为空白组。

详细地，所述初始化是将变量赋为默认值，将控件设为默认状态，例如，石墨消解仪的管路初始化是选好对应的管路；PCR基因扩增仪的初始化是将输入的新程序替换旧程序；气相色谱的初始化是对进样仪器的进样温度设置，其中，所述进样温度包括：气化温度，柱温，检测器温度。

在本发明实施例中，所述利用完成初始化的酒精检测仪获取用户的呼出气体样本，包括：

获取空气所含气体的气体参数，利用所述气体参数生成空气成分表；

根据所述空气成分表对所述酒精检测仪进行初始化设置，利用完成初始化的酒精检测仪获取用户的呼出气体样本。

详细地，所述气体参数包括空气中的空气成分和各种空气成分在空气中的占比，例如：正常的空气成分按体积分数计算是：氮气约占78.1%，氧气约占20.9%，稀有气体约占0.939%，二氧化碳约占0.031%，其他气体和杂质约占0.03%等。

进一步地，根据所述气体参数生成空气成分表是为了确定所述呼出气体样本可能存在的气体成分，为所述呼出气体样本的定性检测提供一个明晰的方向；所述空气成分表表征着所述空气成分与成分含量的定量关系，以及空气含量与空气温度的相关性。

详细地，对所述酒精检测仪进行初始化设置，包括但不限于：对所述酒精检测仪进行温度初始化，采用对所述酒精检测仪的温度进行赋值的手段，例如：将所述酒精检测仪的温度初始化为常温，也可以利用所述酒精检测仪的内部温控装置对所述酒精检测仪进行局部加热，完成所述酒精检测仪的温度初始化；对所述酒精检测仪进行气体成分初始化，在所述酒精检测仪内部安装部分气体成分过滤器，进行所述气体成分初始化，亦即启动所述气体成分过滤器。

在本发明实施例中，参图2所示，所述对所述呼出气体样本进行成分筛选，得到目标样本，包括：

S21、对所述呼出气体样本进行种类鉴别，得到所述呼出气体样本的样本成分；

S22、将所述样本成分写入空气成分表，得到空气样本对照表；

S23、根据所述空气样本对照表对所述呼出气体样本进行成分筛选，得到目标样本。

详细地，根据空气成分对所述呼出气体样本的种类有粗略的认识，根据所述空气成分制作出部分气体成分过滤器，所述部分气体成分过滤器过滤掉大部分的呼出气体样本中的无用气体，所述无用气体包括但不限于氮气、二氧化碳、氧气和水蒸气等。

详细地，对通过所述部分气体成分过滤器的所述呼出气体样本进行收集得到目标气体样本，利用化学试剂对所述目标气体样本进行定性分析，得到目标样本。

在本发明实施例中，利用所述部分气体成分过滤器对所述呼出气体样本进行过滤，降低了杂质气体对成分筛选结果的干扰，提高酒精含量检测的准确性。

S2、根据复合材料确定所述目标样本的物质的量变化值，根据所述物质的量变化值生成所述目标样本的酒精样本浓度。

在本发明实施例中，所述复合材料指能与究竟发生物理吸附或者化学反应的材料，其中，所述复合材料包括但不限于：具有氧化性的复合材料，具有还原性的复合材料，利用指示剂能观察得到酒精含量变化的复合材料。

详细地，所述物质的量变化值是根据所述目标样本的初始物质的量减去所述目标样本的终态物质的量得到的，物质的量是一个物理量，它表示含有一定数目粒子的集体，用来表征所述目标样本的多少。

在本发明实施例中，参图3所示，所述根据复合材料确定所述目标样本的物质的量变化值，包括：

S31、获取酒精检测仪内的复合材料的质量变化值和相对分子质量；

S32、根据所述质量变化值和所述相对分子质量确定所述复合材料的复合材料物质的量变化值；

S33、根据所述复合材料物质的量变化值生成所述目标样本的物质的量变化值。

详细地，当所述复合材料与所述目标样本发生的是物理吸附时，获取所述复合材料与所述目标样本的吸附比，根据所述吸附比和所述复合材料的质量变化值来确定所述目标样本的物质的量变化值；当所述复合材料与所述目标样本发生的是化学反应时，根据摩尔反应理论确定所述复合材料与所述目标样本的反应消耗比，利用所述反应消耗比和所述复合材料物质的量变化值生成所述目标样本的物质的量变化值。

在本发明实施例中，所述根据所述物质的量变化值生成所述目标样本的酒精样本浓度，包括：

利用如下浓度算法生成所述目标样本的酒精样本浓度：

其中，

详细地，可以利用电化学传感器实现所述复合材料的质量变化引起所述酒精检测仪的电信号变化，利用所述电化学传感器可以检测某特定的气体，不被其他气体污染，具有良好的重复性和准确性。

S3、对所述酒精样本浓度进行电信号转化，得到所述目标样本的样本电信号。

在本发明实施例中，相较于传统比色法中用重铬酸钾进行酒精含量测定，一个缺点是不符合比尔定律，其中的一种氧化产物铬离子为绿色，它以不同的浓度与正在测量的黄色重铬酸根离子混合，使比色结果出现误差，导致测定结果失去稳定性；所述比尔定律是光吸收的基本定律，是描述物质对某一波长光吸收的强弱与吸光物质的浓度及其液层厚度间的关系，适用于所有的电磁辐射和所有的吸光物质，包括气体、固体、液体、分子、原子和离子。

详细地，为了将所述酒精样本浓度转变为稳定且易于传输的数据，必须对其进行电信号转化，因为电信号的传输容易产生、便于控制、易于处理，可以提高转化精度以及酒精检测仪的灵敏性。

在本发明实施例中，所述对所述酒精样本浓度进行电信号转化，得到所述目标样本的样本电信号，包括：

利用如下信号转化公式对所述酒精样本浓度进行电信号转化，得到所述目标样本的样本电信号：

其中，

详细地，将所述酒精样本浓度在坐标轴上进行表示，得到所述酒精样本浓度的样本坐标图，利用所述信号转化公式将所述样本坐标图转化为电信号坐标图，在所述电信号坐标图获取所述目标样本的样本电信号。

详细地，因为极小的酒精样本浓度在样本坐标图无法清晰地获得，当将所述酒精样本浓度进行电信号转化后，可以在所述电信号坐标图观察到。

S4、根据所述样本电信号生成所述用户的酒精含量，确定所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置。

在本发明实施例中，由于所述目标样本是由人体呼出的气体得到的，而呼出气体中的酒精含量与人体血液内的酒精含量存在一个倍数关系，根据所述人体血液内的酒精含量是所述呼出气体中的酒精含量的2200倍的关系生成修正因子，利用所述修正因子对所述样本电信号进行修正，得到用户的酒精含量。

详细地，判断所述酒精含量所处的预设的含量区间的区间位置是为了确定可视化展示的展示类型。

在本发明实施例中，所述根据所述样本电信号生成所述用户的酒精含量，确定所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置，包括：

利用如下含量转化公式生成所述样本电信号对应用户的酒精含量：

其中，

比较所述酒精含量与预设的含量区间的区间上下限值得大小，确定所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置，其中，所述含量区间包括：未检出区间、轻度饮酒区间、中度饮酒区间和重度饮酒区间。

例如，选取所述轻度饮酒区间与所述酒精含量进行比较，假设所述轻度饮酒区间的区间上限值为100mg/100ml，所述轻度饮酒区间的区间下限值为80mg/100ml，那么当所述酒精含量大于或等于80mg/100ml且小于或等于100mg/100ml时，所述酒精含量处于轻度饮酒区间。

S5、根据所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置对所述酒精含量进行可视化展示。

在本发明实施例中，因为色彩能唤发出人们的情感，能描述人们的思想，具有高度的识辨性，在最短的时间给人留下最深刻的印象，因此利用预警级别颜色对所述酒精含量进行可视化展示。

在本发明实施例中，所述根据所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置对所述酒精含量进行可视化展示，包括：

当所述酒精含量处于未检出区间时，所述酒精检测仪点亮蓝色区域；

当所述酒精含量处于轻度饮酒区间时，所述酒精检测仪点亮黄色区域；

当所述酒精含量处于中度饮酒区间时，所述酒精检测仪点亮橘色区域；

当所述酒精含量处于重度饮酒区间时，所述酒精检测仪点亮红色区域。

本发明实施例通过对酒精检测仪进行初始化，并利用完成初始化的酒精检测仪生成目标样本，降低了杂质气体对成分筛选结果的干扰，提高酒精含量检测的准确性，根据复合材料确定所述目标样本的酒精样本浓度，检测某特定的气体，不被其他气体污染，具有良好的重复性和准确性，利用电信号转化获取所述目标样本的样本点信号，放大所述酒精样本浓度的特征，使得微小的酒精样本浓度都可以清晰地获得，对生成的酒精含量进行可视化展示，使得酒精含量检测结果具有高度的识别性，因此本发明提出基于复合材料的人体酒精含量检测方法，可以解决产品推荐酒精含量检测效率较低的问题。

如图4所示，是本发明一实施例提供的基于复合材料的人体酒精含量检测装置的功能模块图。

本发明所述基于复合材料的人体酒精含量检测装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于复合材料的人体酒精含量检测装置100可以包括目标样本模块101、样本浓度模块102、样本电信号模块103、用户酒精含量模块104及可视化展示模块105。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。

在本实施例中，关于各模块/单元的功能如下：

所述目标样本模块101，用于利用完成初始化的酒精检测仪获取用户的呼出气体样本，对所述呼出气体样本进行成分筛选，得到目标样本；

所述样本浓度模块102，用于根据复合材料确定所述目标样本的物质的量变化值，根据所述物质的量变化值生成所述目标样本的酒精样本浓度；

所述样本电信号模块103，用于对所述酒精样本浓度进行电信号转化，得到所述目标样本的样本电信号；

所述用户酒精含量模块104，用于根据所述样本电信号生成所述用户的酒精含量，确定所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置；

所述可视化展示模块105，用于根据所述酒精含量处于预设的含量区间的区间位置对所述酒精含量进行可视化展示。

如图5所示，是本发明一实施例提供的实现基于复合材料的人体酒精含量检测方法的电子设备的结构示意图。

所述电子设备可以包括处理器10、存储器11、通信总线12以及通信接口13，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如基于复合材料的人体酒精含量检测程序。

其中，所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心（ControlUnit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块（例如执行基于复合材料的人体酒精含量检测程序等），以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备的各种功能和处理数据。

所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card，SMC）、安全数字（Secure Digital，SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如基于复合材料的人体酒精含量检测程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所述通信总线12可以是外设部件互连标准（Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。

所述通信接口13用于上述电子设备与其他设备之间的通信，包括网络接口和用户接口。可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备与其他电子设备之间建立通信连接。所述用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

图中仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图中示出的结构并不构成对所述电子设备的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

例如，尽管未示出，所述电子设备还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。

应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。

所述电子设备中的所述存储器11存储的基于复合材料的人体酒精含量检测程序是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：

具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考附图对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。

进一步地，所述电子设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明所指区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链(Blockchain)，本质上是一个去中心化的数据库，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。区块链可以包括区块链底层平台、平台产品服务层以及应用服务层等。

本申请实施例可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能（Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。

此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。