[發明專利]一種穿戴式窒息預警系統

在審

• 申請號: 201510239610.1
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN104849330A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 許武軍;曾凱;黃河;范紅;于浩
• 申請（專利權）人: 東華大學;上海應用技術學院
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G08C17/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

1.一種穿戴式窒息預警系統，其特征在于，包括移動終端(1)、氧氣測量與預警裝置(2)及遠程服務器(3)，移動終端(1)和氧氣測量與預警裝置(2)之間建立無線通信，其中：

移動終端(1)，用于：顯示通過氧氣測量與預警裝置(2)獲得的氧氣濃度值及環境溫濕度數據；設定和/或調整氧氣測量與預警裝置(2)的氧氣濃度的告警閾值；顯示當前和預測時刻的警情；

氧氣測量與預警裝置(2)包括平臺(4)、傳感器(5)及執行器(6)，其中：

平臺(4)用于：接收來自傳感器(5)的數據并得出氧氣濃度值及環境溫濕度數據；建立與移動終端(1)的通信；

傳感器(5)包括氧氣電化學傳感模塊(51)及溫濕度模塊(52)，其中：

氧氣電化學傳感模塊(51)用于得到與氧氣濃度成正比的數字信號并傳輸給平臺(4)；

溫濕度模塊(52)用于得到環境溫濕度數據并傳輸給平臺(4)；

當氧氣濃度值超過告警閾值時，執行器(6)用于：產生告警；加速氧氣測量與預警裝置(2)腔內的氣體流動；

遠程服務器(3)用于：解析所有移動終端(1)傳輸的數據；實時監控氧氣測量與預警裝置(2)所處環境的氧氣濃度值、環境溫濕度以及告警情況；當監測到氧氣測量與預警裝置的氧氣濃度超閾值并達到一定時間，使用者對危險警情未作出反應，通過移動終端(1)的定位系統，顯示所處具體位置，并由相關人員進行救援。

2.如權利要求1所述的一種穿戴式窒息預警系統，其特征在于，所述移動終端(1)根據環境溫濕度數據對氧氣濃度值進行校正。

3.如權利要求1所述的一種穿戴式窒息預警系統，其特征在于，所述移動終端(1)還用于對下一個時刻的氧氣濃度值進行預測，并和閾值比較，由所述氧氣測量與預警裝置(2)根據比較結果產生告警，其中，設當前時刻為t，則所述移動終端(1)對下一個時刻的氧氣濃度值進行預測的步驟為：

步驟1、讀取t-1時刻至t-N時刻的N個歷史氧氣濃度數據；

步驟2、分析時間序列上的跳電和拐點，將不正常的突變點作為不正常點剔除；

步驟3、加以時間序列趨勢分析，或基于水平時間序列，利用一次指數平滑模型擬合曲線，或基于趨勢時間序列，利用三次指數平滑模型擬合曲線；

步驟4、根據步驟3得到的曲線，得出t+1時刻的氧氣濃度值預測值y(t+1)；

步驟5、得到氧氣濃度值預測值y(t+1)和閾值比較，在移動終端上以文字的形式顯示預測正常、預測臨界和預測報警。

4.如權利要求3所述的一種穿戴式窒息預警系統，其特征在于，所述執行器(6)包括視覺告警模塊(64)、聽覺告警模塊(63)及觸覺告警模塊(62)。

5.如權利要求4所述的一種穿戴式窒息預警系統，其特征在于，所述視覺告警模塊(64)至少包括綠燈、黃燈及紅燈；

所述視覺告警模塊(64)、聽覺告警模塊(63)及觸覺告警模塊(62)產生告警的方法為：

當通過氧氣電化學傳感模塊(51)獲得的實時氧氣濃度低于告警閾值時，綠燈常亮，所述聽覺告警模塊(63)及所述觸覺告警模塊(62)不動作；當通過氧氣電化學傳感模塊(51)獲得的實時氧氣濃度達到告警閾值附近時，黃燈低頻閃爍，所述觸覺告警模塊(62)及所述聽覺告警模塊(63)中僅一個動作，另一個不動作；當通過氧氣電化學傳感模塊(51)獲得的實時氧氣濃度超過告警閾值時，紅燈高頻閃爍，所述觸覺告警模塊(62)及所述聽覺告警模塊(63)均動作。

6.如權利要求3所述的一種穿戴式窒息預警系統，其特征在于，所述聽覺告警模塊(63)包括壓電蜂鳴器驅動電路(631)及與其相連的壓電蜂鳴器(632)；所述觸覺告警模塊(62)包括振動電機驅動電路(621)及與其相連的振動電機(622)。

7.如權利要求1所述的一種穿戴式窒息預警系統，其特征在于，所述執行器(6)還包括氣體交換模塊(61)，該氣體交換模塊(61)在所述平臺(4)的控制下加速所述氧氣測量與預警裝置(2)腔內的氣體流動。

8.如權利要求6所述的一種穿戴式窒息預警系統，其特征在于，所述氣體交換模塊(61)包括壓電微型風扇驅動電路(611)及壓電微型風扇(612)，壓電微型風扇驅動電路(611)的輸入端與所述平臺(4)相連，其輸出端連接壓電微型風扇(612)。

9.如權利要求1所述的一種穿戴式窒息預警系統，其特征在于，所述氧氣電化學傳感模塊(51)包括氧氣電化學傳感器(512)，氧氣電化學傳感器(512)輸出正比于氧氣濃度的微弱電流，該微弱電流接到模擬前端(513)，由通模擬前端(513)將電流放大，再經數模轉換器(514)輸出數字信號至所述平臺(4)。