CN104399199A - 一种用于消防员个人装备的微型主动空气调节装置 - Google Patents

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许武军
廖小飞
李宏广
杨可
黄凯峰
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Abstract

本发明涉及一种用于消防个人装备的微型主动空气调节装置，其特征在于，包括：电源组件，微控制器模块，传感器模块，直流升压模块，管脚驱动模块，微型压电鼓风机模块。本发明与现有技术相比，具有以下显著优势：具有体积小，功耗低，降温降湿及舒适度显著等优点，并不影响消防员的操作作业。本发明操作简单，成本低，降温降湿及舒适度效果满足消防员个人装备的工作要求。

Description

一种用于消防员个人装备的微型主动空气调节装置
技术领域
本发明涉及一种用于消防员个人装备主动空气调节装置，特别涉及一种使用微型压电鼓风机的消防员个人装备主动空气调节装置，属于消防装备领域。
背景技术
随着智能可穿戴领域和现代微电子和微机电系统(MEMS)技术的不断发展，消防专业机构的研究人员开始对消防员个人装备的舒适程度进行有可行性范围内的研究，并对消防头盔、消防服、消防靴内的湿度，温度控制与调节有更高的要求，以达到降温，降湿的预期效果。现有的消防员个人装备主要以外部耐高温为主，对内部的舒适程度没有额外设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作简单，成本低，功耗低，舒适度高的消防员个人装备主动空气调节装置，以解决传统的消防员个人装备内部温度和湿度高，不透气等问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种用于消防员个人装备的微型主动空气调节装置，其特征在于，包括：
电源组件，该电源组件经由开关器件为传感器模块、微控制器模块及直流升压模块供电；
微控制器模块，分别连接传感器模块、直流升压模块及管脚驱动模块，由微控制器模块控制直流升压模块为管脚驱动模块供电，同时，由微控制器模块根据传感器模块采集的信号通过管脚驱动模块控制微型压电鼓风机模块工作；
传感器模块，用于检测消防员穿戴消防个人装备后，该消防个人装备内空气的温度和湿度变化；
直流升压模块，用于将电源组件输出的电源电压转换为管脚驱动模块的工作电压；
管脚驱动模块，用于驱动微型压电鼓风机模块；
微型压电鼓风机模块，用于在微控制器模块的控制下向消防个人装备内鼓吹入外界空气，在微型压电鼓风机模块的进风口上连接有高分子滤水膜以滤除外界空气中的水分，在微型压电鼓风机模块的出风口上连接有通入消防个人装备内的硅胶出风管。
优选地，所述传感器模块包括温度和湿度传感器，温度和湿度传感器同所述微控制器模块和所述电源组件连接。
优选地，若所述消防个人装备为消防头盔，则所述硅胶出风管的出风口位于消防头盔的两鬓位置处；若所述消防个人装备为消防服，则所述硅胶出风管的出风口位于消防服的背部及腋下处；若所述消防个人装备为消防靴，则所述硅胶出风管的出风口位于消防靴的脚趾间。
本发明与现有技术相比，具有以下显著优势：具有体积小，功耗低，降温降湿及舒适度显著等优点，并且不影响消防员的作业操作。本发明操作简单，成本低，降温降湿及舒适度效果满足消防员个人装备的工作要求。
附图说明
图1为消防员个人装备微型鼓风机主动空气调节装置示意图；
图2为使用微型压电鼓风机的主动空气调节消防头盔实物图；
图3为使用微型压电鼓风机的主动空气调节消防服实物图；
图4为使用微型压电鼓风机的主动空气调节消防靴盔实物图；
图5为系统工作主要流程图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明提供了一种用于消防个人装备的微型鼓风机主动空气调节装置，包括开关器件K，开关器件K控制整套装置的启动，由传感器模块检测消防员个人装备内温度及湿度变化。当温度及湿度过高时，通过1-Wire总线与微控制器模块MCU通信，微控制器模块MCU立即控制管脚驱动模块工作，从而微型压电鼓风机模块开始主动空气调节工作。二次充电电池为传感器模块、微型鼓风机模块及直流升压摸块DC-DC提供电源。直流升压模块DC-DC将二次充电电池输出的电压转换为工作电压后输出给管脚驱动模块。
微型压电鼓风机是一款新型实用的基于压电原理的鼓风机，微型压电鼓风机具有传统鼓风机不可比拟的优点：一、寸小，厚度薄，可以放置于空间极小的场所。二、风量大无转动，虽然小巧，但是鼓风性能良好。三、噪音低，适用于多种精密条件下的应用场合。因此微型压电鼓风机工作安全可靠，寿命长。正是由于这些优势，微型压电鼓风机未来会有着广泛的应用。
传感器模块包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器同微控制器模块MCU和电源组件连接。
如图2所示，为使用微型压电鼓风机的主动空气调节消防头盔实物图，通过固定电路装置于消防头盔的上部2处，布置与微型压电鼓风机模块的出风口相连的硅胶管于两鬓1处，并且放置传感器模块于消防头盔内位置3处。当微型压电鼓风机正常工作时，消防头盔的两鬓处会有外部气体流入，外部气体带走部分热量及水分，最终由消防头盔边沿排出。从而实现消防头盔的主动空气调节，达到降温除湿的功能。
如图3所示，为使用微型压电鼓风机的主动空气调节消防服实物图，通过固定电路装置于消防服的腰部4处，布置与微型压电鼓风机模块的出风口相连的硅胶管于腋下5处，并且放置传感器模块于消防服内位置6处。当微型压电鼓风机正常工作时，消防服的腋下处会有外部气体流入，外部气体带走部分热量及水分，最终由消防服边的上下边沿排出。从而实现消防服的主动空气调节，达到降温除湿的功能。
如图4所示，为使用微型压电鼓风机的主动空气调节消防靴实物图，通过固定电路于消防靴的上部8处，布置与微型压电鼓风机模块的出风口相连的硅胶管于脚尖9处，并且放置传感器模块于消防靴内位置7处。当微型鼓风机正常工作时，消防靴的脚尖部分会有外部气体流入，外部气体带走部分热量及水分，最终由消防靴靴口边沿排出。从而实现消防靴的自动空气调节，达到降温除湿的功能。
如图5所示，为系统工作主要流程图。当传感器检测到消防员个人装备内温度或者湿度低于设定值时，继续检测；当传感器检测到消防员个人装备内温度或者湿度高于设定值时，便通过1-Wire协议同微控制器模块MCU通信，微控制器模块MCU立即控制管脚驱动器模块工作，管脚驱动器模块便驱动微型压电鼓风机开始工作，消防员个人装备内温度与湿度开始下降。

Claims (3)

1.一种用于消防员个人装备的微型主动空气调节装置，其特征在于，包括：
电源组件，该电源组件经由开关器件为传感器模块、微控制器模块及直流升压模块供电；
微控制器模块，分别连接传感器模块、直流升压模块及管脚驱动模块，由微控制器模块控制直流升压模块为管脚驱动模块供电，同时，由微控制器模块根据传感器模块采集的信号通过管脚驱动模块控制微型压电鼓风机模块工作；
传感器模块，用于检测消防员穿戴消防个人装备后，该消防个人装备内空气的温度和湿度变化；
直流升压模块，用于将电源组件输出的电源电压转换为管脚驱动模块的工作电压；
管脚驱动模块，用于驱动微型压电鼓风机模块；
微型压电鼓风机模块，用于在微控制器模块的控制下向消防个人装备内鼓吹入外界空气，在微型压电鼓风机模块的进风口上连接有高分子滤水膜以滤除外界空气中的水分，在微型压电鼓风机模块的出风口上连接有通入消防个人装备内的硅胶出风管。
2.如权利要求1所述的一种用于消防个人装备的微型主动空气调节装置，其特征在于，所述传感器模块包括温度和湿度传感器，温度和湿度传感器同所述微控制器模块和所述电源组件连接。
3.如权利要求1所述的一种用于消防个人装备的微型主动空气调节装置，其特征在于，若所述消防个人装备为消防头盔，则所述硅胶出风管的出风口位于消防头盔的两鬓位置处；若所述消防个人装备为消防服，则所述硅胶出风管的出风口位于消防服的背部及腋下处；若所述消防个人装备为消防靴，则所述硅胶出风管的出风口位于消防靴的脚趾间。
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