CN106175042B - 基于校园环境实时监测的学生用背包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于校园环境实时监测的学生用背包，其包括有采用内空结构的背包包体；所述背包包体之上设置有环境监测模块以及人体监测模块；所述环境监测模块包括有监测端体，监测端体内部设置有彼此电性连接的电化学传感器与环境信号处理器；所述人体监测模块包括有彼此电性连接的温度传感器以及人体信号处理器；上述环境监测模块以及人体监测模块的相互配合，致使其同时从校园中可能存在的环境污染源，以及环境污染对于学生健康造成的侵害进行监测处理，以使得学生以及监护人可对于校园环境状况进行实时监测与掌控。

Description

基于校园环境实时监测的学生用背包

技术领域

本发明涉及环境监测领域，尤其是一种基于校园环境实时监测的学生用背包。

背景技术

随着社会事件的曝光，校园环境安全日益得以人们重视。校园建造过程中建筑材料内可能存在的有害物质对于学生于校园内的健康安全造成极大隐患，如建筑材料中使用较为广泛的醛类、苯类等物质，受其挥发性影响，上述物质极易在学生校园生活过程中随呼吸行为对于人体造成伤害。然而，针对上述情况，监护人往往仅能在学生受校园环境影响后获知相关情况，其难以在校园污染产生的前期进行控制；现有的空气检测服务受时间以及成本的影响，亦难以对于校园环境实现实时监测处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种学生用背包，其可在学生于校园的日常活动中实现对于校园环境的实时监测，以使得监护人可对于校园环境以及学生健康可能存在的安全隐患得以控制。

为解决上述技术问题，本发明涉及一种基于校园环境实时监测的学生用背包，其包括有采用内空结构的背包包体；所述背包包体之上设置有环境监测模块以及人体监测模块；所述环境监测模块包括有监测端体，其采用中空结构，监测端体内部设置有彼此电性连接的电化学传感器与环境信号处理器，监测端体之中设置有监测管道，其经由监测端体外侧延伸至电化学传感器对应位置，所述人体监测模块包括有彼此电性连接的温度传感器以及人体信号处理器；所述背包包体包括有彼此相对的第一端面与第二端面，其中，背包包体的第二端面之上设置有两条用于使用者穿戴的背带，所述环境监测模块设置于背包包体的第一端面之上，所述人体监测模块设置于背包包体的第二端面之上。

作为本发明的一种改进，所述背包包体的第一端面之上设置有位于背包包体外部的监测夹套，所述监测端体设置于监测夹套内部，监测夹套包括有贴合于背包包体第一端面的支撑部分，以及经由支撑部分的边部朝向背包包体外侧延伸的包覆部分，所述监测端体固定于监测夹套的支撑部分进行延伸，监测端体之中的监测管道经由监测夹套的包覆部分导通至监测夹套外部。采用上述技术方案，其可使得监测端体独立于背包包体进行设置，以在避免背包包体内部放置物件触碰环境监测模块致使其稳定性受到影响，甚至发生损坏的同时，通过监测端体的设置位置以避免其对于背包包体的容积造成影响，以使得本申请中的基于校园环境实时监测的学生用背包在实现校园环境监测的同时，使得背包包体可保持正常的功能性。

作为本发明的一种改进，所述监测夹套内部设置有至少两个微型风机，其分别固定于监测夹套的包覆部分之上，包覆部分的端面之中，每一个微型风机的对应位置均设置有连通至监测夹套外部的进气口；所述监测端体之上的监测管道与多个微型风机分别进行连接。采用上述技术方案，其可通过微型风机以及进气口的设置，使得背包包体外部的空气可在微型风机的作用下进入监测端体的监测管道之中，以实现电化学传感器对于空气组分的监测；上述技术特征致使本申请中的环境监测模块在监测过程中不受空气流动状况的影响，其在任意天气环境下均可使得使用者所处环境的空气进入监测端体内，从而使得环境监测模块的监测效率以及监测精度得以显著改善。

作为本发明的一种改进，所述监测端体之中设置有经由电化学传感器对应位置延伸至监测端体外部的排气管道，排气管道经由监测夹套的支撑部分延伸至背包包体内部。采用上述技术方案，其可在监测端体内部气压过大时，通过排气管道实现对于监测端体内部气体的排出，以避免监测端体内部持续性的高气压致使电化学传感器以及环境信号处理器受到损坏。

作为本发明的一种改进，所述背包包体的第一端面之中，监测夹套的支撑部分对应位置设置有在监测夹套的径向上采用波纹结构延伸的收纳层体，收纳层体沿监测夹套的支撑部分的边部进行延伸，收纳层体采用中空结构，其内部填充有惰性气体；所述背包包体的第一端面之上设置有固定绑带，其在监测夹套的支撑部分的直径方向上进行延伸，固定绑带的一端固定于背包包体的第一端面之上，其另一端通过尼龙搭扣连接于背包包体的第一端面之上。

采用上述技术方案，其可使得监测夹套连通监测端体可在收纳层体呈波纹延伸状态设置于背包包体外部，以进行环境监测处理；而在使用者放置背包包体时，其可通过对于收纳层体进行形变处理，使得收纳层体在展开状态下朝向背包包体内部延伸，从而使得设置在收纳层体内径位置的监测夹套连通监测端体随其一同进入背包包体内部，进而在改善背包包体的外部空间的同时，亦可对于监测端体进行保护，以避免其在非携带状态下与相关物品碰撞进而导致损坏。在上述基础之上，背包包体之上设置有的固定绑带可在监测夹套连通监测端体处于收纳状态下，通过其在监测夹套径向上的延伸以对于监测夹套形成固定处理，以避免收纳层体以及监测夹套在弹性作用下归位。此外，收纳层体所采用的内部气体填充结构致使其在可进行多个状态的形变的同时，使其自身保持良好的弹性以及稳定性，致使监测夹套连通监测端体在任意位置的安装稳定性得以进一步的改善。

作为本发明的一种改进，所述人体监测模块之中设置有两个温度传感器，其分别设置于背包包体第二端面的两条背带之上，每一个温度传感器均设置于背带的内侧端面。采用上述技术方案，其可通过温度传感器的位置设置确保其贴合于使用者的身体，以使得人体监测模块的监测精度得以改善。

作为本发明的一种改进，所述基于校园环境实时监测的学生用背包包括有设置在背包包体外部的信号收集模块，其与环境信号处理器以及人体信号处理器之间通过无线通信协议进行数据传输。

作为本发明的一种改进，所述基于校园环境实时监测的学生用背包进行校园环境实时监测的方法为：

1)设定环境监测模块以及人体监测模块的监测时间，使其在每一个自然日的固定时间分别对于使用者所处环境的空气组分以及人体体温相关信息进行监测，并将监测所得信息实时传输至信号收集模块；

2)当环境监测模块监测至使用者所处环境的空气组分出现异常时，调整环境监测模块以及人体监测模块进行实时监测处理，并通过信号收集模块产生警示信号；

3)当环境监测模块监测至使用者所处环境的空气组分正常，且人体监测模块监测至使用者人体体温出现异常时，调整人体监测模块以1次/10分钟的频率进行监测，当监测次数达到10次时人体监测模块依旧监测至使用者人体体温存在异常，通过信号收集模块产生警示信号。

采用上述技术方案，其可通过正常状态下对于校园环境以及人体温度的定期监测，以在相关信息得以监测的同时，使得设备能耗得以控制；而在环境监测模块监测异常状态时，上述环境监测模块以及人体监测模块可通过实时监测以确定使用者所处校园环境以及使用者本人的健康状态是否出现异常，进而及时对其进行处理。而在仅有人体监测模块监测异常时，上述技术特征通过提高人体监测模块的监测频率，以对使用者一定时间内的体温状态进行监测处理；如若使用者的体表温度在一定时间后恢复正常，则可判定使用者体温的异常与其健康状态无关，反之则可及时提醒监护人相关信息。上述基于校园环境实时监测的学生用背包的监测方式使其确保监测精度的同时，有效避免了不必要的能耗以及可能存在误导数据。

采用上述技术方案的基于校园环境实时监测的学生用背包，其可在满足学生日常校园生活中对于书本或文具的放置需求的同时，通过背包包体之上的环境监测模块以及人体监测模块对于学生的校园环境以及学生的体温状况进行实时监测。环境监测模块可通过电化学传感器对于校园环境中的空气组分进行取样与检测，以实现对校园建筑材料中可能存在的醛类、苯类等对于人体健康有害的物质进行监测处理；与此同时，人体监测模块则可对于学生的体温进行实时测量与监测，以及时发现学生由于校园环境而可能引发的体温异常。

上述环境监测模块以及人体监测模块的相互配合，致使其同时从校园中可能存在的环境污染源，以及环境污染对于学生健康造成的侵害进行监测处理，以使得学生以及监护人可对于校园环境状况进行实时监测与掌控，以在上述校园环境内污染产生的前期及可得以获知以进行防范处理，进而使得学生在校园内的环境安全得以保证。此外，学生在使用上述基于校园环境实时监测的学生用背包时，其无需使用者进行实际的监测操作处理，致使其监测效率以及精度得以显著改善，并可减少使用者在使用过程中的学习成本。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为本发明实施例3中监测夹套位于背包包体外部示意图；

图3为本发明实施例3中监测夹套位于背包包体内部示意图；

附图标记列表：

1—背包包体、101—第一端面、102—第二端面、103—背带、2—监测端体、3—电化学传感器、4—环境信号处理器、5—监测管道、6—温度传感器、7—人体信号处理器、8—监测夹套、801—支撑部分、802—包覆部分、9—微型风机、10—进气口、11—排气管道、12—收纳层体、13—固定绑带。

具体实施方式

下面结合具体实施方式与附图，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1

如图1所示的一种基于校园环境实时监测的学生用背包，其包括有采用内空结构的背包包体1；所述背包包体1之上设置有环境监测模块以及人体监测模块；所述环境监测模块包括有监测端体2，其采用中空结构，监测端体2内部设置有彼此电性连接的电化学传感器3与环境信号处理器4，监测端体2之中设置有监测管道5，其经由监测端体2外侧延伸至电化学传感器3对应位置，所述人体监测模块包括有彼此电性连接的温度传感器6以及人体信号处理器7；所述背包包体1包括有彼此相对的第一端面101与第二端面102，其中，背包包体1的第二端面102之上设置有两条用于使用者穿戴的背带103，所述环境监测模块设置于背包包体1的第一端面101之上，所述人体监测模块设置于背包包体1的第二端面102之上。

作为本发明的一种改进，所述背包包体1的第一端面101之上设置有位于背包包体1外部的监测夹套8，所述监测端体2设置于监测夹套8内部，监测夹套8包括有贴合于背包包体第一端面101的支撑部分801，以及经由支撑部分801的边部朝向背包包体1外侧延伸的包覆部分802，所述监测端体2固定于监测夹套的支撑部分801进行延伸，监测端体2之中的监测管道5经由监测夹套的包覆部分802导通至监测夹套8外部。采用上述技术方案，其可使得监测端体独立于背包包体进行设置，以在避免背包包体内部放置物件触碰环境监测模块致使其稳定性受到影响，甚至发生损坏的同时，通过监测端体的设置位置以避免其对于背包包体的容积造成影响，以使得本申请中的基于校园环境实时监测的学生用背包在实现校园环境监测的同时，使得背包包体可保持正常的功能性。

作为本发明的一种改进，所述监测夹套8内部设置有至少两个微型风机9，其分别固定于监测夹套的包覆部分802之上，包覆部分802的端面之中，每一个微型风机9的对应位置均设置有连通至监测夹套8外部的进气口10；所述监测端体2之上的监测管道5与多个微型风机9分别进行连接。采用上述技术方案，其可通过微型风机以及进气口的设置，使得背包包体外部的空气可在微型风机的作用下进入监测端体的监测管道之中，以实现电化学传感器对于空气组分的监测；上述技术特征致使本申请中的环境监测模块在监测过程中不受空气流动状况的影响，其在任意天气环境下均可使得使用者所处环境的空气进入监测端体内，从而使得环境监测模块的监测效率以及监测精度得以显著改善。

采用上述技术方案的基于校园环境实时监测的学生用背包，其可在满足学生日常校园生活中对于书本或文具的放置需求的同时，通过背包包体之上的环境监测模块以及人体监测模块对于学生的校园环境以及学生的体温状况进行实时监测。环境监测模块可通过电化学传感器对于校园环境中的空气组分进行取样与检测，以实现对校园建筑材料中可能存在的醛类、苯类等对于人体健康有害的物质进行监测处理；与此同时，人体监测模块则可对于学生的体温进行实时测量与监测，以及时发现学生由于校园环境而可能引发的体温异常。

上述环境监测模块以及人体监测模块的相互配合，致使其同时从校园中可能存在的环境污染源，以及环境污染对于学生健康造成的侵害进行监测处理，以使得学生以及监护人可对于校园环境状况进行实时监测与掌控，以在上述校园环境内污染产生的前期及可得以获知以进行防范处理，进而使得学生在校园内的环境安全得以保证。此外，学生在使用上述基于校园环境实时监测的学生用背包时，其无需使用者进行实际的监测操作处理，致使其监测效率以及精度得以显著改善，并可减少使用者在使用过程中的学习成本。

实施例2

作为本发明的一种改进，所述监测端体2之中设置有经由电化学传感器3对应位置延伸至监测端体2外部的排气管道11，排气管道11经由监测夹套8的支撑部分801延伸至背包包体1内部。采用上述技术方案，其可在监测端体内部气压过大时，通过排气管道实现对于监测端体内部气体的排出，以避免监测端体内部持续性的高气压致使电化学传感器以及环境信号处理器受到损坏。

本实施例其余特征与优点均与实施例1相同。

实施例3

作为本发明的一种改进，如图2与图3所示，所述背包包体的第一端面101之中，监测夹套的支撑部分801对应位置设置有在监测夹套8的径向上采用波纹结构延伸的收纳层体12，收纳层体12沿监测夹套的支撑部分801的边部进行延伸，收纳层体12采用中空结构，其内部填充有惰性气体；所述背包包体的第一端面101之上设置有固定绑带13，其在监测夹套的支撑部分801的直径方向上进行延伸，固定绑带13的一端固定于背包包体的第一端面101之上，其另一端通过尼龙搭扣连接于背包包体的第一端面101之上。

采用上述技术方案，其可使得监测夹套连通监测端体可在收纳层体呈波纹延伸状态设置于背包包体外部，以进行环境监测处理；而在使用者放置背包包体时，其可通过对于收纳层体进行形变处理，使得收纳层体在展开状态下朝向背包包体内部延伸，从而使得设置在收纳层体内径位置的监测夹套连通监测端体随其一同进入背包包体内部，进而在改善背包包体的外部空间的同时，亦可对于监测端体进行保护，以避免其在非携带状态下与相关物品碰撞进而导致损坏。在上述基础之上，背包包体之上设置有的固定绑带可在监测夹套连通监测端体处于收纳状态下，通过其在监测夹套径向上的延伸以对于监测夹套形成固定处理，以避免收纳层体以及监测夹套在弹性作用下归位。此外，收纳层体所采用的内部气体填充结构致使其在可进行多个状态的形变的同时，使其自身保持良好的弹性以及稳定性，致使监测夹套连通监测端体在任意位置的安装稳定性得以进一步的改善。

本实施例其余特征与优点均与实施例2相同。

实施例4

作为本发明的一种改进，所述人体监测模块之中设置有两个温度传感器6，其分别设置于背包包体第二端面102的两条背带103之上，每一个温度传感器6均设置于背带103的内侧端面。采用上述技术方案，其可通过温度传感器的位置设置确保其贴合于使用者的身体，以使得人体监测模块的监测精度得以改善。

本实施例其余特征与优点均与实施例3相同。

实施例5

作为本发明的一种改进，所述基于校园环境实时监测的学生用背包包括有设置在背包包体外部的信号收集模块，其与环境信号处理器以及人体信号处理器之间通过无线通信协议进行数据传输。

作为本发明的一种改进，所述基于校园环境实时监测的学生用背包进行校园环境实时监测的方法为：

1)设定环境监测模块以及人体监测模块的监测时间，使其在每一个自然日的固定时间分别对于使用者所处环境的空气组分以及人体体温相关信息进行监测，并将监测所得信息实时传输至信号收集模块；

2)当环境监测模块监测至使用者所处环境的空气组分出现异常时，调整环境监测模块以及人体监测模块进行实时监测处理，并通过信号收集模块产生警示信号；

3)当环境监测模块监测至使用者所处环境的空气组分正常，且人体监测模块监测至使用者人体体温出现异常时，调整人体监测模块以1次/10分钟的频率进行监测，当监测次数达到10次时人体监测模块依旧监测至使用者人体体温存在异常，通过信号收集模块产生警示信号。

采用上述技术方案，其可通过正常状态下对于校园环境以及人体温度的定期监测，以在相关信息得以监测的同时，使得设备能耗得以控制；而在环境监测模块监测异常状态时，上述环境监测模块以及人体监测模块可通过实时监测以确定使用者所处校园环境以及使用者本人的健康状态是否出现异常，进而及时对其进行处理。而在仅有人体监测模块监测异常时，上述技术特征通过提高人体监测模块的监测频率，以对使用者一定时间内的体温状态进行监测处理；如若使用者的体表温度在一定时间后恢复正常，则可判定使用者体温的异常与其健康状态无关，反之则可及时提醒监护人相关信息。上述基于校园环境实时监测的学生用背包的监测方式使其确保监测精度的同时，有效避免了不必要的能耗以及可能存在误导数据。

本实施例其余特征与优点均与实施例4相同。

Claims (4)

1.一种基于校园环境实时监测的学生用背包，其包括有采用内空结构的背包包体；其特征在于，所述背包包体之上设置有环境监测模块以及人体监测模块；所述环境监测模块包括有监测端体，其采用中空结构，监测端体内部设置有彼此电性连接的电化学传感器与环境信号处理器，监测端体之中设置有监测管道，其经由监测端体外侧延伸至电化学传感器对应位置，所述人体监测模块包括有彼此电性连接的温度传感器以及人体信号处理器；所述背包包体包括有彼此相对的第一端面与第二端面，其中，背包包体的第二端面之上设置有两条用于使用者穿戴的背带，所述环境监测模块设置于背包包体的第一端面之上，所述人体监测模块设置于背包包体的第二端面之上；

所述背包包体的第一端面之上设置有位于背包包体外部的监测夹套，所述监测端体设置于监测夹套内部，监测夹套包括有贴合于背包包体第一端面的支撑部分，以及经由支撑部分的边部朝向背包包体外侧延伸的包覆部分，所述监测端体固定于监测夹套的支撑部分进行延伸，监测端体之中的监测管道经由监测夹套的包覆部分导通至监测夹套外部；所述监测夹套内部设置有至少两个微型风机，其分别固定于监测夹套的包覆部分之上，包覆部分的端面之中，每一个微型风机的对应位置均设置有连通至监测夹套外部的进气口；所述监测端体之上的监测管道与多个微型风机分别进行连接；

所述监测端体之中设置有经由电化学传感器对应位置延伸至监测端体外部的排气管道，排气管道经由监测夹套的支撑部分延伸至背包包体内部；所述背包包体的第一端面之中，监测夹套的支撑部分对应位置设置有在监测夹套的径向上采用波纹结构延伸的收纳层体，收纳层体沿监测夹套的支撑部分的边部进行延伸，收纳层体采用中空结构，其内部填充有惰性气体；所述背包包体的第一端面之上设置有固定绑带，其在监测夹套的支撑部分的直径方向上进行延伸，固定绑带的一端固定于背包包体的第一端面之上，其另一端通过尼龙搭扣连接于背包包体的第一端面之上。

2.按照权利要求1所述的基于校园环境实时监测的学生用背包，其特征在于，所述人体监测模块之中设置有两个温度传感器，其分别设置于背包包体第二端面的两条背带之上，每一个温度传感器均设置于背带的内侧端面。

3.按照权利要求2所述的基于校园环境实时监测的学生用背包，其特征在于，所述基于校园环境实时监测的学生用背包包括有设置在背包包体外部的信号收集模块，其与环境信号处理器以及人体信号处理器之间通过无线通信协议进行数据传输。

4.按照权利要求3所述的基于校园环境实时监测的学生用背包，其特征在于，所述基于校园环境实时监测的学生用背包进行校园环境实时监测的方法为：

1）设定环境监测模块以及人体监测模块的监测时间，使其在每一个自然日的固定时间分别对于使用者所处环境的空气组分以及人体体温相关信息进行监测，并将监测所得信息实时传输至信号收集模块；

2）当环境监测模块监测至使用者所处环境的空气组分出现异常时，调整环境监测模块以及人体监测模块进行实时监测处理，并通过信号收集模块产生警示信号；

3）当环境监测模块监测至使用者所处环境的空气组分正常，且人体监测模块监测至使用者人体体温出现异常时，调整人体监测模块以1次/10分钟的频率进行监测，当监测次数达到10次时人体监测模块依旧监测至使用者人体体温存在异常，通过信号收集模块产生警示信号。