CN108186020A - 基于用户摄氧量的自适应送风方法及智能电动口罩 - Google Patents

基于用户摄氧量的自适应送风方法及智能电动口罩 Download PDF

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Abstract

本发明属于防护口罩技术领域，提供了一种基于用户摄氧量的自适应送风方法及智能电动口罩。该方法包括获取用户特征信息，根据用户特征信息，计算摄氧量，确定摄氧量等级，根据摄氧量等级的取值范围和用户特征信息，调节电动机控制信号的参数。本发明基于用户摄氧量的自适应送风方法及智能电动口罩，能够结合人体摄氧量，实现自动调节风速的功能，达到自适应送风效果。

Description

基于用户摄氧量的自适应送风方法及智能电动口罩
技术领域
本发明涉及防护口罩技术领域，具体涉及一种基于用户摄氧量的自适应送风方法及智能电动口罩。
背景技术
目前，随着技术增长、工业发展，空气污染越来越严重。针对PM2.5，市面出现了很多防霾口罩，以降低对人体的伤害。
虽然，大部分口罩可以过滤雾霾、灰尘或其他有毒物质，防止其进入人体肺部。但是，用户使用口罩时的呼吸体验不好，容易造成供氧不足。
尽管部分智能电动口罩具备送风功能，但是，智能电动口罩的风速不能控制，或者智能电动口罩仅能够提供几个固定档位，风速大小受到限制。
并且，人体摄氧量是随着人体活动状态随时变化的，现有的智能电动口罩无法根据人体摄氧量进行风速调节，用户呼吸体验差。
如何结合人体摄氧量，实现自动调节风速的功能，达到自适应送风效果，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于用户摄氧量的自适应送风方法及智能电动口罩，能够结合人体摄氧量，实现自动调节风速的功能，达到自适应送风效果。
第一方面，本发明提供一种基于用户摄氧量的自适应送风方法，该方法包括：获取用户特征信息；
根据所述用户特征信息，计算摄氧量，确定摄氧量等级；
根据所述摄氧量等级的取值范围和所述用户特征信息，调节电动机控制信号的参数。
进一步地，根据所述用户特征信息，计算摄氧量，确定摄氧量等级，具体包括：根据体重信息和身高信息，计算身体质量指数；
根据性别信息、年龄信息和所述身体质量指数，计算摄氧量；
根据所述摄氧量，进行等级查询，确定摄氧量等级；
所述用户特征信息包括所述体重信息、所述身高信息、所述性别信息和年龄信息。
进一步地，根据体重信息和身高信息，计算身体质量指数，具体包括：
通过如下公式计算摄氧量：BMI＝weight/height2，
其中，BMI表示身体质量指数，weight表示体重信息，height表示身高信息；
根据性别信息、年龄信息和所述身体质量指数，计算摄氧量，具体包括：通过如下公式计算摄氧量：
VO2max＝3.127+(0.980×Gender)-(0.115×Age)+(0.084×BMI)，
其中，VO2max表示摄氧量，Gender表示性别信息，Age表示年龄信息。
基于上述任意基于用户摄氧量的自适应送风方法实施例，进一步地，根据所述摄氧量等级的取值范围和所述用户特征信息，调节电动机控制信号的参数，具体包括：根据所述摄氧量等级的取值范围和性别信息，调节电动机控制信号的参数，所述用户特征信息包括所述性别信息。
基于上述任意基于用户摄氧量的自适应送风方法实施例，进一步地，根据所述摄氧量等级的取值范围和所述用户特征信息，调节电动机控制信号的参数之前，该方法还包括：
采集样本特征数据，每条样本特征数据包括体重信息、身高信息、性别信息和年龄信息；
计算每条样本特征数据的摄氧量；
根据每条样本特征数据的性别信息和摄氧量，划分摄氧量等级，确定每个摄氧量等级的取值范围。
第二方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理执行时实现上述基于用户摄氧量的自适应送风方法。
第三方面，本发明提供一种智能电动口罩，该智能电动口罩包括口罩本体，所述口罩本体的内部设有电动机、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于用户摄氧量的自适应送风方法，调节电动机控制信号的参数，控制所述电动机的运动状态。
由上述技术方案可知，本实施例提供的基于用户摄氧量的自适应送风方法、计算机可读存储介质及智能电动口罩，通过采集当前使用者的用户特征信息，并进行计算，确定当前使用者的摄氧量，实现更新电动机控制信号参数，控制电动机转动，实现风速自适应调节。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1示出了本发明所提供的一种基于用户摄氧量的自适应送风方法的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
第一方面，本发明实施例所提供的一种基于用户摄氧量的自适应送风方法，结合图1，该方法包括：
步骤S1，获取用户特征信息。其中，用户特征信息可以是体重信息、身高信息、性别信息或年龄信息。
步骤S2，根据所述用户特征信息，计算摄氧量，确定摄氧量等级。
步骤S3，根据所述摄氧量等级的取值范围和所述用户特征信息，调节电动机控制信号的参数。
由上述技术方案可知，本实施例提供的基于用户摄氧量的自适应送风方法，通过采集当前使用者的用户特征信息，并进行计算，确定当前使用者的摄氧量，实现更新电动机控制信号参数，实现风速自适应调节。
为了进一步提高本实施例基于用户摄氧量的自适应送风方法的准确性，具体地，在摄氧量计算方面，根据所述用户特征信息，计算摄氧量，确定摄氧量等级时，具体实现过程如下：
根据体重信息和身高信息，计算身体质量指数。
根据性别信息、年龄信息和所述身体质量指数，计算摄氧量。
根据所述摄氧量，进行等级查询，确定摄氧量等级。例如，计算摄氧量后，查看用户最大摄氧量的等级：
对于男性而言，当计算的最大摄氧量VO2max处于男性A级范围时，即4.12<＝VO2max<＝4.96，则判断所处的摄氧量等级为A级，表示A级男性；
当计算的最大摄氧量VO2max处于男性B级范围时，
即3.16<＝VO2max<＝4.12，则判断所处的摄氧量等级为B级，表示B级男性。
对于女性而言，当计算的最大摄氧量VO2max处于女性A级范围时，即3.18<＝VO2max<＝3.69，则判断所处的摄氧量等级为A级，表示A级女性；
当计算的最大摄氧量VO2max处于女性B级范围时，
即2.80<＝VO2max<＝3.18，则判断所处的摄氧量等级为B级，表示B级女性。
所述用户特征信息包括所述体重信息、所述身高信息、所述性别信息和年龄信息。
在此，本实施例基于用户摄氧量的自适应送风方法，能够兼顾当前使用者的多方面信息，如体重信息、身高信息、性别信息和年龄信息等，进行计算，以提高用户需氧量的准确程度，高效调节风速，提高用户体验。
并且，在计算过程中，本实施例基于用户摄氧量的自适应送风方法，所采用的计算公式，具体如下：
第一，根据体重信息和身高信息，计算身体质量指数时，通过如下公式计算摄氧量：BMI＝weight/height2，
其中，BMI表示身体质量指数，weight表示体重信息，height表示身高信息。
第二，根据性别信息、年龄信息和所述身体质量指数，计算摄氧量时，通过如下公式计算摄氧量：
VO2max＝3.127+(0.980×Gender)-(0.115×Age)+(0.084×BMI)，
其中，VO2max表示摄氧量，Gender表示性别信息，Age表示年龄信息。
在实际应用过程中，Male表示男性，此时Gender设置为1，Female表示女性，此时Gender设置为0。
在此，本实施例基于用户摄氧量的自适应送风方法，通过上述计算公式能够准确计算用户的身体质量指数和摄氧量，运算效率高，计算准确。
在参数控制方面，本实施例基于用户摄氧量的自适应送风方法，在根据所述摄氧量等级的取值范围和所述用户特征信息，调节电动机控制信号的参数时，具体实现过程如下：
根据所述摄氧量等级的取值范围和性别信息，调节电动机控制信号的参数，所述用户特征信息包括所述性别信息。
例如，各摄氧量等级的取值范围如下表所示：
男性各摄氧量等级取值范围
女性各摄氧量等级取值范围
例如，针对男性的风扇速度调节，A级男性与95th Percentile对应，在A级男性走路时：
Fan Speed：Min-0L/min(0)Default-43L/min(11)Max-75L/Min(16)
在A级男性跑步时：
Fan Speed：Min-0L/min(0)Default-75L/Min Max(16)-118L/Min(20)
B级男性与50th Percentile对应，在B级男性走路时：
Fan Speed：Min-0L/Min(0)Default-33L/min(9)Max-54L/Min(12)
在B级男性跑步时：
Fan Speed：Min-0L/min(0)Default-54L/Min(12)Max-83L/Min(17)
又例如，针对女性的风扇速度调节，A级女性与95th Percentile对应，在A级女性走路时：
Fan Speed：Min-0L/min(0)Default-29L/min(8)Max-46L/Min(11)
在A级女性跑步时：
Fan Speed：Min-0L/min(0)Default-46L/Min(11)Max-75L/Min(16)
B级女性与50th Percentile对应，在B级女性走路时：
Fan Speed：Min-0L/min(0)Default-37L/Min(10)Max-54L/Min(12)
在B级女性跑步时：
Fan Speed：Min-0L/min(0)Default-25L/min(6)Max-37L/Min(10)
其中，Fan Speed表示风扇速度，Default表示默认，Min表示最小，Max表示最大。
在此，本实施例基于用户摄氧量的自适应送风方法，既能够兼顾每个使用者的摄氧量等级取值范围，又能够结合使用者性别，进行风速调节，满足用户佩戴口罩时对于需氧量的控制，实现自适应风速调节。
在样本数据处理方面，本实施例基于用户摄氧量的自适应送风方法预先采集大量的样本数据，进行计算处理，以确定每类用户的摄氧量范围，具体实现过程如下：
在根据所述摄氧量等级的取值范围和所述用户特征信息，调节电动机控制信号的参数之前，该方法还能够采集样本特征数据，每条样本特征数据包括体重信息、身高信息、性别信息和年龄信息。
计算每条样本特征数据的摄氧量，具体数据如下表所示：
在上述表格中，Age表示年龄，Height表示身高，单位为m，Weight表示体重，单位为kg，VO2表示摄氧量，单位为ml/kg/min，Men表示男性，Women表示女性，Mean表示平均，Min表示最小，Max表示最大，Total表示合计。
根据每条样本特征数据的性别信息和摄氧量，划分摄氧量等级，确定每个摄氧量等级的取值范围。
在此，本实施例基于用户摄氧量的自适应送风方法，通过采集大量的样本数据，进行计算处理，以准确统计不同类型的用户所需的摄氧量，为明确每个摄氧量等级的取值范围，提供有效的信息支持。
第二方面，本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理执行时实现上述基于用户摄氧量的自适应送风方法。
由上述技术方案可知，本实施例提供的计算机可读存储介质，通过采集当前使用者的用户特征信息，并进行计算，确定当前使用者的摄氧量，实现更新电动机控制信号参数，实现风速自适应调节。
第三方面，本发明实施例所提供的一种智能电动口罩，该智能电动口罩包括口罩本体，所述口罩本体的内部设有电动机、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于用户摄氧量的自适应送风方法，调节电动机控制信号的参数，控制所述电动机的运动状态。
由上述技术方案可知，本实施例提供的智能电动口罩，通过采集当前使用者的用户特征信息，并进行计算，确定当前使用者的摄氧量，实现更新电动机控制信号参数，控制电动机转动，实现风速自适应调节，改善传统口罩供氧不足的问题，随时输入所需氧量。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种基于用户摄氧量的自适应送风方法，其特征在于，包括：
获取用户特征信息；
根据所述用户特征信息，计算摄氧量，确定摄氧量等级；
根据所述摄氧量等级的取值范围和所述用户特征信息，调节电动机控制信号的参数。
2.根据权利要求1所述基于用户摄氧量的自适应送风方法，其特征在于，根据所述用户特征信息，计算摄氧量，确定摄氧量等级，具体包括：
根据体重信息和身高信息，计算身体质量指数；
根据性别信息、年龄信息和所述身体质量指数，计算摄氧量；
根据所述摄氧量，进行等级查询，确定摄氧量等级；
所述用户特征信息包括所述体重信息、所述身高信息、所述性别信息和年龄信息。
3.根据权利要求2所述基于用户摄氧量的自适应送风方法，其特征在于，根据体重信息和身高信息，计算身体质量指数，具体包括：
通过如下公式计算摄氧量：BMI＝weight/height2，
其中，BMI表示身体质量指数，weight表示体重信息，height表示身高信息；
根据性别信息、年龄信息和所述身体质量指数，计算摄氧量，具体包括：通过如下公式计算摄氧量：
VO2max＝3.127+(0.980×Gender)-(0.115×Age)+(0.084×BMI)，
其中，VO2max表示摄氧量，Gender表示性别信息，Age表示年龄信息。
4.根据权利要求1所述基于用户摄氧量的自适应送风方法，其特征在于，根据所述摄氧量等级的取值范围和所述用户特征信息，调节电动机控制信号的参数，具体包括：根据所述摄氧量等级的取值范围和性别信息，调节电动机控制信号的参数，所述用户特征信息包括所述性别信息。
5.根据权利要求1所述基于用户摄氧量的自适应送风方法，其特征在于，根据所述摄氧量等级的取值范围和所述用户特征信息，调节电动机控制信号的参数之前，该方法还包括：
采集样本特征数据，每条样本特征数据包括体重信息、身高信息、性别信息和年龄信息；
计算每条样本特征数据的摄氧量；
根据每条样本特征数据的性别信息和摄氧量，划分摄氧量等级，确定每个摄氧量等级的取值范围。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理执行时实现权利要求1～5任意一项所述基于用户摄氧量的自适应送风方法。
7.一种智能电动口罩，其特征在于，包括：口罩本体，
所述口罩本体的内部设有电动机、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，
所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～5任意一项所述基于用户摄氧量的自适应送风方法，调节电动机控制信号的参数，控制所述电动机的运动状态。
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