CN108559702A - 一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法及其系统 - Google Patents

一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法及其系统，该方法包括：确定空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数；实时获取被监测空间的空气悬浮粒子值；将被监测空间的空气悬浮粒子值或菌落数与相对应的预设阈值进行比较；根据比较结果生成指令信息，并发送该指令信息至相对应的除菌装置。本发明利用实时采集和检测空气悬浮粒子，通过空气悬浮粒子与空气菌落数成正比的关系，实时监测统计空气细菌浓度，根据细菌浓度采用控制策略，减少医院空气细菌浓度，降低就诊患者交叉感染的问题，同时可以节约能源。

Description

一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法及其系统
技术领域
本发明涉及环境控制技术领域，更具体地说，涉及一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法及其系统。
背景技术
医院是一个空气质量环境非常复杂的场所，特别是呼吸道感染患者，通过呼吸、咳嗽或者吐沫，非常容易将患者的致病细菌通过空气传播到医院环境当中。到医院就诊的患者，一般都是已经患病的，身体抵抗力较差，一旦长期接触空气中的致病细菌，容易因此交叉感染，病情加重。因此，医院环境的空气质量问题一直都是让医院管理者和就诊患者都非常关心的问题。空气当中的细菌浓度是反映空气质量的一个重要指标，但是，目前市面上能检测到的空气质量多为PM2.5、二氧化碳和一氧化碳等有害物质，并不能检查空气当中细菌浓度。在医院里，检查空气当中的细菌浓度比检查空气当中的PM2.5、二氧化碳和一氧化碳更有意义。
另外，目前许多医院都安装空气灭菌器，但空气灭菌器都是通过经验在某个时间段内打开，某个时间段关闭。这种通过经验值的空气灭菌，无法实时定量检测，浪费能源，效果不佳。
目前，空气细菌浓度的检查一般以采样法较多，具体操作是将培养皿按一定的时间，放在一定的区域内，然后通过培养之后，对培养皿的菌落数进行统计，如洁净区域、30m2以下的区域，需要取相对距离较远的3个点，培养皿放置空气当中30分钟，通过培养之后，计算菌落数。采样法的操作复杂，耗时较长，而且不能反映实时和连续状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法及其系统，解决了现有技术中医院内检测细菌浓度无法实时连接检测的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法，包括：
S1、确定空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数；
S2、实时获取被监测空间的空气悬浮粒子值；
S3、将被监测空间的空气悬浮粒子值或菌落数与相对应的预设阈值进行比较；
S4、根据比较结果生成指令信息，并发送该指令信息至相对应的除菌装置。
在本发明的空气细菌浓度实时监测控制方法中，步骤S1具体包括：获取多个预设时刻的空气悬浮粒子值和菌落数；每个预设时刻获取的空气悬浮粒子值和菌落数相互对应建立起空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数。
在本发明的空气细菌浓度实时监测控制方法中，所述预设时刻的数量≥4；相邻的两个预设时刻之间的相隔时间是相同的。
在本发明的空气细菌浓度实时监测控制方法中，步骤S3具体包括：设定预设的菌落数；根据空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数将预设的菌落数转换为空气悬浮粒子值对应的预设阈值；将被监测空间的空气悬浮粒子值与转换得到的预设阈值进行比较。
在本发明的空气细菌浓度实时监测控制方法中，步骤S3具体包括：设定预设的菌落数，且该预设的菌落数作为预设阈值；根据空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数将被监测空间的空气悬浮粒子值转换为被监测空间的菌落数；将被监测空间的菌落数与作为预设阈值的预设的菌落数进行比较。
在本发明的空气细菌浓度实时监测控制方法中，步骤S4具体包括：在第一预设时间内，若被监测空间的空气悬浮粒子值或菌落数始终大于相对应的预设阈值，则生成的指令信息为启动除菌装置的指令信息；在第二预设时间内，若被监测空间的空气悬浮粒子值或菌落数始终小于相对应的预设阈值，则生成的指令信息为关闭除菌装置的指令信息。
本发明还提供一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制系统，包括终端，所述终端包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空气细菌浓度实时监测控制程序，所述空气细菌浓度实时监测控制控制程序被所述处理器执行时实现上述的空气细菌浓度实时监测控制方法的步骤。
在本发明的空气细菌浓度实时监测控制系统中，所述空气细菌浓度实时监测控制系统还包括：
激光悬浮粒子计数器，用于采集空气悬浮粒子值并发送至所述终端；
至少一个除菌装置，用于接收所述指令信息并按照所述指令信息实施。
在本发明的空气细菌浓度实时监测控制系统中，所述除菌装置是中央空调系统、空气灭菌器、空气过滤器、紫外线灭菌装置和/或空气消毒液喷洒装置。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有空气细菌浓度实时监测控制程序，所述空气细菌浓度实时监测控制程序被处理器执行时实现上述的空气细菌浓度实时监测控制方法的步骤。
实施本发明的智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法及其系统，具有以下有益效果：本发明利用实时采集和检测空气悬浮粒子，通过空气悬浮粒子与空气菌落数成正比的关系，实时监测统计空气细菌浓度，根据细菌浓度采用控制策略，减少医院空气细菌浓度，降低就诊患者交叉感染的问题，同时可以节约能源。
附图说明
图1为本发明的智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法的流程示意图；
图2为本发明的智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制系统的结构示意图；
图3为本发明的智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制系统中的终端的功能模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法及其系统作进一步说明：
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
据研究，空气悬浮粒子值与空气菌落数是成正比，空气悬浮粒子越多，空气菌落数越多。空气菌落数越多，致病细菌的数量也就越大。空气悬浮粒子与空气菌落数成正比，空气菌落数与空气细菌浓度成正比，所以，空气悬浮粒子与空气细菌浓度也是成正比。空气中悬浮粒子在激光束的照射下产生衍射现象，衍射光的强度与悬浮粒子的体积成正比。
本发明的智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法及其系统针对现有的空气质量检测装置无法测量室内空气细菌浓度的缺点，利用实时采集和检测空气悬浮粒子，通过空气悬浮粒子与空气菌落数成正比的关系，统计空气细菌浓度，进而根据细菌浓度采用控制策略，减少医院空气细菌浓度，降低就诊患者交叉感染的问题。
本发明利用激光悬浮粒子计数器，实时采集空气当中的悬浮粒子，同时采用线下的采样法，进而对实时检测的空气悬浮粒子值进行核准。核准后的空气悬浮粒子值与菌落数构成一个关系函数F(x)＝αX，F(x)是某一时刻的空气悬浮粒子值，X是同一时刻开始的一段时间内的线下采样法统计出的菌落数。根据关系函数，同一空间实时采集的空气悬浮粒子值对应于该空间内的菌落数，可以实时获取细菌浓度检测数据。
本发明的智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法及其系统能够实时监测空气细菌浓度，当细菌浓度超过一定阈值后，采用控制措施，减少空气细菌浓度，达到实时采集、统计并控制的目的，解决目前空气细菌浓度无法实时监测和自动控制难题。
图1示出了一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法，包括：
S1、确定空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数；通常医院内相似的空间使用相同的关系函数即可，不同的空间可以分别重新建立关系函数；
S2、实时获取被监测空间的空气悬浮粒子值；
S3、将被监测空间的空气悬浮粒子值或菌落数与相对应的预设阈值进行比较；
S4、根据比较结果产生指令信息，并发送该指令信息至相对应的除菌装置。
其中，步骤S1具体包括：获取多个预设时刻的空气悬浮粒子值和菌落数；每个预设时刻获取的空气悬浮粒子值和菌落数相互对应建立起空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数：F(x)＝αX；其中，F(x)是某一时刻的空气悬浮粒子值，X是同一时刻开始的一段时间内的线下采样法统计出的菌落数。预设时刻的数量≥4；相邻的两个预设时刻之间的相隔时间是相同的。
其中，在一实施例中，步骤S3具体包括：获取并设定预设的菌落数；根据空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数将预设的菌落数转换为空气悬浮粒子值对应的预设阈值；将被监测空间的空气悬浮粒子值与转换得到的预设阈值进行比较。步骤S4具体包括：在第一预设时间内，若被监测空间的空气悬浮粒子值始终大于相对应的预设阈值，则产生指令信息为启动除菌装置的指令信息；在第二预设时间内，若被监测空间的空气悬浮粒子值始终小于相对应的预设阈值，则产生指令信息为关闭除菌装置的指令信息。其中，第一预设时间和第二预设时间分别可以是15min、30min或1小时等等之内。第一预设时间和第二预设时间可以相同，也可以不同。
在另一实施例中，步骤S3具体包括：获取并设定预设的菌落数，且该预设的菌落数作为预设阈值；根据空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数将被监测空间的空气悬浮粒子值转换为被监测空间的菌落数；将被监测空间的菌落数与作为预设阈值的预设的菌落数进行比较。步骤S4具体包括：在第一预设时间内，若被监测空间的菌落数始终大于作为预设阈值的预设的菌落数，则产生指令信息为启动除菌装置的指令信息；在第二预设时间内，若被监测空间的菌落数始终小于作为预设阈值的预设的菌落数，则产生指令信息为关闭除菌装置的指令信息。其中，第一预设时间和第二预设时间可以分别是15min、30min或1小时等之内。第一预设时间和第二预设时间可以相同，也可以不同。
其中，除菌装置可以是中央空调系统、空气灭菌器、空气过滤器、紫外线灭菌装置、空气消毒液喷洒装置中的一个或是多个的组合进行使用。
图2和图3示出了一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制系统。在本实施例中，该空气细菌浓度实时监测控制系统包括终端1、激光悬浮粒子计数器2以及至少一个除菌装置3。其中，除菌装置可以是中央空调系统、空气灭菌器、空气过滤器、紫外线灭菌装置、空气消毒液喷洒装置中的一个或是多个的组合进行使用。且中央空调系统配置有新风机。
除菌装置3和激光悬浮粒子计数器2分别与终端1通信连接，通信连接可以是无线通信连接，如wifi、蓝牙等等；通信连接也可以是有线通信连接，如CAN总线、485总线等。
终端1包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的空气细菌浓度实时监测控制程序100。终端1可以是PC、移动笔记本电脑等。
其中，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是终端1的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端1的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现终端1的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能)等；存储数据区可存储所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
空气细菌浓度实时监测控制程序100可以被分割成一个或多个模块，所述一个或多个模块存储于终端1的存储器中，并由一个或多个处理器所执行，以完成本发明。例如，在图2中，空气细菌浓度实时监测控制程序100被分割成关系函数确定模块101、空气悬浮粒子值获取模块102、比较模块103、指令信息生成模块104、发送模块105。本发明所称的模块是指一种能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比计算机程序更适合于描述软件在所述终端1中的执行过程。以下将就上述各功能模块的具体功能进行详细描述。
其中，关系函数确定模块101用于确定空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数，具体用于获取多个预设时刻的空气悬浮粒子值和菌落数；每个预设时刻获取的空气悬浮粒子值和菌落数相互对应建立起空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数。
空气悬浮粒子值获取模块102用于实时获取被监测空间的空气悬浮粒子值。
比较模块103用于将被监测空间的空气悬浮粒子值或菌落数与相对应的预设阈值进行比较。在一实施例中，比较模块103具体用于获取并设定预设的菌落数；根据空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数将预设的菌落数转换为空气悬浮粒子值对应的预设阈值；将被监测空间的空气悬浮粒子值与转换得到的预设阈值进行比较。在另一实施例中，比较模块103具体用于获取并设定预设的菌落数，且该预设的菌落数作为预设阈值；根据空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数将被监测空间的空气悬浮粒子值转换为被监测空间的菌落数；将被监测空间的菌落数与作为预设阈值的预设的菌落数进行比较。
指令信息生成模块104用于根据比较结果生成指令信息。在一实施例中，指令信息生成模块104具体用于：在第一预设时间内，若被监测空间的空气悬浮粒子值始终大于相对应的预设阈值，则生成的指令信息为启动除菌装置的指令信息；在第二预设时间内，若被监测空间的空气悬浮粒子值始终小于相对应的预设阈值，则生成的指令信息为关闭除菌装置的指令信息。在另一实施例中，指令信息生成模块104具体用于：在第一预设时间内，若被监测空间的菌落数始终大于作为预设阈值的预设的菌落数，则生成的指令信息为启动除菌装置的指令信息；在第二预设时间内，若被监测空间的菌落数始终小于作为预设阈值的预设的菌落数，则生成的指令信息为关闭除菌装置的指令信息。其中，第一预设时间和第二预设时间可以分别是15min、30min或1小时等等之内。第一预设时间和第二预设时间可以相同，也可以不同。
发送模块105用于发送指令信息至相对应的除菌装置。
下面以具体实施例对本发明的智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法及其系统进行详细说明。其中，除菌装置3以使用中央空调系统31和空气灭菌器32为例。
采集包含从第一房间、第二房间、第三房间、第四房间一直到第N房间内的数据，汇总到终端，终端与中央空调系统进行连接。
激光悬浮粒子计数器实时采集房间内的悬浮粒子，安装在回风口内的空气灭菌器，当检测到空气悬浮粒子值或菌落数超过预设阈值后，启动空气灭菌器，对空气进行灭菌。终端用于收集激光悬浮粒子计数器采集的数据，与设定的预设阈值进行对比，当超过预设阈值，终端向中央空调系统发送指令，打开安装在出风口内的新风机和启动空气灭菌器。
室内空气菌落采样法：在房间地面四个角落和中间，放5个培养皿，收集空气内的菌落。在预设时刻打开培养皿15至25分钟后关上培养皿，将培养皿到恒温箱内进行培养。培养后统计菌落数，得出该时间内的空气细菌浓度。
在天花板下安装激光悬浮粒子计数器，通过激光悬浮粒子计数器在线收集房间的空气悬浮粒子值，在回风口后安装空气灭菌器。激光悬浮粒子计数器和空气灭菌器分别与终端连接，中央空调系统配置有新风机，终端与中央空调系统连接。
选取某一个时间，比如上午9点，采用采样法对房间空气细菌浓度进行检测，得出该时间段内菌落数X1。同样在上午9点，通过激光悬浮粒子计数器得到空气悬浮粒子值F(x)1。后续在上午10点、11点、12点、13点、14点、15点等，每间隔1小时，用采样法得出菌落数X2和空气悬浮粒子值F(x)2、X3和F(x)3、X4和F(x)4、X5和F(x)5等。
通过终端得出空气悬浮粒子值和菌落数关系函数F(x)＝αX。F(x)值的高低，实时反映空气细菌浓度。激光悬浮粒子计数器实时采集，终端可以得出医院空气细菌浓度实时数据，实现在线实时监测。
在终端内设定一个预设阈值，在第一预设时间内，当激光悬浮粒子计数器的实时检测值F(x)始终大于预设阈值，则由终端向中央空调系统发送指令，由中央空调系统控制新风机开启，同时终端向空气灭菌器发送指令，启动空气灭菌器。在第二预设时间内，激光悬浮粒子计数器的实时检测值F(x)都低于预设阈值，则中央控制器向终端发送指令，关闭新风机，同时终端向空气灭菌器发送指令，关闭空气灭菌器。各个房间都由终端控制。
本发明的终端与中央空调系统中的新风机和安装在回风口的空气灭菌器进行连接，当实时检测到代表细菌浓度的空气悬浮粒子值超过预设阈值，终端就控制中央空调系统的新风机，加大新风量，同时启动空气灭菌器，清除空气当中的细菌，减少院内细菌浓度。当代表细菌浓度的空气悬浮粒子值低于阈值时，可以先暂停空气灭菌器，后停止新风机，也可以同时停止空气灭菌器和新风机，节约能耗。
本发明的终端1集成的模块或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取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。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)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
基于此，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有空气细菌浓度实时监测控制程序100，所述空气细菌浓度实时监测控制程序100被处理器执行时实现上述的空气细菌浓度实时监测控制方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
应当理解的是，对本领域技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，但这些改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制方法，其特征在于，包括：
S1、确定空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数；
S2、实时获取被监测空间的空气悬浮粒子值；
S3、将被监测空间的空气悬浮粒子值或菌落数与相对应的预设阈值进行比较；
S4、根据比较结果生成指令信息，并发送该指令信息至相对应的除菌装置。
2.根据权利要求1所述的空气细菌浓度实时监测控制方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
获取多个预设时刻的空气悬浮粒子值和菌落数；
每个预设时刻获取的空气悬浮粒子值和菌落数相互对应建立起空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数。
3.根据权利要求2所述的空气细菌浓度实时监测控制方法，其特征在于，所述预设时刻的数量≥4；相邻的两个预设时刻之间的相隔时间是相同的。
4.根据权利要求1所述的空气细菌浓度实时监测控制方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
设定预设的菌落数；
根据空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数将预设的菌落数转换为空气悬浮粒子值对应的预设阈值；
将被监测空间的空气悬浮粒子值与转换得到的预设阈值进行比较。
5.根据权利要求1所述的空气细菌浓度实时监测控制方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
设定预设的菌落数，且该预设的菌落数作为预设阈值；
根据空气悬浮粒子值和菌落数之间的关系函数将被监测空间的空气悬浮粒子值转换为被监测空间的菌落数；
将被监测空间的菌落数与作为预设阈值的预设的菌落数进行比较。
6.根据权利要求1所述的空气细菌浓度实时监测控制方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
在第一预设时间内，若被监测空间的空气悬浮粒子值或菌落数始终大于相对应的预设阈值，则生成的指令信息为启动除菌装置的指令信息；
在第二预设时间内，若被监测空间的空气悬浮粒子值或菌落数始终小于相对应的预设阈值，则生成的指令信息为关闭除菌装置的指令信息。
7.一种智慧医院的空气细菌浓度实时监测控制系统，其特征在于，包括终端，所述终端包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空气细菌浓度实时监测控制程序，所述空气细菌浓度实时监测控制控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6任一项权利要求所述的空气细菌浓度实时监测控制方法的步骤。
8.根据权利要求7所述的空气细菌浓度实时监测控制系统，其特征在于，所述空气细菌浓度实时监测控制系统还包括：
激光悬浮粒子计数器，用于采集空气悬浮粒子值并发送至所述终端；
至少一个除菌装置，用于接收所述指令信息并按照所述指令信息实施。
9.根据权利要求8所述的空气细菌浓度实时监测控制系统，其特征在于，所述除菌装置是中央空调系统、空气灭菌器、空气过滤器、紫外线灭菌装置和/或空气消毒液喷洒装置。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有空气细菌浓度实时监测控制程序，所述空气细菌浓度实时监测控制程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的空气细菌浓度实时监测控制方法的步骤。
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