CN108635691A - 一种智能口罩及其控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子电路技术领域，提供了一种智能口罩及其控制电路，通过对周围预设区域内的气压进行采集，并控制智能口罩的进风量和出风量，以使智能口罩内的气压值与采集到的气压的差值处于预设范围。由此实现了智能调节进风量和出风量的效果，提升了用户体验感，解决了现有的口罩控制技术存在着需要人工通过按键开关的方式进行调节进风量和出风量，无法实现自动调节进出风量导致用户体验感不佳的问题。
Description
技术领域
本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种智能口罩及其控制电路。
背景技术
呼吸防护用品特别是口罩，对防止粉尘颗粒污染物进入人体、减少对涉尘人员健康的损害和预防疾病的传播具有非常重要的作用。随着科技的发展，工业生产所造成的污染越来越严重，空气中的PM2.5(Fine Part iculate Matter，细颗粒物)等污染物的浓度逐年升高，用户患各种呼吸道疾病的频率持续上升。口罩因对进入肺部的空气起到一定的过滤作用，可有效地防止有毒气体、粉尘等空气污染物吸入肺部，成为了保护用户健康的重要屏障。然而，现有的口罩需要人工通过按键开关的方式进行调节进风量和出风量，无法实现自动调节进出风量，以起到动态平衡的效果。
因此，现有的口罩控制技术存在着需要人工通过按键开关的方式进行调节进风量和出风量，无法实现自动调节进出风量导致用户体验感不佳的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能口罩及其控制电路，旨在解决现有的口罩控制技术存在着需要人工通过按键开关的方式进行调节进风量和出风量，无法实现自动调节进出风量导致用户体验感不佳的问题。
本发明第一方面提供了一种用于智能口罩的控制电路，所述控制电路包括：
用于对周围预设区域内的气压进行采集的环境气压采集模块；
用于对所述智能口罩执行进风和出风的风量执行控制模块；以及
与所述环境气压采集模块以及所述风量执行控制模块相连接，用于根据采集到的所述气压，控制所述风量执行控制模块调节进风量和出风量，以使所述智能口罩内的气压值与采集到的所述气压的差值处于预设范围的主控模块。
本发明第二方面提供了一种智能口罩，包括开关机按键，所述智能口罩还包括如上述所述的控制电路。
本发明提供的一种智能口罩及其控制电路，通过对周围预设区域内的气压进行采集，并控制智能口罩的进风量和出风量，以使智能口罩内的气压值与采集到的气压的差值处于预设范围。由此实现了智能调节进风量和出风量的效果，提升了用户体验感，解决了现有的口罩控制技术存在着需要人工通过按键开关的方式进行调节进风量和出风量，无法实现自动调节进出风量导致用户体验感不佳的问题。
附图说明
图1是本发明提供的一种用于智能口罩的控制电路的模块结构示意图。
图2是本发明提供的一种用于智能口罩的控制电路的模块结构示意图。
图3是本发明提供的一种用于智能口罩的控制电路中环境气压采集模块的示例电路图。
图4是本发明提供的一种用于智能口罩的控制电路中主控模块的示例电路图。
图5是本发明提供的一种用于智能口罩的控制电路中进风执行单元的示例电路图。
图6是本发明提供的一种用于智能口罩的控制电路中出风执行单元的示例电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
上述的一种智能口罩及其控制电路，通过对周围预设区域内的气压进行采集，并控制智能口罩的进风量和出风量，以使智能口罩内的气压值与采集到的气压的差值处于预设范围。由此实现了智能调节进风量和出风量的效果，提升了用户体验感。
图1和图2都示出了本发明提供的一种用于智能口罩的控制电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
上述一种用于智能口罩的控制电路，该控制电路包括环境气压采集模块101、风量执行控制模块103以及主控模块102。
环境气压采集模块101用于对周围预设区域内的气压进行采集。
风量执行控制模块103用于对所述智能口罩执行进风和出风。
主控模块102与环境气压采集模块101以及风量执行控制模块103相连接，用于根据采集到的所述气压，控制所述风量执行控制模块103调节进风量和出风量，以使所述智能口罩内的气压值与采集到的所述气压的差值处于预设范围。
具体地，通过调节进风量和出风量，使得智能口罩内的气压值与采集到的气压的差值处于预设范围，则用户佩戴智能口罩时可根据用户实际口罩内部环境进行动态平衡调节。当用户使用的智能口罩内部环境，低于外部所处环境大气压时，由于智能口罩内的气压较低造成口罩内平均氧气量不足，造成吸气困难，因此需要通过加大进气风扇来对智能口罩内部的气压进行调节至接近环境气压。当智能口罩内的气压高于外界环境平均大气压时，用户佩戴智能口罩时会感觉呼气受阻，因此需要通过加大风扇排气量，以实现对智能口罩内部气压的调节。
作为本发明一实施例，上述控制电路还包括：
与所述主控模块102相连接，用于对所述智能口罩进行供电的电源管理模块104。
作为本发明一实施例，上述控制电路还包括：
与所述主控模块102相连接，用于对所述智能口罩的状态进行指示的状态指示模块105。
具体地，当用户对智能口罩(产品)执行正确开机操作后，在产品电量充足的情况下，开机后表示为蓝色灯常亮状态。
当用户对产品执行正确开机操作后，在产品电量不足时，开机后表示为红色灯常亮状态，提醒用户进行充电操作。
产品提供滤芯使用时间跟踪功能，当产品滤芯使用寿命超过正上使用时间范围(30小时)时，开机后显示为绿灯常亮状态，提醒用户进行更换滤芯操作。
当用户对产品执行正确的关机操作后，且用户没有对产品进行充电时，产品指示灯表示为熄灭状态。
当用户对产品执行正确的关机操作后，且用户通过产品内置的micro USB接口连接5V电源适配器对设备进行充电操作时，产品指示灯状态为红色灯闪烁，表示当前系统正在进行充电。
当产品完成对内置电池的充电后，将从正在充电的红色灯闪烁状态，切换为正常关机时的状态，即产品指示灯切换为熄灭状态。此时对口罩进行开机操作，口罩运行显示为电量充足(蓝灯常亮)。
当然，当滤芯超时，同时电量低的情况下，开机系统显示为红灯常亮；当电量充满后，开机显示滤芯使用时间超时状态即绿灯亮。
作为本发明一实施例，上述风量执行控制模块103包括：
与所述主控模块102相连接，用于对所述智能口罩执行进风的进风执行单元1031；和
与所述主控模块102相连接，用于对所述智能口罩执行出风的出风执行单元1032。
图3示出了本发明提供的一种用于智能口罩的控制电路中环境气压采集模块示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
作为本发明一实施例，上述环境气压采集模块101包括压力传感芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1以及第二电容C2。
所述压力传感芯片U1的电源端VDD与所述第一电阻R1的第一端、所述第二电阻R2的第一端、所述第一电容C1的第一端以及所述第二电容C2的第一端共接并接入参考电压，所述压力传感芯片U1的时钟信号端SCL与所述第一电阻R1的第二端共接，所述压力传感芯片U1的数据发送/接收端SDA与所述第二电阻R2的第二端共接，所述第一电容C1的第二端与所述第二电容C2的第二端接地。
图4示出了本发明提供的一种用于智能口罩的控制电路中主控模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
作为本发明一实施例，上述主控模块102包括主控芯片U2、第三电容C3以及第四电容C4。
所述主控芯片U2的电源端VDD与所述第三电容C3的第一端以及所述第四电容C4的第一端共接，所述第三电容C3的第二端与所述第四电容C4的第二端接地，所述主控芯片U2的输入端接所述环境气压采集模块101，所述主控芯片U2的输出端接所述风量执行控制模块103。
图5示出了本发明提供的一种用于智能口罩的控制电路中进风执行单元的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
作为本发明一实施例，上述进风执行单元1031包括第一无感驱动芯片U3、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第五电容C5以及第六电容C6。
所述第一无感驱动芯片U3的输入端PWM与所述第三电阻R3的第一端以及所述第四电阻R4的第一端共接，所述第三电阻R3的第二端接所述主控模块102，所述第一无感驱动芯片U3的缓冲端OSC接所述第五电容C5的第一端，所述第四电阻R4的第二端与所述第五电容C5的第二端接地，所述第一无感驱动芯片U3的电源端VCC与所述第五电阻R5的第一端以及所述第六电容C6的第一端共接，所述第六电容C6的第二端接地，所述第一无感驱动芯片U3的接收端FR接所述第五电阻R5的第二端，所述第一无感驱动芯片U3的输出端FG接所述第六电阻R6。
图6示出了本发明提供的一种用于智能口罩的控制电路中出风执行单元的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
作为本发明一实施例，上述出风执行单元1032包括第二无感驱动芯片U4、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第七电容C7以及第八电容C8。
所述第二无感驱动芯片U4的输入端PWM与所述第七电阻R7的第一端以及所述第八电阻R8的第一端共接，所述第七电阻R7的第二端接所述主控模块102，所述第二无感驱动芯片U4的缓冲端OSC接所述第七电容C7的第一端，所述第八电阻R8的第二端与所述第七电容C7的第二端接地，所述第二无感驱动芯片U4的电源端VCC与所述第九电阻R9的第一端以及所述第八电容C8的第一端共接，所述第十电容C10的第二端接地，所述第二无感驱动芯片U4的接收端FR接所述第九电阻R9的第二端，所述第二无感驱动芯片U4的输出端FG接所述第十电阻R10。
本发明还提供了一种智能口罩，包括开关机按键，该智能口罩还包括上述所述的控制电路。该智能口罩还具备低电量自动监测和关机自动进入超低功耗的特性。
在智能口罩处于关机状态时，用户通过长按开关机按键大于3S后抬起，智能口罩进入开机状态。
在智能口罩处于开机状态时，用户通过长按开关机按键大于3S后抬起，智能口罩进入关机状态。
当用户执行开机操作后，发现LED红色灯常亮风扇不转，表明系统处于低电量的状态需要用户对智能口罩执行关机，可通过micro USB端口进行充电。
用户滤芯更换成功后，在关机状态下，用户通过长按开关机按键，直至绿灯闪烁。可实现对滤芯使用时间进行清零。滤芯闪烁状态即提醒用户正在进行滤芯记录的清除操作，绿灯熄灭表示时间记录清零成功。
再者，当用户在对智能口罩进行关机操作一分钟后，智能口罩将自动启动深度睡眠功能，以实现低功耗运行。在处于低功耗的情况下，系统功耗不高于1.5ma。在深度睡眠期间，智能口罩能够实现自动中断唤醒，用户不会因为系统自动睡眠导致使用功能异常。
同时，系统具有窗口看门狗功能，当用户佩戴智能口罩，接近具有强烈电磁干扰或其他可能导致口罩系统异常的情况的场景下，系统能够通过窗口看门狗实现自动复位。
综上，本发明实施例提供的一种智能口罩及其控制电路，通过对周围预设区域内的气压进行采集，并控制智能口罩的进风量和出风量，以使智能口罩内的气压值与采集到的气压的差值处于预设范围。由此实现了智能调节进风量和出风量的效果，提升了用户体验感，解决了现有的口罩控制技术存在着需要人工通过按键开关的方式进行调节进风量和出风量，无法实现自动调节进出风量导致用户体验感不佳的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于智能口罩的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：
用于对周围预设区域内的气压进行采集的环境气压采集模块；
用于对所述智能口罩执行进风和出风的风量执行控制模块；以及
与所述环境气压采集模块以及所述风量执行控制模块相连接，用于根据采集到的所述气压，控制所述风量执行控制模块调节进风量和出风量，以使所述智能口罩内的气压值与采集到的所述气压的差值处于预设范围的主控模块。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：
与所述主控模块相连接，用于对所述智能口罩进行供电的电源管理模块。
3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：
与所述主控模块相连接，用于对所述智能口罩的状态进行指示的状态指示模块。
4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述风量执行控制模块包括：
与所述主控模块相连接，用于对所述智能口罩执行进风的进风执行单元；和
与所述主控模块相连接，用于对所述智能口罩执行出风的出风执行单元。
5.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述环境气压采集模块包括：
压力传感芯片、第一电阻、第二电阻、第一电容以及第二电容；
所述压力传感芯片的电源端与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端、所述第一电容的第一端以及所述第二电容的第一端共接并接入参考电压，所述压力传感芯片的时钟信号端与所述第一电阻的第二端共接，所述压力传感芯片的数据发送/接收端与所述第二电阻的第二端共接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第二端接地。
6.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述主控模块包括：
主控芯片、第三电容以及第四电容；
所述主控芯片的电源端与所述第三电容的第一端以及所述第四电容的第一端共接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第二端接地，所述主控芯片的输入端接所述环境气压采集模块，所述主控芯片的输出端接所述风量执行控制模块。
7.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述进风执行单元包括：
第一无感驱动芯片、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第五电容以及第六电容；
所述第一无感驱动芯片的输入端与所述第三电阻的第一端以及所述第四电阻的第一端共接，所述第三电阻的第二端接所述主控模块，所述第一无感驱动芯片的缓冲端接所述第五电容的第一端，所述第四电阻的第二端与所述第五电容的第二端接地，所述第一无感驱动芯片的电源端与所述第五电阻的第一端以及所述第六电容的第一端共接，所述第六电容的第二端接地，所述第一无感驱动芯片的接收端接所述第五电阻的第二端，所述第一无感驱动芯片的输出端接所述第六电阻。
8.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述出风执行单元包括：
第二无感驱动芯片、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第七电容以及第八电容；
所述第二无感驱动芯片的输入端与所述第七电阻的第一端以及所述第八电阻的第一端共接，所述第七电阻的第二端接所述主控模块，所述第二无感驱动芯片的缓冲端接所述第七电容的第一端，所述第八电阻的第二端与所述第七电容的第二端接地，所述第二无感驱动芯片的电源端与所述第九电阻的第一端以及所述第八电容的第一端共接，所述第十电容的第二端接地，所述第二无感驱动芯片的接收端接所述第九电阻的第二端，所述第二无感驱动芯片的输出端接所述第十电阻。
9.一种智能口罩，包括开关机按键，其特征在于，所述智能口罩还包括如上述权利要求1-8任一项的控制电路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181012 |