CN111166337A - 一种可检测咳嗽的口罩 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可检测咳嗽的口罩，主要用于检测用户是否有咳嗽、吐痰和呼吸急促困难等问题，来辅助医生对疫情防控进行评估。该口罩结构，包括口罩本体、电路板。电路板上焊接有陀螺仪和声音采集器，陀螺仪和声音采集器能够采集人体咳嗽吐痰时的运动轨迹和呼吸的声音，并将数据发送到单片机，单片机将收到的数据通过蓝牙发送到微信小程序；微信小程序端能接收通过单片机控制的蓝牙模块发送过来的数据，并将数据进行分析并绘制成连续的图像，最后显示在微信小程序上。
Description
技术领域
本发明涉及一种口罩，具体地说，是涉及一种可检测咳嗽的口罩。
背景技术口罩一般用于佩戴在人的口鼻部位，用于过滤进出口鼻的空气，以达到阻挡有害气体、气味、飞沫的目的，其材质多为布或纸。为了保证健康、安全，口罩通常在使用之后直接丢弃。口罩的结构通常由口罩主体和耳带组成，口罩主体起过滤、阻挡有害物质的作用，而耳带则起到将口罩主体固定在人耳或头部、避免掉落的作用。
在呼吸道疾病传染高发期时，人们大多会选择佩戴口罩进行防护。然而对于医护人员来说，仅仅在患者严重后到医院检查时才能确诊是否患病，但这并不利于病情的防控。因而需要一款可以远程检测人群的身体状况的产品。而呼吸道传染疾病大多表现为咳嗽、呼吸困难、发烧等状况。就咳嗽来说，现市面上固然已有相关之咳嗽自动检测追纵之装置,但是结构复杂,操作不易,原则上无法普及,而造福相关患者。
专利申请号为TW20120211732U的“咳嗽记录装置”通过声音撷取器系采集音源而获得声波讯号和振动感知器系对咳嗽振动部采集振动变化以获得振动讯号来记录咳嗽次数时间，但携带不方便，不利于用户使用。专利申请号为CN201811298965.8的“一种便携佩戴式全天候检测咳嗽情况的咳嗽记录仪”仅采集了用户咳嗽时的震动信号这一单一信号，故记录的咳嗽数据可能会存在偏差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可检测咳嗽的口罩，可实时检测用户是否有咳嗽情况，咳嗽达一定程度后，则会将数据上传至疾病防控中心，并提供该用户的定位。同时在用户手机端微信小程序会预警提醒用户去医院检查，以达到预警的效果。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
可检测咳嗽的口罩，包括口罩本体、结构卡件和电路板，电路板上包括有陀螺仪和声音采集器，能够采集人体咳嗽吐痰时的运动轨迹和呼吸的声音，并将数据发送到单片机，单片机将收到的数据通过蓝牙发送到微信小程序；微信小程序端能接收通过单片机控制的蓝牙模块发送过来的数据，并将数据进行分析并绘制成连续的图像，最后显示在微信小程序上。
进一步的，陀螺仪会记录检测用户在使用过程中的所有运动轨迹，并将运动数据传输至后台，通过后台绘制出运动曲线图，陀螺仪优先三维加速度传感器。
进一步的，声音采集器可采集用户的声音信号，绘制出用户咳嗽的声音曲线图。
进一步的，后台会将运动曲线图和声音曲线图进行对比参照，得出用户准确的咳嗽的大致时间段、时长以及频率，同时判断用户咳嗽时是否有痰。
进一步的，后台通过声音曲线图可得出用户呼吸急促的时间点。此时，后台会发出命令控制单片机打开口罩自带的小风扇，加速口罩内部的空气流通。
优选的，单片机系统采用STC12C5A60S2作为处理芯片。该芯片的程序地址空间有16k的指令字，它是上位机控制芯片，负责对下位机数据进行接收和数据传送，对系统进行统一控制管理。
优选的，整个电路采用充电宝或纽扣电池或干电池供电。
现有技术相比，本发明能精确记录咳嗽次数，每一咳嗽的时间与间隔时间，为用户提供预警的同时在防控中心做出可能患病备案。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
如图1所示，本发明设计的口罩结构，主要包括口罩本体1、硅胶卡槽2、风扇3、风扇上盖4、电路板5、线槽6。其中，口罩主体1整体成拱形，与人脸形状匹配，佩戴在人脸上时，其中央部位的内侧壁与人的皮肤存在一定的间隙，一方面避免与皮肤直接接触，影响舒适性，另一方面为空气的流通与暂留提供空间，使呼吸更加方便。硅胶卡槽2固定在人体口鼻上方位置，呈碗状，一端略微尖，以适应人的鼻腔。两块电路板5通过与线槽6焊接连成一个整体，外部有塑料外壳封装，风扇3、风扇上盖4、电路板5和线槽6可以通过各部件将的卡扣卡接在一起成一个整体卡件。使用时直接把这个整体卡接在硅胶卡槽2上即可固定在口罩本体1上。更换口罩时可直接将卡件从硅胶卡槽2上取下，用酒精消毒后安装在新的口罩上即可。
用户使用口罩时，只需要将卡件通过硅胶卡槽2固定在口罩本体1上，然后正常佩戴口罩，陀螺仪会记录用户的运动轨迹，包括用户说话、咳嗽、吐痰等。陀螺仪采集到的数据会在单片机上进行预处理，然后通过蓝牙将预处理后的数据传输到微信小程序后台进行精细处理，并绘制出运动轨迹时间曲线图。同时声音传感器也会采集用户说话、咳嗽、吐痰、呼吸时的声音信号，采集到的信号会在单片机系统滤除环境噪声，再通过蓝牙将预处理后的数据传输到微信小程序后台进行精细处理，并分别绘制出用户说话、咳嗽、吐痰、呼吸时的曲线图。后台会将声音曲线图和运动曲线图进行综合，最后得出精确的咳嗽的时间段、时长以及频率。用户可通过手机端微信小程序查看各曲线图和具体数据。当病情到一定程度时，手机端会发出预计提醒用户到医院进行就诊。同时，后台会将用户的身体数据发送至医生平台和疾病防控中心。并通过手机的定位装置将用户定位发送至防控中心，以便防控中心在必要时候采取措施。
当后台分析到用户的呼吸曲线出现呼吸困难、急促等情况时，后台会通过蓝牙发出命令，控制口罩自带的小风扇转动。加速口罩内的空气流动，增加含氧量。以免用户取下口罩，减小了用户在人群中感染的可能性。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可检测咳嗽的口罩，其特征在于包括口罩本体、结构卡件和电路板。
2.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于包括控制器芯片、陀螺仪和声音采集器。
3.根据权利要求2所述的陀螺仪，其特征在于，陀螺仪可记录检测用户在使用过程中的所有运动轨迹，并将运动数据传输至后台，通过后台绘制出运动曲线图，并通过曲线图分析出用户咳嗽的大致时间段、时长以及频率发送至微信小程序显示。
4.根据权利要求2所述的声音采集器，其特征在于，声音采集器可采集用户的声音信号，把用户咳嗽时的音频波段时间点与运动曲线图的参照及对比，得出用户更加准确的咳嗽数据。
5.同时当音频信号分析到用户有呼吸急促、呼吸困难等问题时，可控制单片机打开口罩内置的小风扇，增加空气流动。
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