CN111450294A - 智能便携式臭氧消毒器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种智能便携式臭氧消毒器及其控制方法，所述消毒器由人体感应器、加速度传感器、中央处理器、臭氧发生器、指令开关、电源管理单元组成，其中，人体感应器、加速度传感器、臭氧发生器、指令开关及电源管理单元均与中央处理器相连。本发明能够准确判断周围人体存在，确保消毒的同时，不伤害到人体，也就是判定人离开后，才进行臭氧消毒，中途人靠近时，停止臭氧消毒，在消毒过程中及消毒后，通过提示及语音单元，提醒使用者注意安全；本发明还能够准确判断消毒器的使用环境，能智能判别是居家办公环境还是车载环境，并据此执行不同的消毒模式。

Description

智能便携式臭氧消毒器及其控制方法

技术领域

本发明涉及车载电子设备领域，尤其涉及一种智能便携式臭氧消毒器及其控制方法。

背景技术

臭氧消毒以及遍布家庭的臭氧消毒柜已经是公知技术，臭氧消毒可以杀灭许多病毒和细菌。与密闭的消毒柜工作环境不同，如果在开放空间使用臭氧对空气和物体进行消毒，如办公室、衣柜、车内、野外，与人处在同一空间，虽然可以杀灭许多病毒和细菌，但人体吸入过量会给身体带来不适。

因此，需要做到既能随处可用的便携式消毒，又能兼顾消毒过程对人体的保护，换言之，人离开后才启动臭氧消毒。

因此，本发明引入了智能控制，通过对周围人体及环境的分析来有效的控制臭氧消毒器工作的时机，做到人离开后才自动启动消毒，确保人的安全。同时，它还能识别工作场景，如静态环境（办公或居家使用）和动态环境（车辆中使用），依据环境中央处理器有效控制臭氧消毒时间的长短和浓度，比如车内密闭空间消毒时间和浓度可以弱些，否则臭氧残留浓度也会对人体不适；办公开放空间，臭氧浓度随时被稀释，因此消毒时间和浓度就要加大，为了达到更便携，电源供应除了外部电源供应，还配置了充电电池，适应各种场景下的使用。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种智能便携式臭氧消毒器及其控制方法，以使实现便携式消毒和兼顾消毒过程对人体的保护。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种智能便携式臭氧消毒器，由人体感应器、加速度传感器、中央处理器、臭氧发生器、指令开关、提示及语音单元、电源管理单元组成，其中，人体感应器、加速度传感器、提示及语音单元、臭氧发生器、指令开关及电源管理单元均与中央处理器相连。

进一步地，人体感应器为中央处理器提供所述消毒器周围人体感应信息，中央处理器根据所述信息进行分析和运算，判定周围人体是否存在；当判定周围有人存在时，中央处理器控制臭氧发生器停止工作，当所述消毒器周围没有人时，中央处理器控制臭氧发生器运行或停止工作。

进一步地，人体感应器为微波雷达传感器或红外探测传感器，提示及语音单元包括声光提示和语音提示功能，中央处理器通过提示及语音单元对消毒器使用过程进行安全提示。

进一步地，加速度传感器为中央处理器提供所述消毒器的动感信息，中央处理器根据所述信息进行分析和运算后，判定所述消毒器所处的场景，中央处理器依据不同使用场景，对臭氧发生器的时间及输出浓度进行不同的控制。

进一步地，电源管理单元包括外部供电和充电电池两部分电力供应，外部供电由USB端口的外接电源，当外部供电时充电电池被充电，当外部供电停止后，充电电池负责供电。

相应地，本发明实施例还提供了一种智能便携式臭氧消毒器的控制方法，包括：

步骤1：指令开关根据用户设置向中央处理器发出“启动”指令；

步骤2：人体感应器感应周围人体信息，将周围人体感应信息传递给中央处理器；当周围有人体动作时，人体感应器向中央处理器发出有效电位信息；当中央处理器识别到有效电位信息后，则判认定周围有人存在，并设置延时计数器T1值；T1值定时递减；如果不断检测到有人靠近，则延时计数器T1值就不断的被重新设置，使T1值始终递减不到0；

步骤3：当周围人离开后一段时间，延时计数器T1值递减为0，中央处理器判定周围无人，则判断臭氧发生器具备启动条件；

步骤4：若臭氧发生器工作过程中，中央处理器收到来自人体感应器的有效电位信息，则中央处理器认定有人靠近，并重新设置延时计数器T1值，同时控制臭氧发生器工作暂停，并回到步骤2；

步骤5：加速度传感器将三维加速度数据输送给中央处理器，中央处理器根据三维加速度数据判断消毒器的使用环境为非车载环境或车载环境，中央处理器并进行计算，当三维加速度为0时判定为静止状态；当加速度值不断变化时判定为行驶状态，并设置加速度延时计数器T2值；在行驶状态下，随着加速度数据不断产生，则加速度延时计数器T2值就不断的被重新设置，同时，中央处理器禁止臭氧发生器工作；

步骤6：当加速度延时计数器T2值递减为0时，中央处理器判定为停驶状态；

步骤7：如果中央处理器判断消毒器的使用环境为非车载环境，且满足步骤3中臭氧发生器具备启动条件时，中央处理器控制臭氧发生器启动；如果中央处理器判断消毒器的使用环境为车内时，且满足步骤3中臭氧发生器具备启动条件、满足步骤6中停驶状态以及外部电源停止供应时，中央处理器控制臭氧发生器启动。

进一步地，在步骤7之后还包括：

步骤8：每次消毒结束后的预设时间内，若中央处理器通过人体感应器检测到有人靠近后，则驱动提示及语音单元发出提示，提醒人们不要靠近或通风稀释臭氧残留。

进一步地，在步骤8之后还包括：

步骤9：当外部电源接入时，若臭氧消毒器工作则暂停对电池的充电，确保外部供电不会超过1A电流。

本发明的有益效果为：本发明能够准确判断周围人体存在，确保消毒的同时，不伤害到人体，也就是判定人离开后，才进行臭氧消毒，中途人靠近时，停止臭氧消毒；本发明能够准确判断不同使用场景，确认在密闭空间使用时，如车辆内使用，臭氧消毒的时间和浓度适量降低，而在办公、居家等开放空间，适当加大消毒时间和臭氧浓度；如果确认是在车内使用时，则消毒的前提除了车内人员离开车内，还需车辆熄火，也就是外部电源停止供电；本发明还能够有效的的对电源进行智能管理，做到消毒用电与充电用电的电力分配，抑制过大电流毁坏USB电源供应；本发明还做到，在消毒后的残留时间内，对人的安全提示，通过通风或暂避实现对使用者的安全保护。

附图说明

图1是本发明实施例的智能便携式臭氧消毒器的结构示意图。

图2是本发明实施例的智能便携式臭氧消毒器的电路结构图。

图3是本发明实施例的智能便携式臭氧消毒器的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参照图1和图2，本发明实施例的智能便携式臭氧消毒器包括人体感应器、加速度传感器、中央处理器、臭氧发生器、指令开关、提示及语音单元、电源管理单元。

人体感应器、加速度传感器、臭氧发生器、提示及语音单元、指令开关及电源管理单元均与中央处理器相连。中央处理器可以控制臭氧发生器的启动与停止以及工作时间和臭氧浓度。

作为一种实施方式，人体感应器为中央处理器提供所述消毒器周围人体感应信息，中央处理器根据所述信息进行分析和运算，判定周围人体是否存在；当判定周围有人存在时，中央处理器控制臭氧发生器停止工作，当所述消毒器周围没有人时，中央处理器控制臭氧发生器运行或停止工作。

中央处理器对收到的人体感应信息进行如下处理：

1）对每次人体靠近的信息设置一个时间段T1（即设置一个延时计数器T1），当人体离开时，T1值递减，如果中途又有人靠近，则T1被重置；

2）当人体离开，人体感应消失时，T1值递减，当T1减到0时，表示在该时间段周围确实没有人。

T1时间段的长短，代表判别的可靠性，T1时间段越长，判别越可靠。

作为一种实施方式，人体感应器为微波雷达传感器或红外探测传感器。本发明由微波雷达传感器或红外感应作为人体传感器，该传感数据输入到（但不限于）中央处理器P32端口。

作为一种实施方式，加速度传感器由U4、型号为QMA7981芯片执行，并通过SCL、SDA数据传输线和P33与中央处理器相连。加速度传感器为中央处理器提供所述消毒器的运动信息，中央处理器根据所述信息进行分析和运算后，判定所述消毒器所处的场景，中央处理器依据不同使用场景，对臭氧发生器进行控制。智能便携式臭氧消毒器放在车里使用时，加速度传感器是用来感知速度的。汽车静止时，加速度数据为0，当车行驶后，加速度数据不断传给中央处理器，但行驶是不稳定的，一会红灯停、一会快一会慢，数据是不稳定的，所以会在程序上建立一个计数器（加速度延迟计数器T2), 然这个计数定时递减，直到减到0。每当有速度时，就给这个加速度延迟计数器T2放入一个个值（重置一个数据D2），然后定时递减，如果行驶中，就会不断有数据，中央处理器就会不断的向计数器T2放入数据（重置），使计数器永远减不到0。中途红灯停车，也就几分钟，但如果我们放入计数器的值D2大于几分钟，则在整个行驰段永远减不到0，计数器不为0的状态视为行驰状态。

作为一种实施方式，提示及语音单元包括声光提示和语音提示功能，中央处理器通过提示及语音单元对消毒器使用过程进行安全提示。

作为一种实施方式，如图2所示，电源管理单元主要由U2芯片ETA9870和电量指示灯（LED1-LED4)组成，对外部供电和充电电池两部分电力供应进行有效管理，外部供电经由USB-C端口的接入5V电源，此时充电电池被充电，LED1-LED4显示电池电量；当外部供电源停止供电后，由充电电池负责供电。电源管理单元对外部供电和充电电池两部分电力供应进行有效管理，外部供电经由USB端口的接入电源，此时充电电池被充电；当外部供电源停止供电后，由充电电池负责供电。

作为一种实施方式，中央处理器与电源管理相连，并可以感知是否有外部电源接入；

作为一种实施方式，如图2所示，臭氧发生器由Q1-Q3三极管控制供电，并通过继电器K1进行电力分配，做到当外部电源供电时，臭氧发生器与电池充电不会同时进行，使外部输入电源不会超过额定输出范围。臭氧消毒器对外部接入电源进行自动电力分配，当臭氧发生器工作时，减少或暂停电池充电电流。

请参照图3，本发明实施例的智能便携式臭氧消毒器的控制方法包括步骤1～步骤7。

步骤1：指令开关根据用户设置向中央处理器发出“启动”指令；

步骤2：人体感应器感应周围人体信息，将周围人体感应信息传递给中央处理器；当周围有人体动作时，人体感应器向中央处理器发出有效电位信息；当中央处理器识别到有效电位信息后，则判认定周围有人存在，并设置延时计数器T1值；T1值定时递减；如果不断检测到有人靠近，则延时计数器T1值就不断的被重新设置，使T1值始终递减不到0；

步骤3：当周围人离开后一段时间，延时计数器T1值递减为0，中央处理器判定周围无人，则判断臭氧发生器具备启动条件；

步骤4：若臭氧发生器工作过程中，中央处理器收到来自人体感应器的有效电位信息，则中央处理器认定有人靠近，并重新设置延时计数器T1值，同时控制臭氧发生器工作暂停，并回到步骤2；

步骤5：加速度传感器将三维加速度数据输送给中央处理器，中央处理器根据三维加速度数据判断消毒器的使用环境为非车载环境或车载环境，中央处理器并进行计算，当三维加速度为0时判定为静止状态；当加速度值不断变化时判定为行驶状态，并设置加速度延时计数器T2值；在行驶状态下，随着加速度数据不断产生，则加速度延时计数器T2值就不断的被重新设置，同时，中央处理器禁止臭氧发生器工作；

步骤6：当加速度延时计数器T2值递减为0时，中央处理器判定为停驶状态；

步骤7：如果中央处理器判断消毒器的使用环境为非车载环境，且满足步骤3中臭氧发生器具备启动条件时，中央处理器控制臭氧发生器启动；如果中央处理器判断消毒器的使用环境为车内时，且满足步骤3中臭氧发生器具备启动条件、满足步骤6中停驶状态以及外部电源停止供应时，中央处理器控制臭氧发生器启动。

作为一种实施方式，在步骤7之后还包括：

步骤8：每次消毒结束后的预设时间内，若中央处理器通过人体感应器检测到有人靠近后，则驱动提示及语音单元发出提示，提醒人们不要靠近或通风稀释臭氧残留。

作为一种实施方式，在步骤8之后还包括：

步骤9：当外部电源接入时，若臭氧消毒器工作则暂停对电池的充电，确保外部供电不会超过1A电流。

如果臭氧发生器在工作时，有人靠近，则延时计数器T1值被重新设置，中央处理器控制臭氧发生器停止工作。

本发明实施例采用延时计数器T1，消除了使用时的各种不确定因素，确保了臭氧发生器周围没人时，才启动工作，从而保障人体安全。

智能便携式臭氧消毒器放在车里使用时，加速度传感器是用来感知速度的，静止时为0，当车行驶后，加速度数据不断传给中央处理器，但行驶中一会红灯停、一会快一会慢，数据是不稳定的，所以本申请设置建立一个加速度延时计数器T2, 这个T2计数器定时递减，每当有速度时，加速度传感器就会不断的产生数据，加速度延时计数器T2值就会不断的被重新设置,，使计数器T2永远减不到0，包括中途红灯停车，也就几分钟，但如果我们设置的T2值大于几分钟，则在整个行驰段永远减不到0，我们把加速度延迟计数器T2不为0的状态视为行驰状态。直到车真正停下来一段时间，加速度延迟计数器T2慢慢减到0，才视为停驶了。本发明实施例采用加速度延迟计数器T2，消除了行驶中的不稳定因素。

如果有过行驶状态，中央处理器认定消毒器处于车内使用，则在满足下述条件时，起动臭氧发生器：

1、进入停驶状态：放置在车内的消毒器随车辆停止行驶；

2、外部停止供电：车辆熄火后外部电源关断，由充电电池供电。

本发明引入智能控制：通过对周围人体感应及运用场景分析，安全、有效的控制臭氧消毒器工作的时机和输出量，确保人的安全，做到人离开后才自动启动消毒，人靠近时自动停止消毒；对不同的使用场景，如办公或居家的静态环境和车载的密闭环江动态环境（车辆中使用），依据环境中央处理器有效控制臭氧消毒时间的长短和浓度，比如车内密闭空间消毒时间和浓度可以弱些，否则臭氧残留浓度也会对人体不适；办公开放空间，臭氧浓度随时被稀释，因此消毒时间和浓度就要加大。

当识别到车内场景运用时，行车过程和尚未下车前，消毒器都不能工作，防止对车内人员的伤害，因此，需要做严格的智能判断，直到判定车内人员熄火下车后，消毒器才开启；

智能安全提示：刚刚消毒过后，残留尚未消散，此时当感应到有人靠近，会提示人们，通风或暂离；

智能电源管理：为了达到更便携，电源供应除了外部电源供应，还配置了充电电池，和USB取电方式，方便适应各种场景。因为各类设备的USB输出电流通常额定为1A，而消毒时制造臭氧需要的功率是很大的，如果此时又消毒，又给电池充电，电流非常大且超过USB输出额定，因此需要有效的电源智能管理，消毒的时候停止电池充电，没有外接电源时又要保障电池供电。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (8)

1.一种智能便携式臭氧消毒器，其特征在于，由人体感应器、加速度传感器、中央处理器、臭氧发生器、指令开关、提示及语音单元、电源管理单元组成，其中，人体感应器、加速度传感器、提示及语音单元、臭氧发生器、指令开关及电源管理单元均与中央处理器相连。

2.如权利要求1所述的智能便携式臭氧消毒器，其特征在于，人体感应器为中央处理器提供所述消毒器周围人体感应信息，中央处理器根据所述信息进行分析和运算，判定周围人体是否存在；当判定周围有人存在时，中央处理器控制臭氧发生器停止工作，当所述消毒器周围没有人时，中央处理器控制臭氧发生器运行或停止工作。

3.如权利要求1所述的智能便携式臭氧消毒器，其特征在于，人体感应器为微波雷达传感器或红外探测传感器，提示及语音单元包括声光提示和语音提示功能，中央处理器通过提示及语音单元对消毒器使用过程进行安全提示。

4.如权利要求1所述的智能便携式臭氧消毒器，其特征在于，加速度传感器为中央处理器提供所述消毒器的动感信息，中央处理器根据所述信息进行分析和运算后，判定所述消毒器所处的场景，中央处理器依据不同使用场景，对臭氧发生器的时间及输出浓度进行不同的控制。

5.如权利要求1所述的智能便携式臭氧消毒器，其特征在于，电源管理单元包括外部供电和充电电池两部分电力供应，外部供电由USB端口的外接电源，当外部供电时充电电池被充电，当外部供电停止后，充电电池负责供电。

6.一种智能便携式臭氧消毒器的控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：指令开关根据用户设置向中央处理器发出“启动”指令；

步骤2：人体感应器感应周围人体信息，将周围人体感应信息传递给中央处理器；当周围有人体动作时，人体感应器向中央处理器发出有效电位信息；当中央处理器识别到有效电位信息后，则判认定周围有人存在，并设置延时计数器T1值；T1值定时递减；如果不断检测到有人靠近，则延时计数器T1值就不断的被重新设置，使T1值始终递减不到0；

步骤3：当周围人离开后一段时间，延时计数器T1值递减为0，中央处理器判定周围无人，则判断臭氧发生器具备启动条件；

步骤4：若臭氧发生器工作过程中，中央处理器收到来自人体感应器的有效电位信息，则中央处理器认定有人靠近，并重新设置延时计数器T1值，同时控制臭氧发生器工作暂停，并回到步骤2；

步骤5：加速度传感器将三维加速度数据输送给中央处理器，中央处理器根据三维加速度数据判断消毒器的使用环境为非车载环境或车载环境，中央处理器并进行计算，当三维加速度为0时判定为静止状态；当加速度值不断变化时判定为行驶状态，并设置加速度延时计数器T2值；在行驶状态下，随着加速度数据不断产生，则加速度延时计数器T2值就不断的被重新设置，同时，中央处理器禁止臭氧发生器工作；

步骤6：当加速度延时计数器T2值递减为0时，中央处理器判定为停驶状态；

步骤7：如果中央处理器判断消毒器的使用环境为非车载环境，且满足步骤3中臭氧发生器具备启动条件时，中央处理器控制臭氧发生器启动；如果中央处理器判断消毒器的使用环境为车内时，且满足步骤3中臭氧发生器具备启动条件、满足步骤6中停驶状态以及外部电源停止供应时，中央处理器控制臭氧发生器启动。

7.如权利要求6所述的智能便携式臭氧消毒器的控制方法，其特征在于，在步骤7之后还包括：

步骤8：每次消毒结束后的预设时间内，若中央处理器通过人体感应器检测到有人靠近后，则驱动提示及语音单元发出提示，提醒人们不要靠近或通风稀释臭氧残留。

8.如权利要求7所述的智能便携式臭氧消毒器的控制方法，其特征在于，在步骤8之后还包括：

步骤9：当外部电源接入时，若臭氧消毒器工作则暂停对电池的充电，确保外部供电不会超过1A电流。

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