CN111921113A - 呼吸系统、穿戴设备、协同系统、监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种呼吸系统、穿戴设备、协同系统、监控方法，用于解决现有技术中传染性病毒爆发时，公职人员在未知环境下履行公职时存在的高风险问题，包括风机、高温消毒气室、高温加热模块、降温气室、制冷模块、紫外线气室、紫外线模块和呼吸室；所述风机和所述高温消毒气室通过进气管连通，所述进气管上设有第一电磁阀；所述高温消毒气室和所述降温气室通过第一转移管道连通，所述第一转移管道上设有第二电磁阀；所述降温气室和所述紫外线气室通过第二转移管道连通，所述第二转移管道上设有第三电磁阀；所述紫外线气室和所述呼吸室通过第三转移管道连通，所述第三转移管道上设有第四电磁阀；所述呼吸室上设有出气管，所述出气管上设有单向出气阀。

Description

呼吸系统、穿戴设备、协同系统、监控方法

技术领域

本发明属于公共安全设备领域，特别是涉及一种呼吸系统、穿戴设备、协同系统、监控方法。

技术背景

疫情环境下，如新冠病毒等在各人群的传播速度较快，对于服务公共窗口或在未知环境下执行任务的公职人员安全健康威胁较大，比如医生、护士、银行柜员、公共事业服务、收费窗口等职位的办事人员，需要和不同的流动人群接触，如果个别人员发生感染，可能会发生大面积的感染，导致整个部门甚至整个单位停摆，致使无法履行职责。

特别的是，在如警察等执法职业群体中，其无论是否存在新冠病毒等疫情传播均需要执行职能，比如其需要在公共区域内执行公务，比如在病毒爆发后，在商场等人群聚集的地方，需要警察等执法职业群体进行维护秩序，对人群进行检测等，又比如在新冠病毒期间发生动乱，执法群体一方面要担心病毒的传播，另一方面还需要担心暴徒的攻击，对执法人员来说是一种挑战。目前采用的口罩形式的防护措施防护效果有限，人群特别密集时，口罩防护效果欠佳，且长时间的配戴会对人体造成不适甚至伤害。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种呼吸系统、穿戴设备、协同系统、监控方法，用于解决现有技术中传染性病毒爆发时导致公职人员履行公职存在高风险的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种呼吸系统，沿进风方向上依次包括风机、高温消毒气室、高温加热模块、降温气室、制冷模块、紫外线气室、紫外线模块和呼吸室；

所述风机和所述高温消毒气室通过进气管连通，所述进气管上设有第一电磁阀；

所述高温加热模块用于对所述高温消毒气室内的含氧气体进行加热；

所述高温消毒气室和所述降温气室通过第一转移管道连通，所述第一转移管道上设有第二电磁阀；

所述制冷模块用于将所述降温气室内的含氧气体温度降低到室温；

所述降温气室和所述紫外线气室通过第二转移管道连通，所述第二转移管道上设有第三电磁阀；

所述紫外线模块用于对所述紫外线气室内的含氧气体进行紫外线杀毒；

所述紫外线气室和所述呼吸室通过第三转移管道连通，所述第三转移管道上设有第四电磁阀；

所述呼吸室用于和人体口鼻配合，所述呼吸室上设有出气管，所述出气管上设有单向出气阀。

可选的，所述高温加热模块包括电发热件，所述电发热件直接置于所述高温消毒气室内或者所述电发热件缠绕在所述高温消毒气室外，所述高温消毒气室和所述电发热件均被隔热材料包裹在一起。

可选的，所述电发热件直接置于所述高温消毒气室内，所述电发热件由石墨烯材质制成。

可选的，所述制冷模块为电子制冷片，所述电子制冷片和所述降温气室被隔热材料包裹在一起。

可选的，所述紫外线模块包括紫外线灯，所述紫外线灯置于所述紫外线气室内。一种穿戴设备，所述穿戴设备为口罩、面罩、头盔或者防护服，所述穿戴设备至少包括一个夹层，所述穿戴设备还包括所述的呼吸系统；所述呼吸系统内嵌在所述夹层内。

可选的，所述穿戴设备还包括视频监控模块、定位模块、体征信息采集模块、通话模

块和无线通信模块；

所述视频监控模块用于监控环境状态，所述体征信息采集模块用于采集使用者的体征信息，所述无线通信模块用于将穿戴设备和云服务器进行无线数据传输。

可选的，所述穿戴设备为面罩、头盔或者防护服，所述穿戴设备还包括透明显示屏，

所述透明显示屏安装在穿戴设备的视窗位置。

一种协同系统，包括所述的穿戴设备，还包括云服务器、总控端、分控端和移动运营商端；所述移动运营商端根据穿戴设备区域范围内手机数量确定的人群密集度信息并传输给云服务器，所述云服务器根据人群密集度信息和穿戴设备的数量制定调配计划并发送给总控端和分控端，所述分控端用于确认调配指令并由云服务器发送给穿戴设备。

一种监控方法，包括如下步骤：

根据当前执行任务类型和执行任务总时长信息选择工作模式：

防病毒模式：呼吸系统保持最高优先级，同时定时采集使用者的体温信息、脉搏信息和血压信息，并件使用者的体征信息传输到云服务器；

其中呼吸系统的控制步骤包括：

高温消毒步骤，打开风机、打开第一电磁阀、关闭第二电磁阀，向高温消毒气室内压缩定量空气，然后关闭风机，关闭第一电磁阀、关闭第二电磁阀，开启高温加热模块

将高温消毒气室加热到消毒温度；

降温步骤，关闭第一电磁阀、打开第二电磁阀、关闭第三电磁阀，让高温消毒气室内的气体由于压差进入到降温气室，然后关闭第二电磁阀、关闭第三电磁阀，开启制冷模块将降温气室内的气体降到预定温度；

紫外线消毒步骤，关闭第二电磁阀、打开第三电磁阀、关闭第四电磁阀，让气体进入到紫外线室后，关闭第三电磁阀、关闭第四电磁阀、打开紫外线模块，实现紫外线消毒；

输气步骤，打开第四电磁阀让消毒后的气体由于压差关系进入到呼吸腔内；

暴乱防护模式：开启定位模块获取穿戴设备的实时位置并上传云服务器，云服务器根据运营商提供的穿戴设备周围的手机数量信息确认人群密集度，进行风险预警分析并制定调配计划；开启视频监控模块和通话模块，实现与总控端或分控端的实时互动。

如上所述，本发明的呼吸系统、穿戴设备、协同系统、监控方法，具有以下有益效果：

通过对高温消毒、降温、紫外线消毒的管路连接和电磁阀门的系统设计，实现了对公职人员的呼入气体的消毒处理，避免了公职人员感染传染性病毒，比如新冠病毒，同时其为穿戴设备，使用方便，智能化程度高，相对于传统的口罩防护具有更高的安全性能，通过设置定位模块和无线传输模块，一方面能够对公职人员进行定位，同时结合运营商的手机信息，实现对防暴现场的人员密集度分析，从而实现在云端制定对应的公职人员调配计划，对防暴的应对更加的及时。同时在病毒爆发和暴乱模式下，此设备能够同时兼容，实现功能结合，进一步保证公职人员的生命安全。

附图说明

图1显示为本发明的呼吸系统的示意图。

图2显示为本发明的面罩或者口罩的示意图。

图3显示为本发明的头盔的示意图。

图4显示为本发明的协同系统的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，本发明提供一种呼吸系统的实施例，沿进风方向上依次包括风机1、高温消毒气室2、高温加热模块3、降温气室4、制冷模块5、紫外线气室6、紫外线模块7和呼吸室8；所述风机1和所述高温消毒气室2通过进气管11连通，所述进气管11上设有第一电磁阀111；所述高温加热模块3用于对所述高温消毒气室2内的含氧气体进行加热；所述高温消毒气室2和所述降温气室4通过第一转移管道21连通，所述第一转移管道21上设有第二电磁阀211；所述制冷模块5用于将所述降温气室4内的含氧气体温度降低到室温；可以通过传感器检测外界温度，实现对应，也可以直接将温度降低到25度左右，所述降温气室4和所述紫外线气室6通过第二转移管道41连通，所述第二转移管道41上设有第三电磁阀411；所述紫外线模块7用于对所述紫外线气室6内的含氧气体进行紫外线杀毒；所述紫外线气室6和所述呼吸室8通过第三转移管道61连通，所述第三转移管道61上设有第四电磁阀611；所述呼吸室8用于和人体口鼻配合，所述呼吸室8上设有出气管81，所述出气管81上设有单向出气阀811。通过对高温消毒、降温、紫外线消毒的管路连接和电磁阀门的系统设计，实现了对公职人员的呼入气体的消毒处理，避免了公职人员感染传染性病毒，比如新冠病毒，同时其为穿戴设备，使用方便，智能化程度高，相对于传统的口罩防护具有更高的安全性能。

本实施例中，所述高温加热模块3包括电发热件，所述电发热件直接置于所述高温消毒气室2内或者所述电发热件缠绕在所述高温消毒气室2外，所述高温消毒气室2和所述电发热件均被隔热材料包裹在一起。可选的，所述电发热件直接置于所述高温消毒气室2内，所述电发热件由石墨烯材质制成。通过电发热件进行加热，其占用体积小，只需要提供电能即可实现加热，通过石墨烯材质的设置，能够具有更好的材料稳定性，不会被氧化，在高温消毒时需要将局部温度加热到150度左右，有效杀死空气中的百分之99的病毒。

本实施例中，所述制冷模块5为电子制冷片，所述电子制冷片和所述降温气室4被隔热材料包裹在一起。电子制冷片具有体积小，方便集成到穿戴设备上，传统的制冷均需要采用一个完整的类似空调的系统，其结构复杂，占用体积大，不利于在穿戴设备上集成。

本实施例中，所述紫外线模块7包括紫外线灯，所述紫外线灯置于所述紫外线气室6内。通过紫外线灯，能够将经过高温杀毒的气体二次消毒，进一步消灭空气中的病毒。

一种穿戴设备的实施例，所述穿戴设备为口罩、面罩、头盔或者防护服，所述穿戴设备至少包括一个夹层9，所述穿戴设备还包括所述的呼吸系统；所述呼吸系统内嵌在所述夹层9内。通过夹层9设置，能够方便呼吸系统在夹层9内的集成，具体的可以通过在夹层9上设置沟壑结构，然后再件管道系统和各种气室等嵌入。如图2为口罩或者面罩的示意图。图3为头盔的示意图。呼吸室是和口鼻连通的。

一种穿戴设备的实施例，所述穿戴设备还包括视频监控模块、定位模块、体征信息采集模块、通话模块和无线通信模块；所述视频监控模块用于监控环境状态，所述体征信息采集模块用于采集使用者的体征信息，所述无线通信模块用于将穿戴设备和云服务器进行无线数据传输。视频监控设备可以安装在头盔顶部，体征信息采集模块可以设置在头盔的颈部位置，比如体温采集传感器和脉搏采集传感器可以和使用者的脖子贴合。具体的还可以在头盔下侧设置弹性软质贴合套，能够防止外部空气窜入。

一种穿戴设备的实施例，所述穿戴设备为面罩、头盔或者防护服，所述穿戴设备还包括透明显示屏，所述透明显示屏安装在穿戴设备的视窗位置。通过透明显示屏的设计，在不需要推送信息时，其不会阻挡使用者实现，且在观看视频时也不会遮挡实现，当云服务器有视频、照片信息或者路径导航信息发送到穿戴设备上时，其可以通过透明显示屏进行投送。透明显示屏的技术为现有技术，具体实现方式此处不再赘述。

请参阅图4，一种协同系统的实施例，包括所述的穿戴设备，还包括云服务器、总控端、分控端和移动运营商端；所述移动运营商端根据穿戴设备区域范围内手机数量确定的人群密集度信息并传输给云服务器，所述云服务器根据人群密集度信息和穿戴设备的数量制定调配计划并发送给总控端和分控端，所述分控端用于确认调配指令并由云服务器发送给穿戴设备。

一种监控方法，包括如下步骤：

根据当前执行任务类型和执行任务总时长信息选择工作模式：

防病毒模式：呼吸系统保持最高优先级，同时定时采集使用者的体温信息、脉搏信息和血压信息，并件使用者的体征信息传输到云服务器；

其中呼吸系统的控制步骤包括：

高温消毒步骤，打开风机1、打开第一电磁阀111、关闭第二电磁阀211，向高温消毒气室2内压缩定量空气，然后关闭风机1，关闭第一电磁阀111、关闭第二电磁阀211，开启高温加热模块3将高温消毒气室2加热到消毒温度；

降温步骤，关闭第一电磁阀111、打开第二电磁阀211、关闭第三电磁阀411，让高温消毒气室2内的气体由于压差进入到降温气室4，然后关闭第二电磁阀211、关闭第三电磁阀411，开启制冷模块5将降温气室4内的气体降到预定温度；

紫外线消毒步骤，关闭第二电磁阀211、打开第三电磁阀411、关闭第四电磁阀611，让气体进入到紫外线室后，关闭第三电磁阀411、关闭第四电磁阀611、打开紫外线模块7，实现紫外线消毒；

输气步骤，打开第四电磁阀611让消毒后的气体由于压差关系进入到呼吸腔内；

暴乱防护模式：开启定位模块获取穿戴设备的实时位置并上传云服务器，云服务器根据运营商提供的穿戴设备周围的手机数量信息确认人群密集度，进行风险预警分析并制定调配计划；开启视频监控模块和通话模块，实现与总控端或分控端的实时互动。

在又有病毒传播又有暴乱的工作情形下：可以将防病毒模式和暴乱防护模式同时开启。更优选的，可以获取穿戴设备的电源情况，可以保持防病毒模式实时开启，暴乱防护模式间断式开启，以保证电源的续航能力。

本由于穿戴设备是和使用者的头部接触，头部的承重能力有限，故电源模块可以腰部携带可移动电源的形式，电源模块和穿戴设备通过可插接电源线连接，可以移动电源可以进行充电，也可以直接和电源插接进行供电工作。

为了实现更好的防病毒模式和暴乱防护模式切换，可以在呼吸腔上设置单独设置一个进气口，进气口上配置第五电磁阀，当仅需要暴乱防护模式工作时，关闭整个呼吸系统，打开第五电磁阀，第五电磁阀为单向进气阀。这样不需要风机启动，能够提供续航能力。

综上所述，本发明通过对高温消毒、降温、紫外线消毒的管路连接和电磁阀门的系统设计，实现了对公职人员的呼入气体的消毒处理，避免了公职人员感染传染性病毒，比如新冠病毒，同时其为穿戴设备，使用方便，智能化程度高，相对于传统的口罩防护具有更高的安全性能，通过设置定位模块和无线传输模块，一方面能够对公职人员进行定位，同时结合运营商的手机信息，实现对防暴现场的人员密集度分析，从而实现在云端制定对应的公职人员调配计划，对防暴的应对更加的及时。同时在病毒爆发和暴乱模式下，此设备能够同时兼容，实现功能结合，进一步保证公职人员的生命安全。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种呼吸系统，其特征在于，沿进风方向上依次包括风机、高温消毒气室、高温加热模块、降温气室、制冷模块、紫外线气室、紫外线模块和呼吸室；

所述风机和所述高温消毒气室通过进气管连通，所述进气管上设有第一电磁阀；

所述高温加热模块用于对所述高温消毒气室内的含氧气体进行加热；

所述高温消毒气室和所述降温气室通过第一转移管道连通，所述第一转移管道上设有第二电磁阀；

所述制冷模块用于将所述降温气室内的含氧气体温度降低到室温；

所述降温气室和所述紫外线气室通过第二转移管道连通，所述第二转移管道上设有第三电磁阀；

所述紫外线模块用于对所述紫外线气室内的含氧气体进行紫外线杀毒；

所述紫外线气室和所述呼吸室通过第三转移管道连通，所述第三转移管道上设有第四电磁阀；

所述呼吸室用于和人体口鼻配合，所述呼吸室上设有出气管，所述出气管上设有单向出气阀。

2.根据权利要求1所述的呼吸系统，其特征在于：所述高温加热模块包括电发热件，所述电发热件直接置于所述高温消毒气室内或者所述电发热件缠绕在所述高温消毒气室外，所述高温消毒气室和所述电发热件均被隔热材料包裹在一起。

3.根据权利要求2所述的呼吸系统，其特征在于：所述电发热件直接置于所述高温消毒气室内，所述电发热件由石墨烯材质或其它可能的发热材料制成。

4.根据权利要求1所述的呼吸系统，其特征在于：所述制冷模块为电子制冷片或其它可能的降温材料，所述电子制冷片或其它可能的降温材料和所述降温气室被隔热材料包裹在一起。

5.根据权利要求1所述的呼吸系统，其特征在于：所述紫外线模块包括紫外线灯，所述紫外线灯置于所述紫外线气室内。

6.一种穿戴设备，所述穿戴设备为口罩、面罩、头盔或者防护服，其特征在于：

所述穿戴设备至少包括一个夹层，所述穿戴设备还包括如权利要求1-5任一所述的呼吸系统；所述呼吸系统内嵌在所述夹层内。

7.根据权利要求6所述的穿戴设备，其特征在于，所述穿戴设备还包括视频监控模块、定位模块、体征信息采集模块、通话模块和无线通信模块；

所述视频监控模块用于监控环境状态，所述体征信息采集模块用于采集使用者的体征信息，所述无线通信模块用于将穿戴设备和云服务器进行无线数据传输。

8.根据权利要求6所述的穿戴设备，其特征在于，所述穿戴设备为面罩、头盔或者防护服，所述穿戴设备还包括透明显示屏，所述透明显示屏安装在穿戴设备的视窗位置。

9.一种协同系统，其特征在于：包括如权利要求7所述的穿戴设备，还包括云服务器、总控端、分控端和移动运营商端；所述移动运营商端根据穿戴设备区域范围内手机数量确定的人群密集度信息并传输给云服务器，所述云服务器根据人群密集度信息和穿戴设备的数量制定调配计划并发送给总控端和分控端，所述分控端用于确认调配指令并由云服务器发送给穿戴设备。

10.一种监控方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据当前执行任务类型和执行任务总时长信息选择工作模式：

防病毒模式：呼吸系统保持最高优先级，同时定时采集使用者的体温信息、脉搏信息和血压信息，并件使用者的体征信息传输到云服务器；

其中呼吸系统的控制步骤包括：

高温消毒步骤，打开风机、打开第一电磁阀、关闭第二电磁阀，向高温消毒气室内压缩定量空气，然后关闭风机，关闭第一电磁阀、关闭第二电磁阀，开启高温加热模块将高温消毒气室加热到消毒温度；

降温步骤，关闭第一电磁阀、打开第二电磁阀、关闭第三电磁阀，让高温消毒气室内的气体由于压差进入到降温气室，然后关闭第二电磁阀、关闭第三电磁阀，开启制冷模块将降温气室内的气体降到预定温度；

紫外线消毒步骤，关闭第二电磁阀、打开第三电磁阀、关闭第四电磁阀，让气体进入到紫外线室后，关闭第三电磁阀、关闭第四电磁阀、打开紫外线模块，实现紫外线消毒；

输气步骤，打开第四电磁阀让消毒后的气体由于压差关系进入到呼吸腔内；

暴乱防护模式：开启定位模块获取穿戴设备的实时位置并上传云服务器，云服务器根据运营商提供的穿戴设备周围的手机数量信息确认人群密集度，进行风险预警分析并制定调配计划；开启视频监控模块和通话模块，实现与总控端或分控端的实时互动。

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