CN111956923A - 物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，涉及制氧呼吸一体机技术领域，为解决现有的氧浓度方法都是工作人员手动对机器进行设定调节，能够保证使用的氧气浓度不会造成影响，并不能对氧气的浓度精准的控制，氧浓度控制效果不佳的问题。所述数据采集模块设置有氧气传感器、温度传感器和湿度传感器，且氧气传感器、温度传感器和湿度传感器的输出端均与处理器电性连接，所述氧气传感器设置在制氧呼吸一体机制氧部位，所述温度传感器设置在制氧呼吸一体机的外表面，所述湿度传感器设置在制氧呼吸一体机呼吸部位，收发模块和控制面板均与处理器双向电性连接，所述语音转换模块在执行输入功能时与语音识别模块电性连接。
Description
技术领域
本发明涉及制氧呼吸一体机技术领域，具体为物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统。
背景技术
呼吸机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。在现代临床医学中，它作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。制氧呼吸一体机指的就是呼吸机自带制氧设备的一体机器设备。
呼吸机可以对患者提供不同浓度的氧气，而不同的氧气浓度的使用需求也将不同，使用不匹配的氧气浓度会造成氧气中毒，这就需要对氧浓度进行控制，而现有的氧浓度方法都是工作人员手动对机器进行设定调节，能够保证使用的氧气浓度不会造成影响，并不能对氧气的浓度精准的控制，氧浓度控制效果不佳，不能满足使用需求。因此市场上急需物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统来解决这些问题。
发明内容
本发明的目的在于提供物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，以解决上述背景技术中提出现有的氧浓度方法都是工作人员手动对机器进行设定调节，能够保证使用的氧气浓度不会造成影响，并不能对氧气的浓度精准的控制，氧浓度控制效果不佳，不能满足使用需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，包括制氧呼吸一体机、处理器、控制面板、数据采集模块、声光报警器、数据存储模块、收发模块、语音转换模块、语音识别模块和语音采集模块，所述数据采集模块设置有氧气传感器、温度传感器和湿度传感器，且氧气传感器、温度传感器和湿度传感器的输出端均与处理器电性连接，所述氧气传感器设置在制氧呼吸一体机制氧部位，所述温度传感器设置在制氧呼吸一体机的外表面，所述湿度传感器设置在制氧呼吸一体机呼吸部位，且氧气传感器、温度传感器和湿度传感器均与制氧呼吸一体机通过螺钉连接，收发模块和控制面板均与处理器双向电性连接，所述语音转换模块在执行输入功能时与语音识别模块电性连接，且语音转换模块在执行输出功能时与语音采集模块电性连接，所述处理器采用STC89C51单片机，所述氧气传感器的型号为AMF1-PSR-12-223，所述温度传感器的型号为PT-100，所述湿度传感器的型号为HIH-3605。
优选的，所述制氧呼吸一体机氧气出口位置处设置有流量阀，且制氧呼吸一体机与供氧管道密封连接，所述制氧呼吸一体机上设置有加湿器，且加湿器的加湿头的一端延伸至呼吸供氧管道中，且加湿器和流量阀的输入端均与处理器电性连接，所述加湿器的型号为SQM-15-4-L4。
优选的，所述控制面板包括显示器和按键输入，所述显示器的输入端和按键输入的输出端均与处理器电性连接；
其中，显示器用来将制氧呼吸一体机的工作数据件显示，显示的内容有氧气传感器、温度传感器和湿度传感器采集的氧气浓度、周围环境的温度和供氧呼吸管道中气体的湿度数据和待处理的指令信息；
按键输入用来向系统中录入相应的调节数据，在使用过程中可以根据实际数据进行自我调节。
优选的，所述声光报警器是输入端与处理器电性连接，所述数据存储模块与处理器双向电性连接，且数据存储模块采用RAM接口式储存设备，所述声光报警器的型号为TGSG01-100，所述数据存储模块的型号为FM24C16A-GTR。
优选的，所述收发模块设置有数据收发器，且数据收发器与处理器双向电性连接，所述数据收发器的型号为ZC34136。
优选的，所述语音转换模块设置有解码器，且解码器与数据收发器双向电性连接，所述解码器可以将电信号转化为数字信号或将数字信号转化为电信号，所述解码器的型号为LD-6001D。
优选的，所述语音采集模块设置有麦克风和扬声器，所述麦克风采用UHF段式麦克风；
其中，麦克风用于对语音发出人员的语音进行采集，并将声音信号转化为电子信号；
扬声器用于将制氧呼吸一体机工作状态数据以声音的形式进出播放，便于使用者及时知晓语音控制的反馈数据。
优选的，所述语音识别模块设置有声纹识别判断，所述声纹识别判断与麦克风电性连接，所述声纹识别判断外接声纹录入器，且声纹录入器与声纹识别判断电性连接，所述解码器与声纹识别判断的连接方式通过解码器的工作状态进行调节，解码器处于正向输入时，此时是将采集的语音信号传递给处理器进行处理需要对采集语音的声纹进行判断，解码器与与声纹识别判断电性连接，解码器处于逆向输出时，此时是将处理器处理的数据结果进行反馈，解码器无需经过声纹识别判断进行判断，解码器直接与扬声器电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该发明装置通过氧气传感器、温度传感器和流量阀的设置，氧气传感器可以检测供氧呼吸管道中的氧气浓度，而温度传感器可以对周围的空气环境进行检测，不同温度环境下人们对呼吸氧气的浓度不同，将采集的浓度和温度数据传输到处理器中进行处理分析，在当前氧气浓度不能满足使用需求时，可以对流量阀下达相应的指令调控，借助流量阀可以调节制氧呼吸一体机制氧设备的供氧流量大小，从而可以调节制氧呼吸一体机对使用者供给氧气的浓度大小，从而可以满足不同氧气浓度的使用需求，从而实现了氧浓度控制。解决了可以对供氧的浓度进行检测并根据使用需求进行浓度调节，从而满足不同使用需求，实现氧浓度可控的问题。
2.该发明装置通过湿度传感器和加湿器的设置，借助湿度传感器可以检测供氧呼吸管道中气体的润湿度，将采集的数据传输到处理器中进行处理分析，在当前供氧湿度不足时可以开启加湿器对呼吸管道中的气体进行加湿处理，从而便于患者对氧气的吸收。解决了可以对供氧气体的润湿度进行检测，在湿度不足时可以进行加湿处理，从而可以确保气体润湿度适宜并与患者进行吸收的问题。
3.该发明装置通过语音识别模块的设置，借助语音识别模块可以将采集的语音信号与录入的正确声纹之间进行比对，只有在声纹一致时才可以将采集的数据进出传递，从而对处理器下达相应的指令，从而实现语音控制，在声纹匹配不正确时，系统会自发的将采集的数据遗弃，不会继续传递。解决了可以在进行智能语音控制时对采集的语音进行比对，当声纹比对不一致时，无法进行智能语音控制，从而有效的避免的非使用者输入的语音指令会对制氧呼吸一体机正常使用造成影响的问题。
附图说明
图1为本发明的原理示意图；
图2为本发明中数据采集模块与处理器的连接原理示意图；
图3为本发明中语音识别模块与语音转换模块和语音采集模块的连接原理示意图；
图4为本发明中收发模块与处理器和语音转换模块的连接原理示意图；
图5为本发明中控制面板与处理器的连接原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，包括制氧呼吸一体机、处理器、控制面板、数据采集模块、声光报警器、数据存储模块、收发模块、语音转换模块、语音识别模块和语音采集模块，数据采集模块设置有氧气传感器、温度传感器和湿度传感器，且氧气传感器、温度传感器和湿度传感器的输出端均与处理器电性连接，氧气传感器设置在制氧呼吸一体机制氧部位，温度传感器设置在制氧呼吸一体机的外表面，湿度传感器设置在制氧呼吸一体机呼吸部位，且氧气传感器、温度传感器和湿度传感器均与制氧呼吸一体机通过螺钉连接，氧气传感器、湿度传感器和温度传感器可以分别对氧气浓度、湿度和周围环境的温度进行检测，并将采集的数据输入到处理器中进行数据处理分析，收发模块和控制面板均与处理器双向电性连接，语音转换模块在执行输入功能时与语音识别模块电性连接，且语音转换模块在执行输出功能时与语音采集模块电性连接，处理器采用STC89C51单片机，氧气传感器的型号为AMF1-PSR-12-223，温度传感器的型号为PT-100，湿度传感器的型号为HIH-3605。
进一步，制氧呼吸一体机氧气出口位置处设置有流量阀，且制氧呼吸一体机与供氧管道密封连接，制氧呼吸一体机上设置有加湿器，且加湿器的加湿头的一端延伸至呼吸供氧管道中，且加湿器和流量阀的输入端均与处理器电性连接，加湿器的型号为SQM-15-4-L4。通过流量阀可以调节制氧氧气供给的流量大小，从而可以调节后续呼吸机管道中氧气的浓度大小，可以满足不同氧气浓度的使用需求，而加湿器则能在呼吸机管道中气体润湿度不佳时对气体进行加湿处理，从而确保气体的润湿度处于一个较佳的范围。
进一步，控制面板包括显示器和按键输入，显示器的输入端和按键输入的输出端均与处理器电性连接；
其中，显示器用来将制氧呼吸一体机的工作数据件显示，显示的内容有氧气传感器、温度传感器和湿度传感器采集的氧气浓度、周围环境的温度和供氧呼吸管道中气体的湿度数据和待处理的指令信息；
按键输入用来向系统中录入相应的调节数据，在使用过程中可以根据实际数据进行自我调节。通过显示器可以将采集的数据和工作状态进行显示，便于使用者快速读取当前数据便于进行下一步调整，而按键输入则能进行手动控制调节。
进一步，声光报警器是输入端与处理器电性连接，数据存储模块与处理器双向电性连接，且数据存储模块采用RAM接口式储存设备，声光报警器的型号为TGSG01-100，数据存储模块的型号为FM24C16A-GTR。通过声光报警器可以在氧气浓度检测异常后一段时间没有调节或制氧呼吸一体机出现异常时及时进行警报。
进一步，收发模块设置有数据收发器，且数据收发器与处理器双向电性连接，数据收发器的型号为ZC34136。
进一步，语音转换模块设置有解码器，且解码器与数据收发器双向电性连接，解码器可以将电信号转化为数字信号或将数字信号转化为电信号，解码器的型号为LD-6001D。通过数据收发器可以将采集的数据转输到处理器中进行数据处理也能将处理器的处理数据转输，从而实现处理反馈。
进一步，语音采集模块设置有麦克风和扬声器，麦克风采用UHF段式麦克风；
其中，麦克风用于对语音发出人员的语音进行采集，并将声音信号转化为电子信号；
扬声器用于将制氧呼吸一体机工作状态数据以声音的形式进出播放，便于使用者及时知晓语音控制的反馈数据。通过麦克风可以将语音指令进行采集，而扬声器则能将反馈的数据以语音的形式进行反馈。
进一步，语音识别模块设置有声纹识别判断，声纹识别判断与麦克风电性连接，声纹识别判断外接声纹录入器，且声纹录入器与声纹识别判断电性连接，解码器与声纹识别判断的连接方式通过解码器的工作状态进行调节，解码器处于正向输入时，此时是将采集的语音信号传递给处理器进行处理需要对采集语音的声纹进行判断，解码器与与声纹识别判断电性连接，解码器处于逆向输出时，此时是将处理器处理的数据结果进行反馈，解码器无需经过声纹识别判断进行判断，解码器直接与扬声器电性连接。
工作原理：使用时，气传感器、湿度传感器和温度传感器可以分别对供氧管道中氧气浓度、湿度和周围环境的温度进行检测，并将采集的数据输入到处理器中进行数据处理分析，不同温度环境下对氧气浓度和湿度的需求将不同，在供氧管道中氧气浓度与实际需求不同时，此时会借助流量阀调节氧气流量大小，从而可以实现氧气浓度控制，在供氧管道中氧气湿度与实际需求不同时，此时会借助加湿器增加气体的湿度。使用者发出的语音会被麦克风采集，并将声音信号转化为电子信号转输给语音识别模块进行声纹比对，在声纹比对一致时会被进行数据转换在导入到处理器中进行处理分析，从而根据语音指令控制制氧呼吸一体机，从而实现智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机，在声纹比对不一致时，采集的语音数据直接被遗弃，从而无法进行下一步传递，避免的非使用者语音干扰的问题。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，包括制氧呼吸一体机、处理器、控制面板、数据采集模块、声光报警器、数据存储模块、收发模块、语音转换模块、语音识别模块和语音采集模块，其特征在于：所述数据采集模块设置有氧气传感器、温度传感器和湿度传感器，且氧气传感器、温度传感器和湿度传感器的输出端均与处理器电性连接，所述氧气传感器设置在制氧呼吸一体机制氧部位，所述温度传感器设置在制氧呼吸一体机的外表面，所述湿度传感器设置在制氧呼吸一体机呼吸部位，且氧气传感器、温度传感器和湿度传感器均与制氧呼吸一体机通过螺钉连接，收发模块和控制面板均与处理器双向电性连接，所述语音转换模块在执行输入功能时与语音识别模块电性连接，且语音转换模块在执行输出功能时与语音采集模块电性连接，所述处理器采用STC89C51单片机，所述氧气传感器的型号为AMF1-PSR-12-223，所述温度传感器的型号为PT-100，所述湿度传感器的型号为HIH-3605。
2.根据权利要求1所述的物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，其特征在于：所述制氧呼吸一体机氧气出口位置处设置有流量阀，且制氧呼吸一体机与供氧管道密封连接，所述制氧呼吸一体机上设置有加湿器，且加湿器的加湿头的一端延伸至呼吸供氧管道中，且加湿器和流量阀的输入端均与处理器电性连接，所述加湿器的型号为SQM-15-4-L4。
3.根据权利要求1所述的物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，其特征在于：所述控制面板包括显示器和按键输入，所述显示器的输入端和按键输入的输出端均与处理器电性连接；
其中，显示器用来将制氧呼吸一体机的工作数据件显示，显示的内容有氧气传感器、温度传感器和湿度传感器采集的氧气浓度、周围环境的温度和供氧呼吸管道中气体的湿度数据和待处理的指令信息；
按键输入用来向系统中录入相应的调节数据，在使用过程中可以根据实际数据进行自我调节。
4.根据权利要求1所述的物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，其特征在于：所述声光报警器是输入端与处理器电性连接，所述数据存储模块与处理器双向电性连接，且数据存储模块采用RAM接口式储存设备，所述声光报警器的型号为TGSG01-100，所述数据存储模块的型号为FM24C16A-GTR。
5.根据权利要求1所述的物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，其特征在于：所述收发模块设置有数据收发器，且数据收发器与处理器双向电性连接，所述数据收发器的型号为ZC34136。
6.根据权利要求1所述的物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，其特征在于：所述语音转换模块设置有解码器，且解码器与数据收发器双向电性连接，所述解码器可以将电信号转化为数字信号或将数字信号转化为电信号，所述解码器的型号为LD-6001D。
7.根据权利要求1所述的物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，其特征在于：所述语音采集模块设置有麦克风和扬声器，所述麦克风采用UHF段式麦克风；
其中，麦克风用于对语音发出人员的语音进行采集，并将声音信号转化为电子信号；
扬声器用于将制氧呼吸一体机工作状态数据以声音的形式进出播放，便于使用者及时知晓语音控制的反馈数据。
8.根据权利要求1所述的物联网智能语音控制氧浓度的制氧呼吸一体机监测系统，其特征在于：所述语音识别模块设置有声纹识别判断，所述声纹识别判断与麦克风电性连接，所述声纹识别判断外接声纹录入器，且声纹录入器与声纹识别判断电性连接，所述解码器与声纹识别判断的连接方式通过解码器的工作状态进行调节，解码器处于正向输入时，此时是将采集的语音信号传递给处理器进行处理需要对采集语音的声纹进行判断，解码器与与声纹识别判断电性连接，解码器处于逆向输出时，此时是将处理器处理的数据结果进行反馈，解码器无需经过声纹识别判断进行判断，解码器直接与扬声器电性连接。
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