CN113341568A - 智能穿戴及空气净化组合装置 - Google Patents

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CN113341568A CN202110624201.9A CN202110624201A CN113341568A CN 113341568 A CN113341568 A CN 113341568A CN 202110624201 A CN202110624201 A CN 202110624201A CN 113341568 A CN113341568 A CN 113341568A
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Abstract

本发明公开了一种智能穿戴及空气净化组合装置，包括防水AR智能眼镜、AI智能环境空气净化仪、嵌入式人工智能系统、物联网络系统和互联网络系统。防水AR智能眼镜采用AR纳米超像素超薄防水透镜结合智能脑电波和眼球追踪能与佩戴者通过意念和目光注意力获得仿大自然生态环境体验和进行高效互动。AI智能环境空气净化仪，采用智能纳米环境空气微传感器，能对环境空气中有害成分提供智能监测并开启净化，通过内置环境空气净化模组内的纳米发光材料，模拟太阳紫外线光解反应和离子化反应，通过链式高级氧化物反应将污染物的碳链结构破坏，主动有效杀灭环境空气中的病毒、细菌、霉菌等有害微生物。

Description

智能穿戴及空气净化组合装置
技术领域
本发明涉及人工智能穿戴及物联网通信技术领域，特别是涉及一种智能穿戴及空气净化组合装置。
背景技术
一个人每天呼吸2万多次，与环境空气交换20多公斤气体，人只要活着，每时每刻都要呼吸，人类1/4的疾病与环境空气污染有关，每年至少700万人因环境空气污染致病而过早死亡。
当今世界面临环境空气污染问题日益严重，恶劣气候引发各种病毒、细菌变异和传播，2003年造成全球恐慌的SARS 8069确认感染，775人死亡。现代人们由于工作和生活的关系，一天70％的世界呆在密封的室内环境或车载运输密闭的环境空间内，而致病的微生物通过送风的气流被送至密闭的环境空间，导致空调空气循环交叉污染并通过空气媒介传播疾病的情况；还有室内环境由于装修材料、家具等装修污染导致甲醛、苯、TVOC等对室内环境空气产生污染的问题。
现代生活火山频发、高楼耸立，高楼火灾频发，全球每年大约有6-7万人在火灾中丧命，大部分在火灾中丧生的人都是与吸入有毒有害烟雾造成的窒息死亡，还有在火灾烟雾黑暗中找不到安全逃生出口而被大火活活烧死的不计其数。
现代亚健康人群，中青年人的死亡率在上升，中国每年55万人猝死，平均每天有1000余人猝死，猝死正危害着中青年白领精英们的生命安全。
现代科技物联网的发展给我们的智能眼镜提出新的挑战，传统的智能眼镜已经与我们的5G物联网络和全球卫星物联网络的发展拉开了距离，随着无线通信技术的快速发展，Wi-Fi技术已经普遍应用在日常生活中。然而，目前WiFi技术所承载的电磁波频段频谱资源稀缺，无法满足日益增长的数据通信要求。
此外，无线数据安全问题也一并为WiFi技术的发展提出了挑战。新一代光通信技术——LiFi物联网可以为数据传输提供一种更为安全、高速、稳定的解决方案；LiFi使用电磁波谱的可见光部分，进行信息传输，它是一种双向、高速、完全网络化的无线通信技术，同时它也是一种可见光通信的形式，属于无线光通信的一部分。无线光通信包括红外和紫外通信，也包括可见光通信。而LiFi是一种独特的形式，它既可以用于照明，也可以用于通信，LED(发光二极管)在照明方面的应用带来了前所未有的机遇。LiFi特别适用于很多流行的网络“内容消费”应用，例如影音下载、直播等等，而这些应用对于下行带宽的要求很高，但对于上行带宽要求很小。LiFi可以使得大部分网络流量从现有无线射频网络中分流出来，从而也拓展了蜂窝网和WiFi的容量。
无线射频通信需要射频电路、天线和复杂的接收器，而LED灯具利用信号处理技术，将数据嵌入到光束中，并且以超高的速度发给光电探测器，然后这种微小的光线变化会被转化成电信号，再转回数据流的形式，发送给计算机或者移动设备。LiFi使用简单采用直接调制方法和低成本红外通信设备使用的方法类似。红外通信为了不损伤眼睛，所以功率受限；然而，LED灯泡可以具有高亮度，能够达到很高的数据传输率，其可见光通信系统由路由器(集线器)、LED光源、接收器和信息终端(含适配器)等组成。
可见光路由器是可见光通信网路中的核心组成部分，可以接受来自信息终端用户的信息，同时分时段的将接收到的信息通过主光源以广播的方式发送出去，发射部分主要包括将信号源信号转换便于光信道传输的电信号的输入和处理电路、将电信号变化调剂成光载波强变化的LED可见光驱动调制电路。LiFi借助可见光谱发出高速的光脉冲来传输无线数据，而WiFi的传输载体则是电磁波。两者都是数据传输的手段，由于LiFi使用的可见光和WiFi使用的电磁波频段相差很远，所以两者在同一个网络中不存在频率干扰问题，利用LiFi-WiFi混合网络模式，可以为数据传输带来更多的便利。通过引入WiFi热点，将弥补LiFi网络因光源无法覆盖、不同光源之间的干扰以及光源被遮蔽时的用户无法上网的缺陷。通过采用混合网络模式，大量的用户数据可以通过LiFi网络进行传输，从而降低了WiFi网络用户的流量压力，既节约了电磁波频谱资源，又提升了频谱使用效率，也减少了整体网络拥塞的风险。
LiFi有以下新应用：
(一)RF频谱救助：蜂窝网路的一部分流量可以分流入LiFi网络，对于下行链路特别有效，这往往是瓶颈发生的地方。
(二)智能照明：任何私有或者共有的照明设备包括街灯，都可以用于提供LiFi热点，同样的通信和传感器设施，也可以用于监视和控制照明和数据。
(三)移动连接性：笔记本、智能手机、平板电脑和其他移动设备可以直接使用LiFi互联。短程连接具有很高的数据率和安全性。
(四)危险环境：相对于来自危险环境(例如矿山和石油化工厂)的无线电干扰，LiFi是一个安全的选择。
(五)医院和医疗保健：Li－Fi不产生电磁干扰，所以也不会干扰医疗设备，或者被核磁共振扫描仪干扰。
(六)航空：因为飞机上已经部署有LED设备，所以Li－Fi可以减少重量和布线，增加航空客舱座位布局的灵活性，也可以让乘客的移动设备和机上娱乐(IFE)系统相互连接。
(七)水下通信：因为水可以吸收射频信号，所以水下无法使用无线电通信。而声波的带宽极低，容易干扰海洋生物。Li－Fi是短距离水下通信的一个良好解决方案。
(八)车辆和交通：头灯和尾灯、街灯都是LED的，包括交通标志也在向LED灯转变。所以，Li－Fi，有望用于车车通信、车和道路之间通信、道路安全和交通管理。
(九)回避射频：一些人对于射频过敏，Li－Fi是一个很好的替代解决方案。
(十)地理位置服务(LBS)：高精度地理位置信息服务，例如广告和导航，让接收者可以及时收到和地理位置相关的信息。
(十一)玩具：许多玩具具有LED灯，它们可以用于互动玩具之间极端低成本的通信。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种智能穿戴及空气净化组合装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：
一种防水AR智能眼镜包括AR纳米超像素超薄防水透镜，由柔性纳米中层超薄GST显示层加上另外两外层由氧化铟锡ITO制成的电极层其结合一种能防水、防辐射、防菌的纳米钛喷膜。
MiNi EEG脑电波模块含MEMS微纳米机电系统和多电极脑电传感器；通过智能脑电波的脑纹进行身份识别，能给亚健康状态的用户发出早期疾病预警提示，预防猝死。眼球追踪模块，含图像感光芯片，其由数十万至数百万个像素组成，像素把光线的强度转换成电压输出，这些像素的电压被以灰度值的形式输出，所有像素放在一起就形成了图像，其具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力的优点。使用红外线光和激光二极管，通过人眼结构信息模型智能进行身份识别，AR显示技术使用了内置在透镜中的全息组合器，也可换成视力矫正镜片，可将图像投射在用户视场角内，AR图像由MiNi扫描激光投影仪生成，然后通过光学反射镜反射到透镜上，其投射器和反射镜都内置在镜框中。在夜晚、大雾、雨天或火灾烟雾和黑暗中，远红外线热感摄像头其特有的夜视功能，能帮用户获得清晰视野，其采用智能视觉算法识别人、动物和物体，并根据被摄物体的温度变化而变化，温度越高的物体越亮，温度越冷的物体则越暗。
眼球追踪主要技术有三类：
(一)是根据眼球和眼球周边的特征变化进行跟踪；
(二)是根据虹膜角度变化进行跟踪；
(三)是主动投射红外线等光束到虹膜来提取特征。
本发明涉及光学应用可见光380-780nm交互技术中的眼球追踪、光学薄膜技术、投影技术、可见光通信含LiFi物联网技术、屏显OLED技术；还有远紫外线UV-C波长范围100-280nm可作为紫外线杀菌消毒和紫外光通信(视距通信和非视距通信)，指在接收通过对紫外光束的捕获和跟踪建立起光通信链路，经光电转换和解调处理提取出信息信号，其可用于新LiFi物联网技术，中紫外线UV-B波长范围280-315nm，近紫外线UV-A波长范围315-380nm用于紫外线光固化技术。
本项的UVLED技术能有效把15％-30％的电功率转换为可实用UV光比紫外固化机的紫外光源365nm高压汞灯可节省超过80％的能源。
本项防水AR智能眼镜可用于可见光通信的LiFi物联网络能解决卫星手机触屏的致命缺陷：在水里面和暴风雨地方根本接不到电话、拨不了电话，本项通过智能脑电波的脑纹身份识别结合人眼结构信息模型进行智能身份识别，能与佩戴者通过目光注意力获取信息进行高效互动，能为智能数据传输提供更为安全保密、高速稳定的物联网解决方案。
AI智能环境空气净化仪由紫外线UV LED灯、纳米陶瓷镀层(二氧化钛TiO2、铑Rh、银Ag、铜Cu)、智能MEMS微纳米机电系统和MiNi智能双涡扇组成；通过内置环境空气净化模组内的纳米发光材料，模拟太阳紫外线光与纳米陶瓷镀层(二氧化钛TiO2、铑Rh、银Ag、铜Cu)多种亲水稀有金属光催化作用，发生光电效应产生超氧离子和纯态负离子等净化因子，通过链式高级氧化物反应将污染物的碳链结构破坏，主动有效杀灭环境空气中的病毒、细菌、霉菌等有害微生物；有效分解生物和化学等有害因子，分解甲醛、苯、TVOC等，有效沉降PM2.5和PM10粉尘、烟尘、有毒烟雾等有害可吸入颗粒物，净化完成后对人体和环境无害。能对环境空气中有害成分智能提醒开启净化。
本项脑电波技术，通过MiNi EEG脑电波模块的MEMS微纳米机电系统和多电极脑电传感器；追踪大脑脑电波信号，通过智能脑电波的脑纹进行身份识别，通过多电极的脑电采集脑电波与连接脑电波模块上的蓝牙，读取脑电波数据，通过多电极的脑电采集脑电波，获取脑神经区域模式，通过大数据构建的脑电医疗云系统，自动读图，生出脑电报告，脑电云系统和AI读图，通过脑电云系统进行脑电数据的自由传输，并利用AI自动抓取脑电的异常信号，能给亚健康状态的用户发出早期疾病预警提示，预防猝死。
本项纳米可充电柔性超薄锌电池：采用印刷生产工艺将纳米功能材料薄层打印在柔性基底上，结合智能柔性封装防水技术制备而成；其电池本身可变成电路板直接将电子器件内部电路打印在底板上，打印机可打印出传感器、芯片、逻辑电路等，还可根据客户需求的形状、容量、电压进行个性化定制。印制电路新技术将围绕芯片级封装(CSP、MCM)用的积层式多层印制板(BUM)和为BGA、CSP等封装器件的表面安装印刷版和高密度互联印制板HDI，推动印制电路技术进步使电子元器件向高集化、组装技术的高密度和微小型化方向发展。将可取代纽扣电池，其结合发电玻璃能改成太阳能发电。采用纳米防水技术能对柔性电池和内部打印电路和电子元器件做专业的防水处理，外部采用了纳米钛喷膜，能防水、防辐射和防菌。
通过本项防水AR智能眼镜新一代LiFi物联网络能解决卫星手机全面触屏的致命缺陷：在水里面和暴风雨地方根本接不到电话、拨不了电话，通过智能脑电波的脑纹身份识别结合人眼结构信息模型进行用户的身份识别，能与佩戴者通过目光注意力获取信息进行高效互动，通过全球卫星物联网络和LiFi物联网络能为智能数据传输提供更为安全保密、高速稳定的物联网络，特别适用于航空飞机和邮轮的SOS救援通信，现全球卫星网络在国内已坐拥8亿流量，其掌握着流量闸门制高点的商业模式，但其瓶颈的问题是有待要解决的：机身价格贵、笨重，在水里面和暴风雨地方根本接不到电话、拨不了电话的问题，而本项防水AR智能眼镜的LiFi-WiFi混合网络模式是一个较好的解决方案。
蓝牙常是智能穿戴的选择，是因为蓝牙Mesh网络能给物联网IOT注入新鲜血液，通过手机和WiFi连接，移出范围时，WiFi连接丢失，使Mesh由于有其他设备路由信息，即使不在范围内，彼此间也可以进行通信；Mesh网络通过增强网络可靠性、可扩展性，使Mesh网状结构可以构建更大、更具有可扩展性的网络，提高了能效和电池寿命。
现5G和工业物联网络的发展，2025年基于传统RF技术的WiFi网络可能无法满足设备连接需求。在这种情况下，新型无线连接技术显然是必要的，LiFi物联网络便是最具前景的一种：
(一)解决堵塞问题
WiFi使用发展相当受限的射频(Radio Frequency)技术，像是计算机、笔电、打印机、智能型电视、手机和平板等设备必须相互争取带宽。而随着冰箱、手表、相机等更多能使用Wi-Fi的装置陆续面世，加上来自移动网络的数据分流，流量的壅塞情况越发严重，信息传输的质量也跟着受到影响。Li-Fi使用光波的频率，其带宽是射频频宽的一万倍以上，且不和Wi-Fi互相冲突。
(二)安全性
Wi-Fi会产生电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)，影响飞机设备和医疗仪器，且对于发电、或石油与天然气的钻采有潜在危险性。Li-Fi使用光而非无线电波，安全无虞且不会带来电磁干扰。
(三)数据保护
无线电波能穿透墙和天花板，但光则无此能力，这区隔出Wi-Fi与Li-Fi在数据保护方面的差异。在建筑外的黑客或入侵者可以潜入透过Wi-Fi传输的室内计算机。但透过Li-Fi传输的信息只能在LED灯照明范围内存取。
(四)速度
802.11a/g标准的Wi-Fi提供高达54Mbps的数据通讯速度，目前也有能够将速度提升到1Gbps的技术。Li-Fi可利用单色光源展示出3Gbps的速度。利用全色(红、绿、蓝)LED灯更能提升到9Gbps。
(五)吞吐量
理论上，Li-Fi的吞吐量远远超过Wi-Fi。单个小型微型LED能够以8Gbps的速度进行传输。现在2.4GHz和5GHz频段已经与诸如无线电话，蓝牙设备和Wi-Fi之类的现有设备出现饱和，更不用说像增强现实，虚拟现实，无人驾驶汽车和数十亿个物联网设备这样的新技术。
所以，现无线电信号传输设备非常昂贵，而且效率低下，全球有数百万个手机信号基站，但大部分能量都在冷却上被消耗，而真正起到作用的能量仅占5％。而全世界的灯泡数量无法估算，尤其在我国，LED光源正迅速取代白炽灯。只要在其中加入一个微型芯片，就可以使它们变成网络发射器，加上柔性电池、印刷电路板和发光玻璃就能改成太阳能发电，Li-Fi既可提供照明又能与无线联网，有助于缓解现今网络流量暴增的问题，其将是物联网发展的新蓝海。
本项防水AR智能眼镜采用蓝牙模块、集成Li-Fi模块、MiNi EEG脑电波模块；含MEMS微纳米机电系统和多电极脑电传感器，其中MEMS与传统的传感器相比具有体积微小、低功耗、一致性高，其基于半导体技术和微纳加工技术的MEMS可大批量、低成本制造。特别是打印机可打印出传感器、芯片、电路等印制电路新技术结合柔性电池技术的出现，印制电路技术进步使电子元器向高集化和组装技术的高密度和微小型化的方向发展，拓宽了物联传感器的应用领域。
目前，大部分成熟的商用脑电设备大多都是单电极的，无法监测多个脑区的活动，而本项采用MiNi EEG多电极脑电设备能监测多个脑区的活动，能为大数据构建的脑电医疗云系统积累大量的脑电数据，提高脑电诊断的正确率，能为治疗方案提供好的治疗效果，通过智能脑电波，脑纹进行用户身份识别，能对亚健康状态的用户发出早期疾病预警提示，预防猝死。
红外线俗称红外光，是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在760纳米(nm)到1mm之间，是波长比红光长的非可见光。覆盖室温下物体所发出的热辐射的波段，透过云雾能力比可见光强，在通讯、探测、医疗、军事等方面有广泛的用途。
红外线一般分为：
(一)近红外线(NIR，IR-A DIN)
波长在0.75-1.4微米，以水的吸收来定义，由于在二氧化硅玻璃中的低衰减率，通常使用在光纤通信中。在这个区域的波长对影像的增强非常敏锐。
(二)短波长红外线(SWIR,IR-B DIN)
波长在1.4-3微米，水的吸收在1,450纳米显著的增加。1,530至1,560奈米是主导远距离通信的主要光谱区域。
(三)中波长红外线(MWIR,IR-C DIN)
也称为中红外线：波长在3-8微米。被动式的红外线追热导向飞弹技术在设计上就是使用3-5微米波段的大气窗口来工作，对飞机红外线标识的归航，通常是针对飞机引擎排放的羽流。
(四)长波长红外线(LWIR,IR-C DIN)
波长8-15微米。这是"热成像"的区域，在这个波段的感测器不需要其他的光或外部热源，例如太阳、月球或红外灯，就可以获得完整的热排放量的被动影像。
(五)远红外线(FIR)
波长50－1,000微米，远红外线有较强的渗透力和辐射力，具有显著的温控效应和共振效应，它易被物体吸收并转化为物体的内能。
NIR和SWIR有时被称为"反射红外线"，而MWIR和LWIR有时被称为"热红外线"，这是基于黑体辐射曲线的特性，典型的'热'物体，像是排气管，同样的物体通常在MW的波段会比在LW波段下来得更为明亮。
通常红外线辐射源可区分为四部分：
1、白炽发光区
由白炽物体产生的射线，自可见光域到红外域。如灯泡(钨丝灯)，太阳。
2、热体辐射区
由非白炽物体产生的热射线，如电熨斗及其它的电热器等，平均温度约在400℃左右。
3、发热传导区
由滚沸的热水或热蒸汽管产生的热射线。平均温度低于200℃，此区域又称为“非光化反应区”(Non-actinic)。
4、温体辐射区
由人体、动物或地热等所产生的热射线，平均温度约为40℃左右。
光波的能量与感光材料的敏感度是造成感光的主要因素，波长愈长，能量愈弱，即红外线的能量要比可见光低，比紫外线更低。但是高能量波所必须面对的另一个难题就是：能量愈高穿透力愈强，无法形成反射波使感光材料撷取影像，例如X光，就必须在被照物体的背后取像。
随着化学与电子科技的进展，近红外线摄影术演化出下列三个方向：
1、近红外线底片：以波长700nm～900nm的近红外线为主要感应范围，利用加入特殊染料的乳剂产生光化学反应，使此一波域的光变化转为化学变化形成影像。
2、近红外线电子感光材料：以波长700nm～2,000nm的近红外线为主要感应范围，它是利用以硅为主的化合物晶体产生光电反应，形成电子影像。
3、中、远红外线热像感应材料：以波长3,000nm～14,000nm的中红外线及远红外线为主要感应范围，利用特殊的感应器及冷却技术，形成电子影像。
机器视觉的红外光源
红外光源，一般可应用于传感器、安防、监控、机器视觉等领域，主要是指应用于机器视觉领域的红外LED光源。使用波长为850nm或940nm的近红外LED颗粒组装成某种形状的机器视觉照明光源，如环形红外光源、条形红外光源、同轴红外光源。红外光源因为其有较长的波长，因此其穿透性要强于可见光与紫外光源。因此，许多需要应用穿透的光源，都可以考虑使用红外光源，如表面有塑料的特征检测，又因为红外光源不属于可见光，人眼不可见，因此一些对人眼有刺激的检测场合，其也有一定的优势。
本项防水AR智能眼镜采用了远红外线热感摄像头，其在夜晚、大雾、雨天或火灾烟雾和黑暗中特有的夜视功能，能帮用户获得清晰视野，能在火灾烟雾和黑暗中迅速找到安全逃生的出口。
本项AI智能环境空气净化技术的净化原理：仿效大自然生态场景，太阳紫外线光照射地球产生的光解反应和离子化反应；通过内置的环境空气净化模组内紫外线UVA和UVCLED灯模拟太阳紫外线光与纳米陶瓷(铝PCB)镀层(二氧化钛TiO2、铑Rh、银Ag、铜Cu)多种亲水稀有金属光催化作用，发生光电效应产生超氧离子和纯态负离子等净化因子，通过链式高级氧化物反应将污染物的碳链结构破坏。
本项是UVC辐射的独特杀菌特性让纳米陶瓷能通过破坏细菌DNA而杀死细菌，这使UVC成为杀菌的理想选择。
UVC的波长范围是100-280nm，UVA的波长范围是315-400nm，应用于紫外线光固化技术，本项是纳米陶瓷与UVC和UVA LED的应用技术，紫外固化行业，主要应用到UVA波段的紫外线，紫外固化机的紫外光源，一般用高压汞灯(UVA365nm)，随着UV LED技术的发展，近年来高功率UV LED在UV固化行业得到了广泛应用，UV LED的特点是波长单一、容易控制、功率高，固化过程中的工艺参数更容易控制，并可做到小体积，而一般使用的UV LED有365nm、375nm、385nm、395nm等等。
UV LED能有效把15％-30％的电功率转化为可实用的UV光，并且不含有害的短波紫外线(UVC/UVB)和长波红外线，所以和汞灯相比可节省超过80％的能源。
纳米陶瓷的独特热效率高、耐用无机且符合成本效益，对于将UVC杀菌带入日常生活具有重要意义，基于LED的UV固化正在革新印刷行业。
现在UV LED技术正在为小型便携式消毒智能设备创造出一个全新的市场，其尺寸小巧、坚固耐用、功耗低、便携消毒的功能产品将会对公共健康产生深远的影响。
本项AI智能环境空气净化仪还可选配防火头罩、呼吸管、滤毒盒等，用于山火和火灾的应急逃生，防止吸入有毒害烟雾的窒息死亡。
现常用的空气净化技术有：活性炭吸附技术、负离子技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术、催化技术、光触媒技术、光水离子化技术、活性氧技术、离子瀑技术等。
本项AI智能环境空气净化仪采用纳米可充电柔性超薄锌电池技术，采用纳米电极材料、半固态凝胶电解质以及柔性防水封装技术，采用印刷生产工艺将纳米功能材料薄层打印在柔性基底上，结合智能柔性封装防水技术制备的超薄柔性电池产品。其核心技术包括基于碳纳米颗粒的集流体及电机、凝胶半固态电解质、印刷油墨配方、全自动卷对卷印刷生产技术及柔性封装防水技术等，其产品可根据客户需求的形状、容量、电压进行个性化定制，可满足不同应用场景的需求，目前主要应用场景包括柔性显示智能穿戴、医疗、健康、美容领域、智能卡片和智能包装等，还包括新型柔性电子器件、柔性电子集成产品和柔性电路板和柔性印刷电子能源(其结合发电玻璃能改成太阳能发电的新能源)。
超薄柔性印刷电池的优点是超薄柔性，堪称业界最薄，具有可弯折的性能，可创造性的应用智能穿戴、医疗健康、物联网、军工设备等领域，安全性能高。在高温、弯折、刺穿、剪切、碾压等极端物理条件下不会发生燃烧爆炸，仍可正常使用；环境友好，采用环保锌电极材料、水系电解液体系及最前沿的封装技术，实现绿色环保生产，电池成品不含重金属，不污染环境；高生物相容性，电池可直接与皮肤接触，适用于亲肤的医疗监测设备、外敷药品以及离子渗透护肤品；个性化灵活定制。超薄柔性印刷电池具有独特且灵活的产品性能，为下一代电子产品——柔性电子提供无限的设计空间。这种电池大大提高了电路设计的可能性，如电路不但可以围绕电池或者将电池围绕电路板，甚至电池本身就变成电路板；打印电子器件的方式，可以直接将电子器件内部电路打印在底板上，可以打印出传感器、记忆芯片、逻辑电路这类电路。只需要一台打印机就可以在电池上打印，大大的降低芯片制造成本，这将是迈向可伸缩的电子设备过程中具有标志性的一部，改善其他形式的能源存储以及可印刷、可伸缩的电子设备，其不仅仅适用于锌电池，也可以适用于锂离子电池，同样还可以适用于超级电容(石墨烯电池)和光电池、太阳能电池和燃料电池，以及利用这种电池为各式各样的电子设备供电，将来薄膜、可伸缩的电池将取代硬币式的纽扣电池，未来集成平台的制造成本很可能大大降低，锌电池还有相当大的优势，首先锌电池的成本以及危险性都比现在广泛使用的锂电池小，并且锌本身就有很多特性适合制造不同的电子元件，例如：压电特性、锌纳米线在结晶，以及不结晶的情况下也有不同的属性等等。
这种新型电池将至少有锂聚合物电池的性能，在未来我们可以期待这种电池带来的小型电子产品领域的变革。还有印制电路新技术将围绕芯片级封装(CSP、MCM)用的CSP、MCM)用的积层式多层印制板(BUM)和为BGA、CSP等封装器件的表面安装印刷版和高密度互联印制板HDI，推动印制电路技术进步使电子元器件向高集化、组装技术的高密度和微小型化方向发展。
本项采用纳米防水技术能对柔性电池和内部打印电路和电子元器件做专业的防水处理，其外部采用了纳米钛喷膜，能防水、防辐射和防菌。其由石英砂中提取纯二氧化硅，根据表材添加水或乙醇；或根据使用情况添加金红石型的纳米二氧化钛化学结晶体。
本项AI智能环境空气净化技术主动有效杀灭环境空气中的病毒、细菌、霉菌等有害微生物；有效分解生物和化学等有害因子，分解甲醛、苯、TVOC等，有效沉降PM2.5和PM10粉尘、烟尘、有毒烟雾等有害可吸入颗粒物。每分钟还能产生800万个负离子的空气维生素。
AI智能环境空气净化技术十大优势：
(一)快速：只需0.0000001秒内就可将污染物彻底分解，可在90公分内灭活99％的细菌(REME)。
(二)有效：净化速度的效果是单独使用臭氧的200倍，紫外线光的3000倍。
(三)全面：几乎可分解所有有机污染物，对于日常生活中最常见的化学用品产生的TVOC分解效果甚佳。
(四)安全：可在有人的环境中使用，对人体无害、污染化学和生物分解后无化学残留，不会造成二次污染，能为智能数据传输提供更为安全、保密、高速稳定的物联网络。
(五)主动：净化物质会以离子的状态遍布整个环境空间，主动的捕捉灭活细菌，无死角。
(六)彻底：通过链式高级氧化物反应将污染物的碳链结构破坏，净化后污染物被分解成二氧化碳和水。
(七)健康：净化完成后每分钟还能产生800万个负离子的空气维生素。
(八)智能：AI&AR与IOT结合的AIOT，LiFi新物联网的应用，开启火灾逃生与亚健康状态用户猝死症状前SOS的救援与智能优化用户健康和提供安全健康呼吸环境应用智能可穿戴的场景。
(九)耐用：采用纳米可充电柔性超薄锌电池能大大的提高智能可穿戴设备的续航时间。
(十)便携、时尚、轻便，采用纳米新材料技术。
下面结合附图说明和具体实施例对本发明的智能穿戴及空气净化组合装置作进一步说明。
附图说明
图1为净化原理示意图步骤1；
图2为净化原理示意图步骤2；
图3为净化原理示意图步骤3；
图4为净化原理示意图步骤4；
图5为净化原理示意图步骤5；
图6为防水AR智能眼镜的结构示意图；
图7为多电极脑电传感器打开后的示意图；
图8为多电极脑电传感器折叠后的示意图；
图9为多电极脑电传感器与防水AR智能眼镜配合使用的示意图；
图10为颈箍防火软头罩的结构示意图；
图11为呼吸软管的结构示意图；
图12为AI智能环境空气净化仪的外观示意图；
图13为AI智能环境空气净化仪拆开后的示意图。
具体实施方式
一种智能穿戴及空气净化组合装置，包括防水AR智能眼镜、AI智能环境空气净化仪、嵌入式人工智能系统、物联网络系统与互联网络系统。
如图6所示，防水AR智能眼镜包括β钛合金镜架、优质医用透明硅胶及可调节的鼻托3和脚套4、AR纳米超像素超薄透镜、MiNi EEG脑电波模块、蓝牙模块、眼球追踪模块、远红外线热感摄像头2、集成LiFi模块、防水MiNi微芯片LED灯1、智能数据接口、纳米可充电柔性超薄锌电池。
防水AR智能眼镜包括AR纳米超像素超薄防水透镜，由柔性纳米中层超薄GST显示层加上另外两外层由氧化铟锡ITO制成的电极层其结合一种能防水、防辐射、防菌的纳米钛喷膜。其由石英砂中提取纯二氧化硅和金红型的化学结晶体组成。
如图7-9所示，防水AR智能眼镜包括蓝牙模块、集成LiFi模块、MiNi EEG脑电波模块；含MEMS微纳米机电系统和多电极脑电传感器能监测多个脑区的活动，能为大数据构建的脑电医疗云系统积累大量的脑电数据，提高脑电诊断的正确率，能为治疗方案提供好的治疗效果。通过MiNi EEG脑电波模块的MEMS微纳米机电系统和多电极脑电传感器5；追踪大脑脑电波信号，通过智能脑电波的脑纹进行身份识别，通过多电极的脑电采集脑电波与连接脑电波模块上的蓝牙和LiFi读取脑电波数据，通过多电极脑电传感器5采集脑电波，获取脑神经区域模式，通过大数据构建的脑电医疗云系统，自动读图，生出脑电报告，脑电云系统和AI读图，通过脑电云系统进行脑电数据的自由传输，并利用AI自动抓取脑电的异常信号，能给亚健康状态的用户发出早期疾病预警提示，预防猝死。
防水AR智能眼镜包括眼球追踪模块和远红外线热感摄像头2、含图像感光芯片、激光二极管；通过人眼结构信息模型智能进行身份识别，AR显示技术使用了内置在透镜中的全息组合器，也可换成视力矫正镜片，可将图像投射在用户视场角内，AR图像由MiNi扫描激光投影仪生成，然后通过光学反射镜反射到透镜上，在夜晚、大雾、雨天或火灾烟雾和黑暗中，远红外线热感摄像头其特有的夜视功能，能帮用户获得清晰视野，其采用智能视觉算法识别人、动物和物体，并根据被摄物体的温度变化而变化，温度越高的物体越亮，温度越冷的物体则越暗；能在火灾烟雾和黑暗中迅速找到安全逃生的出口；通过与佩戴者进行目光注意力获得仿大自然生态环境体验和进行高效互动。
AI智能环境空气净化仪、防火头罩、呼吸管、滤毒盒等，其中防火头罩、呼吸管、滤毒盒可自由选配，可用于山火和火灾的应急逃生，防止吸入有毒害烟雾的窒息死亡。
如图10-11所示，选配的颈箍防火软头罩6通过呼吸软管10与滤毒盒8相连，滤毒盒8和颈箍防火软头罩6的背面均设有魔术细贴带9。呼吸软管10的上部设有拆接口7。
AI智能环境空气净化仪包括蓝牙模块、防水MiNi微芯片LED灯、集成LiFi模块、环境空气净化模组、智能数据接口、纳米可充电柔性超薄锌电池。
如图12-13所示，AI智能环境空气净化仪包括环境空气净化模组；由紫外线UV LED灯、带孔的纳米陶瓷镀层13(内含有二氧化钛TiO2、铑Rh、银Ag、铜Cu)、智能MEMS微纳米机电系统和MiNi智能双涡扇组成。紫外线UV LED灯的外周表面设有带孔的纳米陶瓷镀层13。柔性电池&LED微芯片11、印刷电路板12固定套在UV LED灯的底部。
AI智能环境空气净化技术的净化原理：仿效大自然生态场景，太阳紫外线光照射地球产生的光解反应和离子化反应；通过内置的环境空气净化模组内紫外线UVA和UVC LED灯模拟太阳紫外线光与纳米陶瓷(铝PCB)镀层(二氧化钛TiO2、铑Rh、银Ag、铜Cu)多种亲水稀有金属光催化作用，发生光电效应产生超氧离子和纯态负离子等净化因子，通过链式高级氧化物反应将污染物的碳链结构破坏。
AI智能环境空气净化仪能通过智能数据接口与智能家居、智能办公系统、车载等智能连接。
结合图1-5所示，AI智能环境空气净化模组的净化原理具体为：
(1)UVC和UVA LED双光谱紫外线灯发出特定波长的紫外线，照射到空气中的氧气分子，生成一定浓度的臭氧分子，该反应不需要催化剂的协助即可进行；如图1，UV LED紫外线光固化。
(2)金属催化剂的亲水物质吸附水分子到金属催化剂表面，水分子吸附在金属催化剂表面；如图2。
(3)特定波长的紫外线照射到金属表面的二氧化钛上，使金属表面产生电子激发，产生负电荷和正电荷；如图3。
(4)负电荷和空气中的臭氧结合，形成带负电荷的臭氧分子；被吸附到金属表面的水分子形成带正电荷的水分子化合物；如图4。
(5)带正电荷的水分子化合物夺去臭氧中的原子态氧，生成氧气负离子(O2 -)和H2O2正离子(H2O2 +)或H2O2；H2O2正离子从金属表面逃逸出来，通过智能MEMS微纳米机电系统和MiNi智能双涡扇主动迅速把超氧离子和纯态负离子等净化因子扩散至环境空间内，这些物质就是PHIT净化所需的净化因子，能高效消除各种污染物。
智能MEMS微纳米机电系统通过蓝牙模块或LiFi能对环境空气中有害成分提供智能提醒和检测并开启净化。
纳米可充电柔性超薄锌电池采用纳米电极锌材料，半固态凝胶电解质，电池中加入了氧化铋，在锌电池中加入氧化铋保证电池能够持续稳定工作，并且可再充电；采用柔性防水封装技术，主要采用印刷生产工艺将纳米功能材料薄层打印在柔性基底上，结合智能柔性封装防水技术制备而成；其电池本身可变成电路板，直接将电子器件内部电路打印在底板上，打印机可打印出传感器、芯片、逻辑电路等，还可根据客户需求的形状、容量、电压进行个性化定制；采用了纳米防水技术能对柔性电子器件、柔性电子集成产品和柔性印刷电子能源做专业的纳米防水处理。其能结合发电玻璃能改成太阳能发电的新能源。印制电路技术进步使电子元器件向高集化、组装技术的高密度和微小型化方向发展。
嵌入式人工智能系统、物联网络系统与互联网络系统，5G与IOT与AI结合的AIOT的新应用，本项提出新的物联网解决方案，利用LiFi-WiFi混合网络模式，主要由LED(发光二极管)微芯片、集成LiFi模块(含印刷电路板)、纳米可充电柔性超薄电池，由路由器(集线器)、LED光源、接收器和信息终端(含适配器)，配上发光玻璃能改成太阳能发电的新能源，通过引入WiFi热点将弥补LiFi网络因光源无法覆盖，不同光源之间的干扰，以及光源被遮蔽时用户无法上网的缺陷。LiFi使用简单采用直接调制方法和低成本红外通信设备；可见光路由器是可见光通信网路中的核心组成部分，可以接受来自信息终端用户的信息，同时分时段的将接收到的信息通过主光源以广播的方式发送出去，LiFi借助可见光谱发出高速的光脉冲来传输无线数据，发射部分主要包括将信号源信号转换便于光信道传输的电信号的输入和处理电路、将电信号变化调剂成光载波强变化的LED可见光驱动调制电路。LiFiLED灯具利用信号处理技术，将数据嵌入到光束中，并且以超高的速度发给光电探测器，然后这种微小的光线变化会被转化成电信号，再转回数据流的形式，发送给计算机或者移动设备。基于现在2.4GHz和5GHz频段设备的饱和，利用LiFi-WiFi混合网络模式是一个很好的解决方案。
通过本项防水AR智能眼镜新一代LiFi物联网络能解决卫星手机全面触屏的致命缺陷；通过智能脑电波的脑纹身份识别和人眼结构信息模型进行用户的身份识别，智能脑电波和眼球追踪能与佩戴者通过意念和目光注意力(获得仿大自然生态环境体验)进行高效互动；能对环境空气中有害成分提供智能监测并开启净化，通过大数据构建的云系统物联网IOT与人工智能AI相结合的AIOT应用智能可穿戴的场景，开启火灾逃生和亚健康状态用户猝死症状前SOS的救援与智能优化用户的健康管理，为用户提供安全健康的呼吸环境。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能穿戴及空气净化组合装置，其特征在于：包括防水AR智能眼镜、AI智能环境空气净化仪、嵌入式人工智能系统、物联网络系统与互联网络系统。
2.根据权利要求1所述的智能穿戴及空气净化组合装置，其特征在于：防水AR智能眼镜包括β钛合金镜架、透明医用硅胶可调节的鼻托和脚套、AR纳米超像素超薄透镜、MiNi EEG脑电波模块、蓝牙模块、眼球追踪模块、远红外线热感摄像头、集成LiFi模块、防水MiNi微芯片LED灯、智能数据接口、纳米可充电柔性超薄锌电池。
3.根据权利要求2所述的智能穿戴及空气净化组合装置，其特征在于：防水AR智能眼镜包括AR纳米超像素超薄防水透镜，由柔性纳米中层超薄GST显示层加上另外两外层由氧化铟锡ITO制成的电极层其结合能防水、防辐射、防菌的纳米钛喷膜。
4.根据权利要求3所述的智能穿戴及空气净化组合装置，其特征在于：防水AR智能眼镜包括蓝牙模块、防水MiNi微芯片LED灯、集成LiFi模块、MiNi EEG脑电波模块；其中MiNi EEG脑电波模块含MEMS微纳米机电系统和多电极脑电传感器；通过智能脑电波的脑纹进行身份识别，通过多电极的脑电采集脑电波，获取脑神经区域模式，通过脑电云系统和AI读图，利用AI自动抓取脑电的异常信号，能给亚健康状态的用户发出早期疾病预警提示，预防猝死。
5.根据权利要求4所述的智能穿戴及空气净化组合装置，其特征在于：防水AR智能眼镜包括眼球追踪模块、含图像感光芯片、激光二极管和远红外线热感摄像头；通过人眼结构信息模型智能进行身份识别，AR显示技术使用了内置在透镜中的全息组合器，也可换成视力矫正镜片，可将图像投射在用户视场角内，AR图像由MiNi扫描激光投影仪生成，然后通过光学反射镜反射到透镜上，在夜晚、大雾、雨天或火灾烟雾和黑暗中，远红外线热感摄像头其特有的夜视功能，帮用户获得清晰视野，其采用智能视觉算法识别人、动物和物体，并根据被摄物体的温度变化而变化，温度越高的物体越亮，温度越冷的物体则越暗；在火灾烟雾和黑暗中迅速找到安全逃生的出口；通过与佩戴者进行目光注意力获得仿大自然生态环境体验和进行高效互动。
6.根据权利要求5所述的智能穿戴及空气净化组合装置，其特征在于：防水AR智能眼镜和AI智能环境空气净化仪；防水AR智能眼镜包括远红外线热感摄像头、防水MiNi微芯片LED灯、集成LiFi模块和智能数据接口；含AI智能环境空气净化仪、防火头罩、呼吸管、滤毒盒；其中，防火头罩、呼吸管、滤毒盒可自由选配，可用于山火和火灾的应急逃生，防止吸入有毒害烟雾的窒息死亡。
7.根据权利要求6所述的智能穿戴及空气净化组合装置，其特征在于：AI智能环境空气净化仪包括蓝牙模块、防水MiNi微芯片LED灯、集成LiFi模块、环境空气净化模组、智能数据接口、纳米可充电柔性超薄锌电池。
8.根据权利要求7所述的智能穿戴及空气净化组合装置，其特征在于：AI智能环境空气净化仪包括环境空气净化模组；由紫外线UV LED灯、纳米陶瓷镀层(二氧化钛TiO2、铑Rh、银Ag、铜Cu)、智能MEMS微纳米机电系统和MiNi智能双涡扇组成；通过链式高级氧化物反应将污染物的碳链结构破坏，主动有效杀灭环境空气中的病毒、细菌、霉菌等有害微生物；有效分解生物和化学等有害因子，分解甲醛、苯、TVOC等，有效沉降PM2.5和PM10粉尘、烟尘和有毒烟雾等有害可吸入颗粒物。
9.根据权利要求8所述的智能穿戴及空气净化组合装置，其特征在于：AI智能环境空气净化仪包括环境空气净化模组内置的MiNi智能双涡扇和智能数据接口。
10.根据权利要求9所述的智能穿戴及空气净化组合装置，其特征在于：纳米可充电柔性超薄锌电池采用纳米电极锌材料，半固态凝胶电解质以及柔性防水封装技术，采用印刷生产工艺将纳米功能材料薄层打印在柔性基底上，结合智能柔性封装防水技术制备而成；其电池本身可变成电路板，直接将电子器件内部电路打印在底板上，打印机可打印出传感器、芯片、逻辑电路等，还可根据客户需求的形状、容量、电压进行个性化定制；采用了纳米防水技术能对柔性电子器件、柔性电子集成产品和柔性印刷电子能源做专业的纳米防水处理；薄膜、可伸缩的柔性电池可取代硬币式的纽扣电池，其结合发电玻璃能改成太阳能发电的新能源；
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