CN113908387A - 一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，包括壳体、上端盖、雾化机构和药液盒，上端盖安装在所述壳体的顶部，雾化机构和药液盒均安装在所述上端盖上，药液盒连通所述雾化机构，雾化机构内设置有使雾化更精细的微网和若干用于雾化药液的雾化片；壳体内设置有用于测量人体体温的红外传感器、用于测量环境温度的温度传感器以及用于测量所述壳体与使用者间距的测距传感器，壳体内还设置有主控芯片和无线通信模块，主控芯片控制连接所述雾化片，无线通信模块信号连接主控芯片，无线通信模块还信号连接手机终端APP。本发明中，雾化的药物更细致均匀、可充分被吸收，智能化程度较高，可连接大数据平台提供诊疗建议。

Description

一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器

技术领域

本发明涉及雾化器设备领域，更具体地说，本发明涉及一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器。

背景技术

雾化器是将液体进行雾化，在治疗上呼吸道疾病时，会经常用到，雾化器将液体药物雾化呈极小的液体漂浮颗粒后，患者吸入漂浮颗粒，以治疗炎症部位，如治疗鼻炎、咽炎、哮喘和上呼吸道疾病等等。

随着人们治疗、保健意识的提高，针对慢行呼吸道疾病，患者也会在家里采用雾化治疗，免去去医院，治疗过程方便、也没有时间约束，但是在家自己使用雾化器治疗时，儿童、成人和老年人对雾化量的需求是不同的，自己或家人操作较难精准控制雾化量，而且不同的上呼吸道疾病，需要用不同的液体药物，儿童、成年人和老年人疾病程度的不同，对雾化量的需求也是不同的，自己或家人操作，也很难用到最佳的治疗方案。

现有的雾化器结构、功能都较为单一，不够智能化，也无法连接大数据平台。

因此，需要设计一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器。

发明内容

本发明的目的在提供一种更智能、出雾更细致均匀，可连接至大数据平台提供诊疗建议，基于多传感器融合的智能化微网雾化器，以解决背景技术中提到的问题。

本发明提供一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，包括壳体、上端盖、雾化机构和药液盒，所述上端盖安装在所述壳体的顶部，所述雾化机构和药液盒均安装在所述上端盖上，所述药液盒连通所述雾化机构，所述雾化机构内设置有使雾化更精细的微网和若干用于雾化药液的雾化片；

所述壳体内设置有用于测量人体体温的红外传感器、用于测量环境温度的温度传感器以及用于测量所述壳体与使用者间距的测距传感器，所述壳体内还设置有主控芯片和无线通信模块，所述主控芯片控制连接所述雾化片，所述无线通信模块信号连接所述主控芯片，所述无线通信模块还信号连接手机终端APP。

在一个优选地实施方式中，所述雾化机构包括雾化下盒和雾化上盒，所述雾化下盒固定设置在所述上端盖上，所述雾化上盒可拆卸的安装在所述雾化下盒上，若干所述雾化片设置在所述雾化下盒的内底面，所述微网设置在所述雾化上盒的顶面。

在一个优选地实施方式中，所述雾化上盒的侧面设置有通孔，所述药液盒的侧面设置有出液道，所述出液道伸入所述通孔、使所述药液盒连通所述雾化下盒和雾化上盒。

在一个优选地实施方式中，所述药液盒的顶部设置有可转动的盒盖，所述盒盖的侧面还设置有出雾罩，当所述盒盖盖上时、所述出雾罩遮盖所述雾化上盒，所述出雾罩的顶部设置有出雾孔。

在一个优选地实施方式中，所述雾化片的表面或者所述雾化下盒的内底面还设置有用于检测是否有药液的压力传感器。

在一个优选地实施方式中，所述微网上设置有若干雾化孔，所述雾化孔的孔径为1-4微米。

在一个优选地实施方式中，所述雾化片采用抗菌陶瓷材质。

在一个优选地实施方式中，还包括下端盖，所述下端盖可拆卸的安装在所述壳体的底部，所述壳体内设置有电池安装孔和电路板，所述壳体的侧面还设置有若干检测孔、电源按钮和USB接口。

在一个优选地实施方式中，所述壳体的外表两侧采用模仿人体手掌、手指握姿的仿生设计。

在一个优选地实施方式中，所述主控芯片的型号为超低功耗STM32L4系列，并内置有基于TensorFlow Lite for Microcontrollers深度学习架构的轻量型神经网络。

本发明的技术效果和优点：

1、主控芯片功耗低，可大大延长雾化器的使用时间，可感应是否有药液，避免损坏电机电路，双充电模式、使用方便，药物雾化更加精细、药液更容易被人体吸收。

2、采用深度学习架构，可根据不同年龄段的人群、不同的人体体征，产品使用过程中再结合多传感器采集到的参数，一同输入到轻量型神经网络中进行深度学习，从而在不同环境中均能达到精确的、理想的雾化效果。

3、可无线连接医疗大数据平台，获得医疗建议，家人、医生可通过手机APP，帮助儿童、老年人自主完成雾化治疗，治疗使用的参数可存储至云端、方便下次调用，结合深度学习神经网络，可不断复用、优化治疗方案，以达到最优治疗效果。

4、雾化片采用抗菌陶瓷材质，能持续对细菌等微生物产生抑制或杀灭作用，能够有效避免各种细菌、病毒对用户侵害，导管、呼吸罩、吸气罩采用可拆卸安装，一人一罩、一机多用，避免交叉感染，雾化使用时手感好，用户体验佳。

附图说明

图1为整体立体图；

图2为盒盖、出雾罩、雾化上盒和药液盒的爆炸示意图；

图3为盒盖、出雾罩、雾化上盒和雾化下盒的爆炸示意图；

图4为壳体、下端盖和上端盖的爆炸示意图；

图5为电路板上各模块的工作逻辑框图。

附图标记说明：1、壳体；11、检测孔；12、下端盖；13、上端盖；131、雾化下盒；132、雾化片；14、电源按钮；15、雾化上盒；16、出雾罩；17、微网；18、USB接口；19、电池安装孔；2、药液盒；21、盒盖；22、出液道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，如图1-5所示，包括壳体1、上端盖13、雾化机构和药液盒2，上端盖13安装在壳体1的顶部，雾化机构和药液盒2均安装在上端盖13上，药液盒2连通雾化机构，雾化机构内设置有使雾化更精细的微网17和若干用于雾化药液的雾化片132；

壳体1内设置有用于测量人体体温的红外传感器、用于测量环境温度的温度传感器以及用于测量壳体1与使用者间距的测距传感器，红外传感器的型号为MLX90614ESF-BCC、测距传感器的型号为UB500-18GM75I-V15、温度传感器的型号为TMP100NA/3K，壳体1内还设置有主控芯片和无线通信模块，无线通信模块采用蓝牙模块和WIFI模块，如型号为ESP-07S，主控芯片控制连接雾化片132，，雾化片132高频振动，使液体药物雾化，无线通信模块信号连接主控芯片，无线通信模块还信号连接手机终端APP。

通过红外传感器测量人体体温，体温越高(感冒咳嗽发烧时、体温越高代表疾病越严重)，雾化量越大(即雾化片132工作强度越大)；温度传感器测量雾化器的周围环境温度，当气温过低时，如零度以下时、停止雾化，防止呈雾气的药物结冰。

测距传感器通过感应距离，进行判断雾化器与人体的接触情况，比如摘除面罩的时候离得人体较远，系统判断后控制出雾量变小，直到停止雾化；感应到与人体很接近，也就是正常佩戴的时候，正常雾化。

雾化机构包括雾化下盒131和雾化上盒15，雾化下盒131固定设置在上端盖13上，雾化上盒15可拆卸的安装在雾化下盒131上，雾化上盒15安装在雾化下盒131上后，雾化上盒15与雾化下盒131之间形成雾化空间，若干雾化片132设置在雾化下盒131的内底面，微网17设置在雾化上盒15的顶面，液体药物位于雾化空间内，雾化片132振动完成雾化，雾化后的雾状药物通过微网17上升。

雾化上盒15的侧面设置有通孔，药液盒2的侧面设置有出液道22，出液道22伸入通孔、使药液盒2连通雾化下盒131和雾化上盒15，药液盒2中的液体药物通过出液道22流入雾化空间内。

药液盒2的顶部设置有可转动的盒盖21，盒盖21的侧面还设置有出雾罩16，当盒盖21盖上时、出雾罩16遮盖雾化上盒15，出雾罩16的顶部设置有出雾孔，雾化用到的呼吸罩、吸气罩等、通过导管连接雾孔，即雾化的药物通过雾孔，进入导管，再通过呼吸罩、吸气罩被患者吸收，导管可拆卸安装在雾孔上，实现一人一罩、一机多用，避免交叉感染。

雾化片132的表面或者雾化下盒131的内底面还设置有用于检测是否有药液的压力传感器，压力传感器的型号为HG-SOP81500D-IIC，当雾化上盒15与雾化下盒131内的液体药物用完时，雾化器不在工作，避免损坏电机。

微网17上设置有若干雾化孔，雾化孔的孔径为1-4微米。使雾化更精细，药液更易被人体吸收。

雾化片132采用抗菌陶瓷材质，在使用过程中能持续对细菌、真菌、病毒等微生物产生抑制或杀灭作用，能够有效避免各种细菌、病毒对用户侵害。

还包括下端盖12，下端盖12可拆卸的安装在壳体1的底部，壳体1内设置有电池安装孔19和电路板，拆卸下下端盖12，方便更换电池，红外传感器、温度传感器、测距传感器和主控芯片、无线通信模块均安装在电路板上，壳体1的侧面还设置有若干检测孔11、电源按钮14和USB接口18，红外传感器、温度传感器、测距传感器是对着检测孔11的，方便检测环境和使用者数据，USB接口18用于为雾化器充电。

壳体1的外表两侧采用模仿人体手掌、手指握姿的仿生设计，握住使用时，用户体验感更好。

主控芯片的型号为超低功耗STM32L4系列，神经网络的框架采用TensorFlow Litefor Microcontrollers深度学习架构，TensorFlow Lite for Microcontrollers为现有技术，适用于微控制器和其他一些仅有数千字节内存的设备。主控芯片内系统上根据不同人群的的划分如老人，成年人以及幼儿这三个群体，再根据不同年龄段的划分，会生成不同的人体的体征系统参数，具体雾化过程中，会实时采集红外传感器、温度传感器和测距传感器采集到的人体参数(即疾病的严重情况，如发烧时体温高低)、环境参数(如环境温度情况)，采集后的人体参数、环境参数和体征系统参数一同输入至提前预训练好的神经网络内，进行深度学习预测，分析后会得出适合不同年龄、不同疾病最佳的雾化治疗方案，即雾化片132的振动强度。

当老年人、儿童需要雾化，但自己又不方便操作时，家人、医生可通过手机APP操控雾化器工作，也可控制雾化器通过无线通信模块连接远程医疗系统，在雾化过程中以及结束后，可将治疗使用的参数存储到远程医疗系统的云端，生成自己的体征数据检测报告，以供下次使用的时候直接调取使用；同时兼顾深度学习神经网络中迁移学习的作用，已经完成的检测参数可以下次进行复用以便达到更好的治疗效果。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (10)

1.一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，其特征在于，包括壳体(1)、上端盖(13)、雾化机构和药液盒(2)，所述上端盖(13)安装在所述壳体(1)的顶部，所述雾化机构和药液盒(2)均安装在所述上端盖(13)上，所述药液盒(2)连通所述雾化机构，所述雾化机构内设置有使雾化更精细的微网(17)和若干用于雾化药液的雾化片(132)；

所述壳体(1)内设置有用于测量人体体温的红外传感器、用于测量环境温度的温度传感器以及用于测量所述壳体(1)与使用者间距的测距传感器，所述壳体(1)内还设置有主控芯片和无线通信模块，所述主控芯片控制连接所述雾化片(132)，所述无线通信模块信号连接所述主控芯片，所述无线通信模块还信号连接手机终端APP。

2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，其特征在于，所述雾化机构包括雾化下盒(131)和雾化上盒(15)，所述雾化下盒(131)固定设置在所述上端盖(13)上，所述雾化上盒(15)可拆卸的安装在所述雾化下盒(131)上，若干所述雾化片(132)设置在所述雾化下盒(131)的内底面，所述微网(17)设置在所述雾化上盒(15)的顶面。

3.根据权利要求2所述的一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，其特征在于，所述雾化上盒(15)的侧面设置有通孔，所述药液盒(2)的侧面设置有出液道(22)，所述出液道(22)伸入所述通孔、使所述药液盒(2)连通所述雾化下盒(131)和雾化上盒(15)。

4.根据权利要求3所述的一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，其特征在于，所述药液盒(2)的顶部设置有可转动的盒盖(21)，所述盒盖(21)的侧面还设置有出雾罩(16)，当所述盒盖(21)盖上时、所述出雾罩(16)遮盖所述雾化上盒(15)，所述出雾罩(16)的顶部设置有出雾孔。

5.根据权利要求4所述的一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，其特征在于，所述雾化片(132)的表面或者所述雾化下盒(131)的内底面还设置有用于检测是否有药液的压力传感器。

6.根据权利要求5所述的一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，其特征在于，所述微网(17)上设置有若干雾化孔，所述雾化孔的孔径为1-4微米。

7.根据权利要求6所述的一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，其特征在于，所述雾化片(132)采用抗菌陶瓷材质。

8.根据权利要求7所述的一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，其特征在于，还包括下端盖(12)，所述下端盖(12)可拆卸的安装在所述壳体(1)的底部，所述壳体(1)内设置有电池安装孔(19)和电路板，所述壳体(1)的侧面还设置有若干检测孔(11)、电源按钮(14)和USB接口(18)。

9.根据权利要求8所述的一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，其特征在于，所述壳体(1)的外表两侧采用模仿人体手掌、手指握姿的仿生设计。

10.根据权利要求9所述的一种基于多传感器融合的智能化微网雾化器，其特征在于，所述主控芯片的型号为超低功耗STM32L4系列，并内置有基于TensorFlow Lite forMicrocontrollers深度学习架构的自主训练生成的轻量型神经网络。

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