CN114376286A - 一种智能口罩与体温检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种智能口罩与体温检测方法，其中，智能口罩包括面罩和设于面罩上的测温模块。测温模块包括腔体、温度传感器和控制器，腔体上设有进气口和出气口，温度传感器以及控制器设于腔体内，控制器与温度传感器电连接。温度传感器将采集的温度数据传输至控制器，控制器根据温度数据确定体温。通过在面罩上设置测温模块，人呼出气体从进气口流进腔体，由腔体中的温度传感器采集温度数据，温度传感器将采集的温度数据传输至控制器，控制器根据温度数据确定体温，无需与人体直接接触，从而解决了测温工具与人体直接接触，测温工具上的细菌、病毒等危害物质，容易对人造成伤害，即容易导致测温安全性较差的问题。

Description

一种智能口罩与体温检测方法

技术领域

本发明涉及可穿戴技术领域，特别是指一种智能口罩与体温检测方法。

背景技术

口罩最基本的功能为过滤隔离，在保障呼吸的同时，防止病毒通过飞沫、气溶胶等方式进行传播。

随着人们对口罩功能要求越来越高，在基本的过滤隔离功能基础上，口罩还集成了检测人体温度的功能。有方案通过在口罩挂耳处增加耳温测量器，使耳温测量器紧贴人耳，来检测人体温度；另有方案通过在口罩上增加十字开孔，从该十字开孔处插入温度计，通过此方法进行手动测温。

现有方案中，通过在口罩挂耳处增加耳温测量器的方案，需要调整口罩使耳温测量器与耳廓紧密贴合，通过预留十字开孔的方式，需要插入温度计进行手动测温，两种方案都需要测温工具与人体直接接触，测温工具上的细菌、病毒等危害物质，容易对人造成伤害，即容易导致测温安全性较差的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种智能口罩与体温检测方法，以解决现有方案中测温安全性较差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种智能口罩，包括：

面罩和设于所述面罩上的测温模块；

所述测温模块包括腔体、温度传感器和控制器，所述腔体上设有进气口和出气口，所述温度传感器以及所述控制器设于所述腔体内，所述控制器与所述温度传感器电连接；

所述温度传感器将采集的温度数据传输至所述控制器，所述控制器根据所述温度数据确定体温。

可选的，所述测温模块还包括与所述控制器电连接的第一阀门，所述第一阀门设于所述出气口处，控制所述出气口的开闭。

可选的，所述测温模块还包括与所述控制器电连接的第二阀门，所述第二阀门设于所述腔体内，所述腔体被所述第二阀门分为第一子腔体和第二子腔体，所述第一子腔体上设有所述进气口，所述温度传感器设于所述第一子腔体内，所述第二子腔体上设有所述出气口。

可选的，所述测温模块还包括与所述控制器电连接的压力传感器，所述压力传感器设于所述腔体内；

所述压力传感器将采集的压力数据传输至所述控制器，所述控制器根据所述压力数据确定呼吸状态，并根据所述呼吸状态控制目标阀门的开闭，所述目标阀门包括所述第一阀门和/或所述第二阀门。

可选的，所述测温模块还包括声光报警装置，所述声光报警装置与所述控制器电连接。

可选的，所述测温模块还包括通信模块，所述通信模块与所述控制器电连接。

第二方面，本发明实施例提供了一种体温检测方法，应用于上述的智能口罩，包括：

获取所述温度传感器采集的温度数据；

根据所述温度数据确定体温。

可选的，所述根据所述温度数据确定体温，包括：

将第一子目标数据作为所述体温，所述第一子目标数据为所述温度数据中大于预设值的数据的平均值或为所述温度数据中的最大值。

可选的，所述测温模块还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述腔体内；

所述方法，还包括：

获取压力传感器采集的压力数据；

根据所述压力数据确定呼吸频率。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述体温检测方法中的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述体温检测方法中的步骤。

本发明实施例提供的智能口罩，包括面罩和设于所述面罩上的测温模块，测温模块包括腔体、温度传感器和控制器，腔体上设有进气口和出气口，温度传感器以及控制器设于腔体内，控制器与温度传感器电连接，温度传感器将采集的温度数据传输至控制器，控制器根据温度数据确定体温。通过在面罩上设置测温模块，人呼出气体从进气口流进腔体，由腔体中的温度传感器采集温度数据，温度传感器将采集的温度数据传输至控制器，控制器根据温度传感器采集的呼出气体温度数据确定体温，无需与人体直接接触，实现非接触式测温，解决了测温工具与人体直接接触，测温工具上的细菌、病毒等危害物质对人造成伤害的问题，提高测温安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供智能口罩的结构图；

图2是本发明实施例提供的智能口罩中测温模块的结构图；

图3是本发明实施例提供的智能口罩中测温模块的硬件结构示意图；

图4是本发明实施例提供的体温检测方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的电子设备的结构图。

附图标记说明：

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例提供了一种智能口罩10，该智能口罩10包括面罩11和设于面罩11上的测温模块13，测温模块13包括腔体130、温度传感器131和控制器132，腔体130上设有进气口134和出气口135，温度传感器 131以及控制器132设于腔体130内，控制器132与温度传感器131电连接，温度传感器131将采集的温度数据传输至控制器132，控制器132根据温度数据确定体温。

面罩11左右两端设有弹性挂耳带12，人将挂耳带12挂于耳后，实现口罩的佩戴。面罩11周边与人面部贴合，形成密闭的呼吸空间。面罩11周边与面部贴合处还可以设有橡胶垫圈，以增强呼吸空间的密闭性。

人呼气时，呼出气体进入呼吸空间，经进气口134流入腔体130中。腔体 130中设有温度传感器131，采集人呼出气体的温度数据并传输给控制器132。控制器132根据采集的温度数据确定人的体温。

本发明实施例中提供的智能口罩10，包括面罩11和设于面罩11上的测温模块13，测温模块13包括腔体130、温度传感器131和控制器132，腔体 130上设有进气口134和出气口135，温度传感器131以及控制器132设于腔体130内，控制器132与温度传感器131电连接，温度传感器131将采集的温度数据传输至控制器132，控制器132根据温度数据确定体温。通过在面罩11 上设置测温模块13，人呼出气体从进气口134流进腔体130，由腔体130中的温度传感器131采集温度数据，温度传感器131将采集的温度数据传输至控制器132，控制器132根据温度数据确定体温即可，即控制器132根据温度传感器131采集的呼出气体温度确定体温，无需与人体直接接触，实现非接触式测温，解决了测温工具与人体直接接触，测温工具上的细菌、病毒等危害物质对人造成伤害的问题，提高了测温安全性。

此外，呼气气流非常容易受到外界空气干扰，通过在测温模块13中设腔体130，可以增加带有体温的呼出气体增加在装置中停留的时间。测温模块13 和空气过滤器与面罩11的可拆卸连接，更换面罩11时，取出测温模块13和空气过滤器放入新的面罩11，不会因为面罩11的频繁更换而丢弃测温模块13 和空气过滤器，可以提高测温模块13和空气过滤器的利用率。同时，因测温模块13与面罩11可拆卸连接，测温模块13内置有供电单元140，也便于供电单元140的更换或对供电单元140充电。

可选的，控制器132将第一子目标数据作为体温，第一子目标数据为温度数据中大于预设值的数据的平均值或为温度数据中的最大值。

温度传感器131将采集的温度数据传输给控制器132，控制器132根据预设规则确定体温。预设规则可为选取所采集的温度数据中的最大值，将其确定为体温；也可以为设定一预设值，比如设定预设值为36.5摄氏度，将采集的温度数据与预设值进行比较，若小于等于预设值，则抛弃此部分数据，将大于预设值的数据求平均值，并将此平均值确定为体温。

因人吸气时，腔体内缺少人呼出气体的流入，且会损失部分带有人体温的呼出气体，腔体内的气体温度会有所降低，通过上述方式进行处理，可以提高测温模块13测温的准确性。作为一个示例，面罩11为具有一定强度的硬质壳体，能支撑起设于面罩11上的测温模块13。面罩11上还设有空气过滤模块14。测温模块13和空气过滤模块14可拆卸安装在面罩11上，可以通过预留滑槽、可插拔槽位、连接器等方式，实现测温模块13和空气过滤器与面罩11 的可拆卸连接。

作为一个示例，空气过滤模块14内置有空气滤芯，呼吸空间通过该空气过滤模块14与外界连通，人呼气时，呼出气体进入呼吸空间，经由空气过滤模块14流出到外界；人吸气时，外界空气经由空气过滤模块14流入呼吸空间，人吸入经由空气过滤模块14流入呼吸空间的新鲜空气。

作为一个示例，测温模块13可以为塑料材质的长方形壳体，测温模块13 内固定有设有进气口134和出气口135的腔体130，腔体130可以为塑料材质的圆柱体，进气口134位于面罩11与呼吸空间接触的所在面，出气口135位于面罩11与外界接触的所在面。测温模块13内还设有供电单元140，用于给控制器132和温度传感器131供电。供电单元140可以为可充电电池、太阳能电池或一次性电池

可选的，测温模块13还包括与控制器132电连接的第一阀门136，第一阀门136设于出气口135处，控制出气口135的开闭。

第一阀门136可以为电控阀门，测温模块13上设有与电控阀门对应的供电单元140。人吸气时，控制器132控制第一阀门136闭合，避免在人吸气时外界空气经由出气口135进入腔体130内部。外界空气温度与人呼出气体温度不同，若吸气时，外界空气进入腔体130内部与人呼出气体混合，导致温度传感器131无法采集到准确的呼出气体温度，从而导致测出的体温不准确。人呼气时，控制器132控制第一阀门136打开，人呼出的气体经由出气口135流出腔体130内部，以确保呼出气体气流顺畅。

通过设置第一阀门136在吸气时关闭，防止外界空气进入腔体130内部与人呼出气体混合，导致温度传感器131无法采集到准确的呼出气体温度的情况发生，从而提高了测温模块13测温的准确性。

此外，控制器132还可以控制第一阀门136的开口大小，来控制呼气时，呼出气体流出腔体130的流速，令带有体温气体在腔体130中慢速流动，增加其在腔体130内的停留时间，以保证温度传感器131有充足的温度数据采集时间。

可选的，测温模块13还包括与控制器132电连接的第二阀门137，第二阀门137设于腔体130内，腔体130被第二阀门137分为第一子腔体1301和第二子腔体1302，第一子腔体1301上设有进气口134，温度传感器131设于第一子腔体1301内，第二子腔体1302上设有出气口135。

第二阀门137可以为电控阀门，测温模块13上设有与电控阀门对应的供电单元140。人吸气时，控制器132控制第二阀门137闭合，避免第一阀门136 未来得及关闭或第一阀门136故障时，外界空气经由出气口135进入腔体130 内部，导致温度传感器131无法采集到准确的呼出气体温度，从而导致测出的体温不准确。人呼气时，控制器132控制第二阀门137打开，人呼出的气体经由出气口135流出腔体130内部，以确保呼出气体气流顺畅。

增设第二阀门137配合第一阀门136在呼气时开启，吸气时关闭，可以防止在呼气、吸气转换过程中，第一阀门136未来得及关闭，已进入第二子腔体 1302的外界空气进入第一子腔体1301。外界空气温度与人呼出气体温度不同，若吸气时，外界空气进入腔体130内部与人呼出气体混合，导致温度传感器 131无法采集到准确的呼出气体温度，从而导致测出的体温不准确。通过增设第二阀门137和将温度传感器131设于第一子腔体1301内，可以提高温度传感器131采集到的温度数据的准确性，从而提高了测温模块13测温的准确性。

可选的，测温模块13还包括与控制器132电连接的压力传感器133，压力传感器133设于腔体130内。压力传感器133将采集的压力数据传输至控制器132，控制器132根据压力数据确定呼吸状态，并根据呼吸状态控制目标阀门的开闭，目标阀门包括第一阀门136和/或第二阀门137。

作为一个示例，进气口134的口径可大于出气口135的口径，可使呼气、吸气时测温模块13的腔体130内产生与外界大气压不同的气压。呼气时，经由进气口134进入腔体130的气体体积大于经由出气口135离开腔体130的气体体积，使腔体130内气压大于外界大气压，即腔体130内产生大于外界大气压的正气压；吸气时，经由出气口135离开腔体130的气体体积大于经由进气口134进入腔体130的气体体积，使腔体130内气压小于外界大气压，即腔体130内产生小于外界大气压的负气压。

通过在腔体130内设压力传感器133，将采集的腔体130内压力数据传输至控制器132，控制器132可以通过该压力数据判断呼吸状态，向第一阀门136 和第二阀门137发出指令。若压力数据大于外界大气压，控制器132判断当前呼吸状态为呼气状态，此时控制器132发出指令打开第一阀门136和第二阀门 137，确保出气气流畅通；若压力数据小于外界大气压，控制器132判断当前呼吸状态为吸气状态，此时控制器132发出指令关闭第一阀门136和第二阀门 137，阻断腔体130内气体与外界空气的流通通道，防止外界空气进入腔体130 内部与人呼出气体混合，导致温度传感器131无法采集到准确的呼出气体温度的情况发生，从而提高了测温模块13测温的准确性。

应理解，当测温模块13的第一阀门136和第二阀门137关闭时，人吸气气体经智能口罩10的空气过滤模块14进入呼吸空间，不会影响智能口罩10 使用者正常吸气。

可选的，控制器132获取压力传感器采集的压力数据，并根据压力数据确定呼吸频率。

测温模块的进气口的口径可大于出气口的口径，可使呼气、吸气时测温模块的腔体内产生与外界大气压不同的气压。呼气时，经由进气口进入腔体的气体体积大于经由出气口离开腔体的气体体积，使腔体内气压大于外界大气压，即腔体内产生大于外界大气压的正气压；吸气时，经由出气口离开腔体的气体体积大于经由进气口进入腔体的气体体积，使腔体内气压小于外界大气压，即腔体内产生小于外界大气压的负气压。

通过在腔体内设压力传感器，将采集的腔体内压力数据传输至所述控制器，控制器可以通过该压力数据判断呼吸状态，从而确定呼吸频率。

可选的，测温模块13还包括声光报警装置138，声光报警装置138与控制器132电连接。

具体的，声光报警装置138可以为发光二极管和蜂鸣器，通过控制器132 发出高低电平信号控制发光二极管闪烁和蜂鸣器发声报警。温度传感器131 将采集的温度数据传输至控制器132，控制器132对超过人正常体温的数据进行记录，可以发出电平信号使发光二极管闪烁、蜂鸣器发声进行告警，提醒本人及周边人员注意。压力传感器133将采集的压力数据传输至控制器132，控制器132通过判断正气压、负气压的变换频率确定人呼吸频率，若出现呼吸频率急促或呼吸停止等异常状况，可以发出电平信号使发光二极管闪烁、蜂鸣器发声进行告警，提醒周围人员进行救助。

可选的，测温模块13还包括通信模块139，通信模块139与控制器132 电连接。

具体的，通信模块139可以为NB模组(窄带模组)，可以将温度传感器 131和压力传感器133采集的信息通过通信模块139传输至当地疾控中心，便于当地疾控中心对疾病的监控管理。

参见图3，图3是本发明实施例提供的智能口罩10中测温模块13的硬件结构示意图，上述实施例中的控制器132可以为MCU(微控制单元)，MCU 为可穿戴设备的控制核心；传感单元包括温度传感器131和压力传感器133；显示单元包括发光二极管；电机控制单元包括用于带动第一阀门136和第二阀门137的微小马达，可以内置于可穿戴设备当中；NB模组为通信单元，可以接收信息传输给MCU，也可以将MCU的数据传输给当地疾控中心；供电单元140可以为可充电电池、太阳能电池或一次性电池。

测温模块13硬件单元的工作原理为：传感单元将采集的信息传输至MCU，由MCU分析温度数据、压力数据后向显示单元、电机控制单元发出控制信号，控制第一阀门136或第二阀门137的开闭以及控制显示单元的显示状态。具体的工作方式上文已详细解释，在此不再赘述。

参见图4，本发明实施例第二方面提供一种体温检测方法，应用于上述的智能口罩，该方法还可应用于电子设备，包括：

步骤401：获取温度传感器采集的温度数据；

步骤402：根据温度数据确定体温。

具体的，人呼气时，呼出气体进入呼吸空间，经进气口流入腔体中。腔体中设有温度传感器，采集人呼出气体的温度数据并传输给控制器。控制器根据采集的温度数据确定人的体温，比如：将取采集到的温度数据的最高值确定为人的体温。

可选的，根据温度数据确定体温，包括：

将第一子目标数据作为体温，第一子目标数据为温度数据中大于预设值的数据的平均值或为温度数据中的最大值。

温度传感器将采集的温度数据传输给控制器，控制器根据预设规则确定体温。预设规则可为选取所采集的温度数据中的最大值，将其确定为体温；也可以为设定一预设值，比如设定预设值为36.5摄氏度，将采集的温度数据与预设值进行比较，若小于等于预设值，则抛弃此部分数据，将大于预设值的数据求平均值，并将此平均值确定为体温。

因人吸气时，腔体内缺少人呼出气体的流入，且会损失部分带有人体温的呼出气体，腔体内的气体温度会有所降低，通过上述方式进行处理，可以提高测温模块测温的准确性。

可选的，测温模块还包括压力传感器，压力传感器设于腔体内；

方法，还包括：

获取压力传感器采集的压力数据；

根据压力数据确定呼吸频率。

作为一个示例，测温模块的进气口的口径可大于出气口的口径，可使呼气、吸气时测温模块的腔体内产生与外界大气压不同的气压。呼气时，经由进气口进入腔体的气体体积大于经由出气口离开腔体的气体体积，使腔体内气压大于外界大气压，即腔体内产生大于外界大气压的正气压；吸气时，经由出气口离开腔体的气体体积大于经由进气口进入腔体的气体体积，使腔体内气压小于外界大气压，即腔体内产生小于外界大气压的负气压。

通过在腔体内设压力传感器，将采集的腔体内压力数据传输至控制器，控制器可以通过该压力数据判断呼吸状态，从而确定呼吸频率。

参见图5，图5是本发明实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。如图5所示，电子设备500包括：处理器501、存储器502及存储在存储器502 上并可在处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述体温检测方法实施例中的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。电子设备500中的各个组件通过总线系统505耦合在一起。可理解，总线系统505用于实现这些组件之间的连接通信。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述体温检测方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种智能口罩，其特征在于，所述智能口罩包括面罩和设于所述面罩上的测温模块；

所述测温模块包括腔体、温度传感器和控制器，所述腔体上设有进气口和出气口，所述温度传感器以及所述控制器设于所述腔体内，所述控制器与所述温度传感器电连接；

所述温度传感器将采集的温度数据传输至所述控制器，所述控制器根据所述温度数据确定体温。

2.根据权利要求1所述的智能口罩，其特征在于，所述测温模块还包括与所述控制器电连接的第一阀门，所述第一阀门设于所述出气口处，控制所述出气口的开闭。

3.根据权利要求2所述的智能口罩，其特征在于，所述测温模块还包括与所述控制器电连接的第二阀门，所述第二阀门设于所述腔体内，所述腔体被所述第二阀门分为第一子腔体和第二子腔体，所述第一子腔体上设有所述进气口，所述温度传感器设于所述第一子腔体内，所述第二子腔体上设有所述出气口。

4.根据权利要求2或3所述的智能口罩，其特征在于，所述测温模块还包括与所述控制器电连接的压力传感器，所述压力传感器设于所述腔体内；

所述压力传感器将采集的压力数据传输至所述控制器，所述控制器根据所述压力数据确定呼吸状态，并根据所述呼吸状态控制目标阀门的开闭，所述目标阀门包括所述第一阀门和/或所述第二阀门。

5.根据权利要求2所述的智能口罩，其特征在于，所述测温模块还包括声光报警装置，所述声光报警装置与所述控制器电连接。

6.根据权利要求2所述的智能口罩，其特征在于，所述测温模块还包括通信模块，所述通信模块与所述控制器电连接。

7.一种体温检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5中任一所述的智能口罩，包括如下步骤：

获取所述温度传感器采集的温度数据；

根据所述温度数据确定体温。

8.根据权利要求7所述的体温检测方法，其特征在于，所述根据所述温度数据确定体温，包括：

将第一子目标数据作为所述体温，所述第一子目标数据为所述温度数据中大于预设值的数据的平均值或为所述温度数据中的最大值。

9.根据权利要求7所述的体温检测方法，其特征在于，所述测温模块还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述腔体内；

所述方法，还包括：

获取压力传感器采集的压力数据；

根据所述压力数据确定呼吸频率。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求7至9中任一项所述的体温检测方法中的步骤。

11.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求7至9中任一项所述的体温检测方法中的步骤。

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