CN114624388A - 累积式有害气体报警装置、降低有害气体浓度的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有害气体报警装置、降低有害气体浓度的装置及方法。该报警装置包括：至少两个气体传感器，被设置在空间内并用于检测空间中至少两种气体成分；数据处理单元，用于基于这些数据估算在空间内的人体内累积的气体成分的含量，以及基于累积的气体成分的含量判断空间内空气是否损害人体健康；以及报警单元，被配置用于当判断空间内空气损害人体健康时发出警示信号。本发明的实施例通过实时估算人体内有害气体存量来判断有害气体对于人体健康的损害水平，并相应地发出警示信号或启动相关系统来降低有害气体浓度。

Description

累积式有害气体报警装置、降低有害气体浓度的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种有害气体报警装置、降低有害气体浓度的装置和方法。
背景技术
有害气体是指对人或动物的健康、或生态环境产生不利影响的气体，通常包括有毒气体、可燃性气体和窒息性气体等。有害气体种类繁多，对人体造成危害的原理各不相同。
有些有害气体会影响人的呼吸。人类的呼吸是通过血红蛋白与氧气和二氧化碳的结合与分离完成的。在肺部，血红蛋白与二氧化碳分离，与氧气结合。在组织器官中，血红蛋白与氧气分离与二氧化碳结合。如此，便可以把空气中的氧气送达组织器官，把组织器官产生的二氧化碳排放回空气。对这个过程的任何干扰，都将产生严重后果。氮气本身是无毒的，但是当氮气浓度过大时，会造成空气中氧气浓度降低，氮气挤占了氧气的空间，造成人无法吸入足够的氧气，人体内的血红蛋白无法结合到足够的氧气，造成人体缺氧。二氧化碳本身是无毒的，但是当空气中二氧化碳浓度过大时，会造成人体内的血红蛋白无法与二氧化碳分离，进而无法与新的氧气结合，即使空气中氧气含量充足，血红蛋白也没办法与之结合，造成人体缺氧。一氧化碳更加危险，一氧化碳与血红蛋白结合的能力比氧气强得多，并且难以分离。一旦一氧化碳进入人体，就会快速与血红蛋白结合，此时，即使空气中氧气含量充足，也没有足够的血红蛋白与之结合，造成人体缺氧。
例如，在寒冷季节，很多车主在停车并坐在车内时保持发动机怠速取暖，排放的尾气可能包含一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮和碳化氢等。如果车辆设计不合理，比如大型货车的排气管可能更加靠近驾驶室，或在部分较为封闭的环境中，例如地下车库或封闭式车库，发动机运转产生的有害气体会给司乘人员造成极大危害。
在现有技术中，各种有害气体检测报警装置广泛用于检测各种环境中的有害气体。有些检测装置可以简单地基于某种有害气体的浓度报警，当空气中有害气体浓度超标时，发出警报。然而，针对不同的气体毒害原理，简单的浓度报警存在较高的漏报或误报几率。例如针对一氧化碳的报警，由于一氧化碳极易与血红蛋白结合，很低浓度的一氧化碳就会在人体内积累。仅仅基于气体浓度检测，如果报警阈值设置较高，很可能当气体浓度达到报警阈值时，人体内已经积累了大量的一氧化碳，造成中毒，丧失了报警的意义。如果报警阈值设置较低，又容易在堵车等场景下就触发警报，造成误报，对用户造成困扰。
同时，某些场景下，有害气体种类可能不止一种，有可能任何一种都不足以触发报警阈值，但是多种有害气体共同作用，就可能对人体造成巨大伤害。比如在封闭车库内保持发动机怠速，发动机消耗氧气，造成氧气浓度降低。发动机燃烧产生二氧化碳，影响血红蛋白与二氧化碳的分离。少量燃料的不充分燃烧，又产生一氧化碳，进一步毒害人体。这三种因素可以共同作用，每一种因素单独存在，其程度可能都不足以被判定为有害，但是在三者联合作用下，就会可能造成严重危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有害气体报警装置及方法，以克服现有技术中如上所述的至少一种缺陷。
本发明的另一目的在于提供一种用于自动降低有害气体浓度的方法和装置。
根据本发明的实施例，提供一种有害气体报警装置，所述报警装置包括：至少两个气体传感器，被设置在一个空间内，并被配置用于检测所述空间中至少两种不同的气体成分；数据处理单元，被配置用于接收所述气体传感器所检测到的不同气体成分的数据，基于所述数据估算在所述空间内的人的体内累积的所述不同气体成分的含量，以及基于所述体内累积的所述不同气体成分的含量判断所述空间内的空气是否达到损害所述人的健康的水平；以及报警单元，被配置用于当所述数据处理单元判断所述空间内的空气已达到损害所述人的健康的水平时，以声音和/或光的形式发出警示信号。
根据本发明的实施例，还提供一种用于针对有害气体进行报警的方法，所述方法包括：接收由气体传感器在空间内检测的至少两种不同的气体成分的数据；基于所接收到的不同气体成分的数据，估算在所述空间内的人的体内累积的所述不同气体成分的含量；基于所述体内累积的所述不同气体成分的含量判断所述空间内的空气是否达到损害所述人的健康的水平；以及当判断所述空间内的空气已达到损害所述人的健康的水平时，产生以声音和/或光的形式发出警示的控制信号。
根据本发明的实施例，还提供一种用于针对有害气体进行报警的装置，包括：用于存储指令的存储器；以及耦合到所述存储器的处理器，所述指令在由所述处理器执行时使得所述处理器执行根据本发明的实施例用于针对有害气体进行报警的方法。
根据本发明的实施例，还提供一种包含计算机可执行指令的计算机程序产品，所述指令在由计算机的处理器执行时使得所述处理器执行根据本发明的实施例用于针对有害气体进行报警的方法。
根据本发明的实施例，还提供一种用于自动降低空间内部的有害气体浓度的装置，包括：至少两个气体传感器，被配置用于检测所述空间内部的空间中的至少两种不同的气体成分的数据；控制器，被配置用于基于所接收到的不同气体成分的数据，估算在所述空间内的人的体内累积的所述不同气体成分的含量；基于所述体内累积的所述不同气体成分的含量判断所述空间内的空气是否达到损害所述人的健康的水平；以及当判断所述空间内的空气已达到损害所述人的健康的水平时，向至少一个可用于降低有害气体浓度的系统发送执行与降低有害气体浓度相关的操作的控制信号。
根据本发明的实施例，还提供一种用于自动降低空间内部的有害气体浓度的方法，包括：检测所述空间内的至少两种不同的气体成分；基于所检测到的不同气体成分的数据，估算在所述空间内的人的体内累积的所述不同气体成分的含量；基于所述体内累积的所述不同气体成分的含量判断所述空间内的空气是否达到损害所述人的健康的水平；以及当判断所述空间内的空气已达到损害所述人的健康的水平时，向至少一个可用于降低有害气体浓度的系统发送执行与降低有害气体浓度相关的操作的控制信号。
以下结合附图进一步描述本发明的实施例。
附图说明
图1是根据本发明实施例的有害气体报警装置的结构方框图；
图2是根据本发明实施例的有害气体报警方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的用于自动降低空间内部的有害气体浓度的方法流程图；
图4是根据本发明实施例的用于自动降低空间内部的有害气体浓度的装置的结构方框图；
图5是根据本发明实施例的针对多个有害气体传感器获取的有害气体的浓度数据的一个处理流程示例图；
图6是根据本发明实施例的针对多个有害气体传感器获取的有害气体的浓度数据的另一个处理流程示例图。
具体实施方式
图1是根据本发明实施例的有害气体报警装置的结构方框图。图1所示的报警装置100包括：至少两个气体传感器110、112、……、118，被设置在一个空间内，并被配置用于检测空间中至少两种不同的气体成分(如气体浓度)；数据处理单元120，被配置用于接收气体传感器所检测到的不同气体成分的数据，基于这些数据估算在空间内的人的体内累积的不同气体成分的含量，以及基于人体内累积的不同气体成分的含量判断空间内的空气是否达到损害人的健康的水平；以及报警单元130，被配置用于当数据处理单元120判断空间内的空气已达到损害人的健康的水平时，以声音和/或光的形式发出警示信号。报警单元130可以包括用于发出警示声音的扬声器、和/或发出闪烁光或特定颜色光作为警示信号的发光器。但本发明并不限于此，也可以采用任何其它方式发出警示信号，以将空间内的空气对人体健康有害之信息告知处于空间中的人，提示其采取相关措施例来驱除空间内的有害气体。这里所述的空间可以是汽车、船舶或飞行器的内部空间、房屋室内空间、地下室、矿井、隧道等；空间可以是密闭的，也可以设有窗口和/或门。
在本发明的实施例中，数据处理单元120基于人体内累积的不同气体成分的含量，判断在人体内累积的不同气体成分的共同作用下是否人的健康将受到损害。应该注意的是，在本发明的实施例中，气体传感器并不限于用于检测有害气体的传感器，也可以包括用于检测有益健康的气体(例如氧气等)成分的传感器。由此可以使数据处理单元120能够判断空间内各种气体成分对于人体健康的总的共同作用。
在本发明的实施例中，数据处理单元120针对人体内累积的不同气体成分的含量，应用与不同气体成分对人体损害程度相关的权重，来估算在人体内累积的不同气体成分对于人的共同损害作用。例如，常见的一氧化碳、二氧化碳、甲苯、甲醛以及PM2.5等有害气体对于人体的损害程度各有不同，可以分别对其设置相应的权重。另外，空间内的氧气有益于人的健康，但是氧气浓度低也不利于人的健康，可以设置低氧空气对人体健康损害权重。由此可以汇总估算出空间内所有气体的共同损害作用。应该注意的是，由于外部环境因素(如海拔、气温、气压等)和用户因素(如年龄、性别、种族等)会影响人体对气体的吸收和代谢，这些因素也会相应地影响气体的人体健康损害权重。在一个示例中，可以基于实验和医学经验建立一个权重数据库，其中包括各种气体在多种不同用户因素和外部环境因素影响下的人体健康损害权重、以及权重组合。在实际应用中，可以根据海拔、气压、气温、人的年龄、性别等因素来选择使用哪一种权重组合。
在本发明的实施例中，数据处理单元120进一步根据人体对不同气体成分的吸收特性来累积不同气体成分对空间内人的健康损害水平，以及根据人体对于不同气体成分的代谢特性来减除对人的健康损害水平。数据处理单元120由此可以计算出空间内的各种不同气体成分对人体健康的损害水平。例如，可以针对人体对有害气体成分的吸收特性和代谢特性，分别建立各种有害气体积累模型和代谢模型，以用于通过对有害气体的浓度分别进行累积运算和消除运算，以估算出有害气体成分在人体内存量，然后再通过针对不同有害气体应用不同的人体健康损害权重，计算这些有害气体存量对人体健康的损害水平。
在本发明的实施例中，数据处理单元120进一步基于以下因素中的至少一种因素来判断空间内的空气是否达到损害人的健康的水平：空间的海拔高度、气温、气压、以及空间内人的性别、年龄和人种。这些因素至少部分地影响人体对于有害气体成分的吸收特性和代谢特性。例如，年轻人的身体对有害气体的代谢能力通常要强于老年人。
在本发明的实施例中，装置100还可包括输入单元140，其被配置用于输入与空间的海拔高度、气温、气压、以及人的性别、年龄和人种中的至少一项相关的数据。这些数据从输入单元140(例如以手工方式或其它方式)被输入到数据处理单元120，可用于判断在这些因素影响下空间内的空气对人体健康的损害水平。输入单元140还可用于向数据处理单元120输入其它相关数据，或执行装置100的控制及设置操作。
在本发明的实施例中，气体传感器110、112、……和118包括以下传感器中的至少两种：一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、空气细颗粒物传感器、氧气传感器、碳氢化合物传感器、氮氧化合物传感器、硫氧化合物传感器、可燃气体传感器、以及挥发性有机化合物传感器。这些传感器分别用于检测空间内的一氧化碳、二氧化碳、空气细颗粒物、氧气、碳氢化合物、氮氧化合物、硫氧化合物、可燃气体(如汽油挥发气体、甲烷等)、以及挥发性有机化合物等气体成分的浓度。这些气体传感器是示例性的，本发明并不限于这些气体传感器，也可以使用用于检测其它影响人体健康的气体之浓度的传感器。另外，在一个空间中可以设置一个或多个用于检测同一种气体的传感器。气体传感器也可以针对常见的有害气体来选配，比如在中国，较为常见的空气污染物有PM 2.5(属于气溶胶形态，也可以归于有害气体)、一氧化碳、二氧化碳，则一般可以配备一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和空气细颗粒物传感器。
在一个示例中，可以将气体传感器安装于车辆上，例如安装在车辆的空调系统中。合理地布置多个传感器的安装位置可以更好地消除气体成分检测误差。由于气体具有扩散特性，车内空间狭小，在较长时间尺度上，不同位置上的气体浓度会趋于一致，尤其是有多个传感器的情况下，可以获得相对准确的检测结果。
在本发明的实施例中，当数据处理单元120判断空间内的空气已达到损害人的健康的水平时，数据处理单元120向至少一个可用于降低有害气体浓度的系统发送控制信号，以使至少一个系统执行与降低空间内的有害气体浓度相关的操作。例如，至少一个可用于降低有害气体浓度的系统可以是空调系统、空气净化器系统、空间的门窗自动开闭系统、通风系统和新风系统等。
在本发明的实施例中，空间是车辆的内部空间；可用于降低有害气体浓度的系统包括车辆的发动机控制系统、空调控制系统、车窗控制系统、车内空气净化器控制系统、通风控制系统、新风控制系统中的至少一个系统；控制信号包括用于使车辆发动机熄火、以及开启空调、车窗、空气净化器、通风装置和新风装置中至少之一的控制信号。上述系统及其控制信号都是示例性的，本发明并不限于使用这些系统和控制信号。
图2是根据本发明实施例的有害气体报警方法的流程图。图2所示的方法200包括：检测空间内的至少两种不同的气体成分的数据(步骤210)；基于所接收到的不同气体成分的数据，估算在空间内的人的体内累积的不同气体成分的含量(步骤220)；基于人体内累积的不同气体成分的含量判断空间内的空气是否达到损害人的健康的水平(步骤230)；以及当判断空间内的空气已达到损害人的健康的水平时，产生以声音和/或光的形式发出警示的控制信号(步骤240)。
应该理解的是，方法200可以进一步通过与本发明的其它实施例的各个技术方案进行组合来实施。
图3是根据本发明实施例的用于自动降低空间内部的有害气体浓度的方法流程图。如图3所示的方法300包括：检测空间内的至少两种不同的气体成分(步骤310)；基于所检测到的不同气体成分的数据(如气体浓度数据)，估算在空间内的人的体内累积的不同气体成分的含量(步骤320)；基于估算的人体内累积的不同气体成分的含量判断空间内的空气是否达到损害人的健康的水平(步骤330)；以及当判断空间内的空气已达到损害人的健康的水平时，向至少一个可用于降低有害气体浓度的系统发送执行与降低有害气体浓度相关的操作的控制信号(步骤340)。
应该理解的是，方法300可以进一步通过与本发明的其它实施例的各个技术方案进行组合来实施。例如，方法300还可以包括与图2所示的步骤240类似的步骤，即，当判断空间内的空气已达到损害人的健康的水平时，产生以声音和/或光的形式发出警示的控制信号。
图4是根据本发明实施例的用于自动降低空间内部的有害气体浓度的装置的结构方框图。如图4所示的装置400包括：至少两个气体传感器410、412、……418，被配置用于检测空间内部的空间中的至少两种不同的气体成分；控制器420，被配置用于基于所接收到的不同气体成分的数据(如气体浓度数据)，估算在空间内的人的体内累积的不同气体成分的含量；基于人体内累积的不同气体成分的含量判断空间内的空气是否达到损害人的健康的水平；以及当判断空间内的空气已达到损害人的健康的水平时，向可用于降低有害气体浓度的系统440、450、……490中的至少一个发送执行与降低有害气体浓度相关的操作的控制信号。
在本发明的实施例中，可用于降低有害气体浓度的系统440、450、……490包括空调系统、门窗开闭控制系统、空气净化器控制系统、通风系统和新风系统中的至少一个系统；控制信号包括用于开启空调、门窗、空气净化器、通风系统和新风系统中至少之一的控制信号。
在本发明的实施例中，空间可以是车辆的内部空间，可用于降低有害气体浓度的系统440、450、……490包括车辆发动机系统、空调系统、车窗开闭系统、车内空气净化器系统中的至少一个系统；控制信号包括用于使车辆发动机熄火、以及开启空调、车窗、空气净化器中至少之一的控制信号。
除了发送控制信号之外，控制器420与图1所示的数据处理单元120的功能基本相同。应该理解的是，装置400可以进一步通过与本发明的其它实施例的各个技术方案进行组合来实施。例如，控制器120还可连接报警单元430和输入单元432。报警单元430和输入单元432的功能与图1所示的报警单元130和输入单元140相似。
图5是根据本发明实施例的针对多个有害气体传感器获取的有害气体的浓度数据的一个处理流程示例图。图5所示的处理流程500包括从左至右按箭头方向顺序执行的过程。首先，由空间内设置的气体传感器(即图中所示的有害气体传感器501、有害气体传感器502和有害气体传感器503)分别连续地获取空间内的三种不同有害气体(有害气体1、有害气体2、有害气体3)的浓度数据，即图中所示的随时间变化的浓度曲线。有害气体浓度受到有害气体源的状态、空间通风状态、空气流动状态、外部气候等多种因素的影响而变化。由于每种有害气体对人体产生危害的原理、人体的吸收特性和代谢特性不同，因此可以针对不同的有害气体建立不同的模型，即有害气体1模型、有害气体2模型和有害气体3模型。在数据处理单元(如图1所示的数据处理单元120或图4所示的控制器420)中，将获取的有害气体浓度数据输入到相应的模型中，同时还可将与外部因素相关的其它辅助数据也输入到模型中。这些其它辅助数据例如包括空间所处海拔、气压和气温、以及空间内人的年龄、性别等，这些数据可以帮助模型了解到更多人体吸收和代谢有害气体的情况。各个模型基于人体对有害气体的吸收特性积累人体吸入的有害气体量，以及基于人体对有害气体的代谢特性消除人体呼出的有害气体量，然后可以推算出当前人体内积累的有害气体含量。
不同的有害气体在对人体健康的整体损害作用中，因其对人体的损害程度不同而可以被指定有不同的权重，用以估算各种气体的共同损害。在推算出当前人体内积累的有害气体含量后，将多种有害气体在人体内的含量分别按其对人体损害程度应用相应的权重(如权重1、权重2和权重3)，再输入到汇总模型510进行汇总，以估算在人体内累积的不同有害气体对于人的共同损害作用，由此确定是否需要报警、以及触发什么级别的警报；最终可以控制报警单元520进行报警。
汇总模型510在估算各种气体的共同损害时，还可以输入与外部因素(如海拔、气压、气温)、用户因素(如人的年龄、性别等)相关的其他辅助数据等，这些数据可以帮助模型了解到更多人体耐受有害气体的情况，比如老人和儿童对有害气体的耐受力较低，应更早触发警报或启动相关操作来降低有害气体浓度。在一个示例中，在估算出人体内累积的不同有害气体对于人的损害为低度时，报警单元520可以只启动闪光装置报警；在估算出人体内累积的不同有害气体对于人的损害为中度时，报警单元520可以在启动闪光装置报警的同时加上发声装置发出警报声，以提示人采取相关动作，如手动打开门窗或开启排气扇或空气净化器，或是离开该空间；在估算出人体内累积的不同有害气体对于人的损害为高度时，可以在声光报警的同时，通过发送相应的控制信号启动空间内空调、空气净化器、通风装置、新风装置等以降低空间内的有害气体浓度。
图6是根据本发明实施例的针对多个有害气体传感器获取的有害气体的浓度数据的另一个处理流程示例图。在该实施例中以常见的一氧化碳和二氧化碳作为有害气体的示例。图6所示的处理流程600包括从左至右按箭头方向顺序执行的过程。
首先，由在空间内设置的一氧化碳传感器601和二氧化碳传感器602分别检测空间内的一氧化碳和二氧化碳的气体浓度，将所检测的一氧化碳浓度数据分别输入到一氧化碳积累模型和一氧化碳代谢模型。根据不同有害气体的特点，模型的类型可能有较大差异，部分有害物质有非常明确的代谢规律；例如一氧化碳，几乎在人体内不进行转化，一氧化碳浓度高时，经肺部进入人体积累，浓度低时，经肺部代谢出体外。例如，一氧化碳在人体内的代谢，几乎是以原物质形态完成的，即，当在环境中一氧化碳浓度较高时，一氧化碳被吸收入人体，环境中一氧化碳浓度极低时，一氧化碳通过呼吸再被排出人体。吸收总量与排出总量间的差，就是体内有害气体总量。
像一氧化碳这类的有害物质，可以使用简单的线性模型。因此一氧化碳积累模型和一氧化碳代谢模型都可以使用线性模型。
二氧化碳具有不同于一氧化碳的特点，二氧化碳既可以从外部环境摄入，也可以由人体自行产生，而且人在不同温度、年龄、运动状态下，二氧化碳的产生速率差异很大。因此二氧化碳的积累模型和代谢模型都非常复杂。在本发明的实施例中，二氧化碳的积累模型和代谢模型可以使用非线性模型，例如使用神经网络进行拟合。
针对人体对于有害气体的代谢和吸收的过程，可以根据动物实验、医学经验、临床试验得出模型，或者还可以根据机器学习类方法得出模型。针对每种有害气体，积累模型和代谢模型可能有多个，可以根据用户信息和外部环境信息(例如海拔、气压、气温、人的年龄、性别等因素)选择最合适的模型。但是在同一时刻，只会有一种积累模型和一种代谢模型被使用。
需要注意的是，气体积累模型和代谢模型的可选种类非常多，除了线性模型和以神经网络为代表的非线性模型外，还可能是预先测定并制作好的数据表格(例如包含气体浓度数据、相应的气体积累量和代谢量数据)，使用时由数据处理单元直接根据传感器数据去查询该数据表格，以估算出当前人体内积累的及代谢的有害气体含量。
通过使用积累模型和代谢模型进行体内存量汇总，可以分别获得各种气体的体内存量，例如经由一氧化碳体内存量汇总获得一氧化碳体内存量，经由二氧化碳体内存量汇总获得二氧化碳体内存量。然后再由汇总模型610对各种气体的体内存量进行汇总。
汇总模型610根据不同有害物质(如一氧化碳和二氧化碳)的体内存量，对多种有害物质影响汇总，并结合用户信息及外部环境信息，生成对人体健康的最终影响因子，其对应于人体健康损害度。影响因子的范围为0到1，其中0表示对人体健康无任何不利影响，1表示有致命影响。汇总模型610因为要考虑非常多的有害物质组合，线性模型显然无法解决这类问题，优选神经网络等非线性模型。同样会存在多种模型可作为汇总模型610，可以根据不同用户及外部环境状况，选取使用其中一种模型。
人体内的有害气体含量会造成危害，但是决定报警装置620是否报警的是有害气体的危害程度。用户因素和外部环境因素都会影响危害程度。例如，壮年人可以承受空气中浓度较高的二氧化碳，且对其身体危害程度极小，输出的影响因子可能是0；而对于老年人来说，相同的浓度就可能已经到了危害健康的程度，输出的影响因子可能是0.6。启动报警的影响因子阈值可以由用户设定或者厂商预设，比如在污染极其严重的城市，该阈值适当调高，避免频繁报警而过分打扰用户。
报警装置620可以根据汇总模型610生成的最终影响因子的数值，通过报警信号提示相关人员作出合理行为。例如，当影响因子极低时，比如0.1，仅仅是对健康不利，经过报警信号提示后，用户可以手动停止报警，避免打扰用户。如果影响因子较高，例如0.5，报警装置620可以被配置为发出不可停止和忽略的报警音，以提示用户执行可降低有害气体浓度的相关操作，例如在车辆内开启车窗、开启净化器、开启空调、关闭引擎等，以设法降低最终影响因子。如果影响因子持续较高，并无法降低，可以认为用户的健康已经处于危险中，报警装置620可以自动呼叫急救等。在一个示例中，报警装置620上可以设置一个显示单元，用于显示空气中的有害气体对人体健康的损害程度(如影响因子)。
本发明的实施例适用于在各种有人的空间内进行有害气体监测，并通过实时估算人体内有害气体存量来判断有害气体对于人体健康的损害水平，由此可相应地发出报警信号或直接启动相关系统来降低有害气体浓度，以保护空间内人员的健康。
本发明的实施例尤其适用于车辆内部空间的有害气体监测报警及自动降低有害气体浓度。本发明的实施例应用于车辆时除气体传感器之外可以不需要增加额外硬件，只需要增加传感器数据处理软件即可；对于已销售车型，可通过空中下载(OTA)软件升级方式即可支持本发明的报警功能及控制功能。本发明的实施例可以针对车辆内部各种常见有害气体进行监测，准确率高，误报率低。本发明的实施例在监测有害气体危害时可以处理多种有害气体或因素共同作用的结果，且报警条件可以根据不同气候条件(如海拔、温度、气压)、不同人体条件(性别、年龄、人种)等因素微调。
以上所述为本发明的示例性实施例，并非是对本发明的保护范围限制。本领域技术人员应当理解，上面所公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变型、修改和改变，这些变型、修改和改变都应当落入在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求书来限定。

Claims (17)

1.一种有害气体报警装置，包括：
至少两个气体传感器，被设置在一个空间内，并被配置用于检测所述空间中至少两种不同的气体成分；
数据处理单元，被配置用于接收所述气体传感器所检测到的不同气体成分的数据，基于所述数据估算在所述空间内的人的体内累积的所述不同气体成分的含量，以及基于所述体内累积的所述不同气体成分的含量判断所述空间内的空气是否达到损害所述人的健康的水平；以及
报警单元，被配置用于当所述数据处理单元判断所述空间内的空气已达到损害所述人的健康的水平时，以声音和/或光的形式发出警示信号。
2.根据权利要求1的有害气体报警装置，其中，所述数据处理单元基于所述体内累积的所述不同气体成分的含量，判断在所述体内累积的所述不同气体成分的共同作用下是否所述人的健康将受到损害。
3.根据权利要求2的有害气体报警装置，其中，所述数据处理单元针对所述体内累积的所述不同气体成分的含量，应用与所述不同气体成分对人体损害程度相关的权重，来估算在所述体内累积的所述不同气体成分对于所述人的共同损害作用。
4.根据权利要求2的有害气体报警装置，其中，所述数据处理单元进一步根据人体对所述不同气体成分的吸收特性来累积所述不同气体成分对所述人的健康损害水平，以及根据人体对于所述不同气体成分的代谢特性来减除对所述人的健康损害水平。
5.根据权利要求1的有害气体报警装置，其中，所述数据处理单元进一步基于以下因素中的至少一种因素来判断所述空间内的空气是否达到损害所述人的健康的水平：
所述空间的海拔高度、气温、气压、以及所述人的性别、年龄和人种。
6.根据权利要求5的有害气体报警装置，还包括：
输入单元，被配置用于输入与所述空间的海拔高度、气温、气压、以及所述人的性别、年龄和人种中的至少一项相关的数据。
7.根据权利要求1至6中任一项的有害气体报警装置，其中，所述气体传感器包括以下传感器中的至少两种：一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、空气细颗粒物传感器、氧气传感器、碳氢化合物传感器、氮氧化合物传感器、硫氧化合物传感器、可燃气体传感器、以及挥发性有机化合物传感器。
8.根据权利要求1的有害气体报警装置，其中，当所述数据处理单元判断所述空间内的空气已达到损害所述人的健康的水平时，所述数据处理单元向至少一个可用于降低有害气体浓度的系统发送控制信号，以使所述至少一个系统执行与降低所述空间内的有害气体浓度相关的操作。
9.根据权利要求8的有害气体报警装置，其中，所述可用于降低有害气体浓度的系统包括空调系统、门窗开闭控制系统、空气净化器控制系统、通风系统和新风系统中的至少一个系统；所述控制信号包括用于开启空调、门窗、空气净化器、通风系统和新风系统中至少之一的控制信号。
10.根据权利要求8的有害气体报警装置，其中，所述空间是车辆的内部空间，所述可用于降低有害气体浓度的系统包括车辆发动机系统、空调系统、车窗开闭系统、车内空气净化器系统中的至少一个系统；所述控制信号包括用于使车辆发动机熄火、以及开启空调、车窗、空气净化器中至少之一的控制信号。
11.一种用于针对有害气体进行报警的方法，包括：
检测空间内的至少两种不同的气体成分的数据；
基于所接收到的不同气体成分的数据，估算在所述空间内的人的体内累积的所述不同气体成分的含量；
基于所述体内累积的所述不同气体成分的含量判断所述空间内的空气是否达到损害所述人的健康的水平；以及
当判断所述空间内的空气已达到损害所述人的健康的水平时，产生以声音和/或光的形式发出警示的控制信号。
12.一种用于自动降低空间内部的有害气体浓度的方法，包括：
检测所述空间内的至少两种不同的气体成分；
基于所检测到的不同气体成分的数据，估算在所述空间内的人的体内累积的所述不同气体成分的含量；
基于估算的所述体内累积的所述不同气体成分的含量来判断所述空间内的空气是否达到损害所述人的健康的水平；以及
当判断所述空间内的空气已达到损害所述人的健康的水平时，向至少一个可用于降低有害气体浓度的系统发送执行与降低有害气体浓度相关的操作的控制信号。
13.一种用于针对有害气体进行报警的装置，包括：
用于存储指令的存储器；以及
耦合到所述存储器的处理器，所述指令在由所述处理器执行时使得所述处理器执行根据权利要求11和12中至少一项所述的方法。
14.一种计算机程序产品，包括计算机可执行指令，所述指令在由计算机的处理器执行时使得所述处理器执行根据权利要求11和12中至少一项所述的方法。
15.一种用于自动降低空间内部的有害气体浓度的装置，包括：
至少两个气体传感器，被配置用于检测所述空间内部的空间中的至少两种不同的气体成分的数据；
控制器，被配置用于基于所接收到的不同气体成分的数据，估算在所述空间内的人的体内累积的所述不同气体成分的含量；基于估算的所述体内累积的所述不同气体成分的含量来判断所述空间内的空气是否达到损害所述人的健康的水平；以及当判断所述空间内的空气已达到损害所述人的健康的水平时，向至少一个可用于降低有害气体浓度的系统发送执行与降低有害气体浓度相关的操作的控制信号。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述可用于降低有害气体浓度的系统包括空调系统、门窗开闭控制系统、空气净化器控制系统、通风系统和新风系统中的至少一个系统；所述控制信号包括用于开启空调、门窗、空气净化器、通风系统和新风系统中至少之一的控制信号。
17.根据权利要求15的装置，其中，所述空间是车辆的内部空间，所述可用于降低有害气体浓度的系统包括车辆发动机系统、空调系统、车窗开闭系统、车内空气净化器系统中的至少一个系统；所述控制信号包括用于使车辆发动机熄火、以及开启空调、车窗、空气净化器中至少之一的控制信号。
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