CN214407803U - 一种体温监测计步口罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种体温监测计步口罩，具体涉及测温计步口罩领域，包括面罩，计步装置的内部固定安装有加速度传感器，PCB线路板的表面固定安装有单片机，鼻翼贴条的外侧固定安装有led指示灯，外部面罩的内侧可拆卸安装有排气阀，外部面罩的外侧固定安装有OLED显示屏和蜂鸣器警报器，耳夹的后侧固定安装有测温装置和充电接口。本实用新型提供鼻夹部分、OLED显示屏、测温装置和充电接口的结构设计，解决了测温口罩测温结果不准确的问题，提高了口罩的测温准确度；提供鼻夹部分、OLED显示屏、蜂鸣器警报器、测温装置和充电接口的结构设计，解决了口罩不能及时对体温异常者的行动步数进行监测和警告的问题。

Description

一种体温监测计步口罩

技术领域

本实用新型涉及测温计步口罩技术领域，更具体地说，本实用新型具体为一种体温监测计步口罩。

背景技术

佩戴口罩、进入公共场所前测体温是预防传播性疾病的有效方法。测温枪、测温仪测温是传统的测体温方式，此方式需要人为操作测温，受人为操作影响较大。人体测温口罩可以很好的解决以上问题，所以此类口罩需要广泛的普及性才可以全面防护传染病。

目前的人体穿戴测温装置的测温方式主要是温度传感器与佩戴者的面部直接贴合，以达到测温的目的，可以直观方便的反映出佩戴者的体温状况，可以在一定程度上防止传染病的传播，也可以用作病人体温监测，但这种测温方式较为单一，容易受到环境、佩戴者运动状态等因素的干扰，造成测温结果不准确，且在测得结果异常的情况下，大多测温口罩都没有可以对佩戴者走动范围进行监测，对佩戴者和周围人群进行警告的功能，存在相对较高的传染病传播风险。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种体温监测计步口罩，通过设置鼻夹部分、OLED显示屏、蜂鸣器警报器、测温装置和充电接口，利用鼻翼贴条内部PCB线路板上安装的单片机、led指示灯、OLED显示屏、测温装置内侧的温度传感器和供电装置以及充电接口，使单片机可对温度传感器的输出脉冲进行测得人体温度计算，并结合正常人体温度和外界温度数据，对测得温度进行判断，且利用鼻翼贴条内部的计步装置和PCB线路板、计步装置内部的加速度传感器、PCB线路板上安装的单片机、led指示灯、OLED显示屏、蜂鸣器警报器、测温装置内侧的温度传感器和供电装置以及充电接口，使口罩能够有效地判断出佩戴者是否出现体温异常，并且可以根据佩戴者走路的步数给出不同程度的报警响应，从而使做出合理的传染性疾病预防和预警，辅助病人的护理及监护过程，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种体温监测计步口罩，包括面罩，所述面罩包括外部面罩，所述外部面罩的内侧可拆卸安装有夹层，所述外部面罩与夹层的内侧可拆卸安装有主体过滤材料，所述面罩的顶端可拆卸安装有鼻夹部分，所述鼻夹部分包括鼻翼贴条，所述鼻翼贴条的内部固定安装有计步装置和PCB线路板，所述计步装置的内部固定安装有加速度传感器，所述PCB线路板的表面固定安装有单片机，所述单片机的内侧固定安装有控制电路和EEPROM，所述控制电路包括时钟电路和复位电路，所述鼻翼贴条的内侧固定套接有塑形鼻夹，所述塑形鼻夹的内侧可拆卸安装有硅胶条，所述鼻翼贴条的外侧固定安装有led指示灯，所述面罩的两侧可拆卸安装有耳夹，所述外部面罩的内侧可拆卸安装有排气阀，所述外部面罩的外侧固定安装有OLED显示屏和蜂鸣器警报器，所述耳夹的后侧固定安装有测温装置和充电接口，所述测温装置的内侧固定安装有温度传感器和供电装置，所述温度传感器和加速度传感器的输出端与所述单片机的输入端电性连接，所述单片机的输出端与所述led指示灯、OLED显示屏和蜂鸣器警报器的输入端电性连接。

优选地，所述供电装置的内侧可拆卸安装有电池，所述电池为5V可充电扣式电池，所述充电接口为MiniUSB充电口，所述充电口的输出端与所述电池的输入端电性连接。

优选地，所述单片机为PLCC封装的stc89c52单片机，所述加速度传感器为三轴数字加速度计ADXL346，所述温度传感器为DFN2L封装的数字温度输出型温度传感器NST1001。

优选地，所述led指示灯为贴片led指示灯，所述OLED显示屏为0.91寸12832液晶屏，所述蜂鸣器警报器为无源贴片蜂鸣器。

优选地，所述耳夹为硅胶材质构建，所述测温装置的内侧呈贴合人耳状。

优选地，所述外部面罩和夹层为无纺布构件，所述主体过滤材料由无纺布和聚丙烯熔喷布组成。

本实用新型的技术效果和优点：

本实用新型提供鼻夹部分、OLED显示屏、测温装置和充电接口的结构设计，利用鼻翼贴条内部PCB线路板上安装的单片机、led指示灯、OLED显示屏、测温装置内侧的温度传感器和供电装置以及充电接口，使单片机可对温度传感器的输出脉冲进行测得人体温度计算，并结合正常人体温度和外界温度数据，对测得温度进行判断，解决了测温口罩测温结果不准确的问题，提高了口罩的测温准确度；

本实用新型提供鼻夹部分、OLED显示屏、蜂鸣器警报器、测温装置和充电接口的结构设计，利用鼻翼贴条内部的计步装置和PCB线路板、计步装置内部的加速度传感器、PCB线路板上安装的单片机、led指示灯、OLED显示屏、蜂鸣器警报器、测温装置内侧的温度传感器和供电装置以及充电接口，使口罩能够有效地判断出佩戴者是否出现体温异常，并且可以根据佩戴者走路的步数给出不同程度的报警响应，从而使做出合理的传染性疾病预防和预警，辅助病人的护理及监护过程，解决了口罩不能及时对体温异常者的行动步数进行监测和警告的问题，同时实现了测温和计步的功能，提高了口罩的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的整体结构俯视图；

图3为本实用新型的整体结构后视图；

图4为本实用新型的模块组成示意图；

图5为本实用新型的测温及报警流程示意图；

图6为本实用新型的计步及显示流程示意图。

附图标记为：

1、面罩；2、鼻夹部分；3、耳夹；4、排气阀；5、OLED显示屏；6、蜂鸣器警报器；7、测温装置；8、充电接口；11、外部面罩；12、夹层；21、鼻翼贴条；22、塑形鼻夹；23、led指示灯。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一，由图1-6给出，本实用新型包括面罩1，面罩1包括外部面罩11，外部面罩11的内侧可拆卸安装有夹层12，外部面罩11与夹层12的内侧可拆卸安装有主体过滤材料，面罩1的顶端可拆卸安装有鼻夹部分2，鼻夹部分2包括鼻翼贴条21，鼻翼贴条21的内部固定安装有计步装置和PCB线路板，计步装置的内部固定安装有加速度传感器，PCB线路板的表面固定安装有单片机，单片机的内侧固定安装有控制电路和EEPROM，控制电路包括时钟电路和复位电路，鼻翼贴条21的内侧固定套接有塑形鼻夹22，塑形鼻夹22的内侧可拆卸安装有硅胶条，鼻翼贴条21的外侧固定安装有led指示灯23，面罩1的两侧可拆卸安装有耳夹3，外部面罩11的内侧可拆卸安装有排气阀4，外部面罩11的外侧固定安装有OLED显示屏5和蜂鸣器警报器6，耳夹3的后侧固定安装有测温装置7和充电接口8，测温装置7的内侧固定安装有温度传感器和供电装置，温度传感器和加速度传感器的输出端与单片机的输入端电性连接，单片机的输出端与led指示灯23、OLED显示屏5和蜂鸣器警报器6的输入端电性连接。

具体的，所述外部面罩11、夹层12和主体过滤材料的设置，使口罩可进行主体过滤材料的替换，以延长口罩的使用寿命，所述单片机的设置，使口罩可对测温和计步过程进行控制，对各个模块进行控制，所述测温装置7的设置，使口罩可同时感应佩戴者和外界环境的温度，从而提高口罩的测温效果，所述计步装置的设置，使口罩可在测得佩戴者异常温度时自动启动计步功能，以记录体温异常佩戴者的行动步数。

本实用新型提出了一种可以监测佩戴者体温并且对于佩戴者的步数进行计步的口罩装置。该装置能够较为准确的判断佩戴者是否存在异常体温，若发现异常体温，则引起指示灯点亮和显示屏显示。此外，可以对佩戴者进行计步，若佩戴者体温正常，则正常计步，若佩戴者体温异常，则计步到一定步数会产生报警提醒。

该实用新型能够用于佩戴者异常体温监测，从而较为有效的保证佩戴者以及他人在人群密集处以及社交场合中的安全。通过监测提醒体温异常的佩戴者的步数，进而有效预防疾病的传播。

此外，该实用新型可以为病人的监护提供辅助功能，若病人活动量超过一万步时，报警器响，提醒病人此时不宜继续运动或行走，需要休息。

实施例二，在实施例一的基础上，选用特定型号的零件来提高口罩的测温和计步功能，并减小零件的体积。

其中，供电装置的内侧可拆卸安装有电池，电池为5V可充电扣式电池，充电接口8为MiniUSB充电口，充电口的输出端与电池的输入端电性连接；

具体的，所述电池和充电接口8的设置，使口罩上的一切用电装置和元件都可以使用通过充电接口8充电并在电池内存储的电量，减小了供电装置的体积。

其中，单片机为PLCC封装的stc89c52单片机，加速度传感器为三轴数字加速度计ADXL346，温度传感器为DFN2L封装的数字温度输出型温度传感器NST1001；

具体的，所述单片机、加速度传感器和温度传感器的型号选择，使单片机、加速度传感器和温度传感器具有能耗低、体积小、测量精度高的特点，进一步提高口罩的测温和计步效果。

其中，led指示灯23为贴片led指示灯，OLED显示屏5为0.91寸12832液晶屏，蜂鸣器警报器6为无源贴片蜂鸣器；

具体的，所述led指示灯23、OLED显示屏5和蜂鸣器警报器6的型号选择，使led指示灯23、OLED显示屏5和蜂鸣器警报器6具有贴片式元件体积小、重量轻、便于安装、电压小等优点，以适应口罩的便捷使用。

其中，耳夹3为硅胶材质构建，测温装置7的内侧呈贴合人耳状；

具体的，所述耳夹3和测温装置7的设置，使耳夹3和测温装置7在佩戴者佩戴时能够更好地贴合佩戴者的耳朵，完成佩戴和测温的过程。

其中，外部面罩11和夹层12为无纺布构件，主体过滤材料由无纺布和聚丙烯熔喷布组成；

具体的，所述外部面罩11、夹层12和主体过滤材料的材质选择，使口罩符合医用外科口罩的防护标准，并使口罩可随时根据佩戴者需求更换主体过滤材料，以延长此口罩的使用寿命。

本实用新型工作原理：

本装置适用于任何人群在任何场合佩戴，通过口罩上面的温度传感器、加速度传感器、led指示灯23和蜂鸣器警报器6，使其可实时佩戴者的体温状态和计算佩戴者的步数。

1.模块设计思路

如图4所示，本装置可以分为5个模块，依次为传感模块、单片机、指示模块、报警装置模块和供电模块。口罩可基于传感器模块判断佩戴状态、异常体温以及佩戴者的步数，再通过单片机处理并分析传感器的状态以判断是否需要触发报警装置产生报警，并且控制指示模块，使其显示正常或异常状态。

传感器模块：传感器模块包括温度传感器和加速度传感器。加速度传感器采用三轴数字加速度计ADXL346，具有功耗低、测量范围大、分辨率高等优点。温度传感器采用数字温度输出型温度传感器NST1001，采用DFN2L封装，体积较小，精度较高，均适用于此实用新型。

单片机：单片机选择PLCC封装的stc89c52单片机，是一种高性能CMOS8位控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器，具有功耗低等优点，其控制电路包括时钟电路、复位电路。PLCC封装具有外形尺寸小、可靠性高等优点。

显示模块：显示模块为OLED显示屏5，采用0.91寸12832液晶屏。具有轻薄、高亮度、视角宽、抗震能力强等优点，在此实用新型中，用于显示计步步数等信息。

指示模块：指示模块由贴片led指示灯23构成，通过单片机接收并判断温度传感器的数据，指示模块接收正常或异常的信息，从而显示出佩戴者的体温状态是否有异常，贴片式发光二极管具有体积轻薄等、耗电量小、可靠度高、耐震性佳等优点。

报警装置模块：报警装置由无源贴片蜂鸣器警报器构成，其优点有体积小、重量轻、便于安装、电压小、声压高等，若佩戴者体温异常者并且步数超过一万时，蜂鸣器警报器6发出报警声音提示。

供电模块：供电模块采用5V可充电扣式电池，充电接口8为MiniUSB接口，可以通过充电器进行充电，扣式电池具有体积小的优点，能够有效减小供电模块在口罩内的体积。

2.测温流程

NST1001是一种高精度双引脚数字脉冲输出温度传感器芯片。其输出不需要A/D转换，传感器的DQ引脚通过上拉电阻连接到单片机的I/O口和电源，其温度的计算式为Temp＝Num*0.0625℃-50.0625℃，其中Temp是温度值，Num是脉冲数。

如图5所示，stc89c52接收到NST1001的输出脉冲数发生变化较大时，由单片机判断此时测得温度是否近似为人体体温，若不接近人体体温，则为误判，口罩其他功能不启用。若此时测得的温度近似为人体体温，启用计步功能，单片机不断接收NST1001输出的脉冲数并计算出温度，计算出的温度与人体标准体温的上限对比，若高于标准体温，则此佩戴者可能为发热状态，通过单片机的I/O口使发光二极管点亮，提醒佩戴者此时体温异常。若测得佩戴者体温异常，通过单片机定时器计时30分钟，若30分钟内持续高于标准体温，则判定为发热状态，OLED显示屏5显示“发热”字样，否则，可能为误判，仅led指示灯23亮，OLED显示屏5不显示”发热”字样。佩戴者为发热状态，若一段时间之后，佩戴者体温恢复正常的八小时内，OLED显示屏5字样消失显示佩戴者当前体温，led指示灯23不熄灭。

3.计步流程

在测温流程中若测得温度接近人体体温，启用计步功能。

ADXL46是三轴数字输出加速度传感器，通过I2C数字接口访问ADXL346，通过峰值检测和加速度的动态阈值检测步行周期(动态阈值：平均值(max+min)/2)，根据加速度最大的一个轴进行计步。

如图6所示，启用计步功能后，在温度传感器检测到温度恢复室温，即佩戴者摘下口罩前，OLED显示屏5时刻显示当前步数。若测温流程中确定为发热状态的情况，计算步数是否超过一万步，若超过，则通过单片机I/O口控制蜂鸣器警报器6，使蜂鸣器警报器6发出报警声音。

若温度传感器检测到温度恢复室温，即佩戴者摘下口罩，将此次计得的步数存储到单片机的EEPROM中。当再次检测到佩戴者佩戴口罩时，OLED显示屏5在现实当前步数同时，显示上次存储的步数。

4.主要组成结构

本实用新型由以下几部分组成，分别为：主体过滤材料、鼻夹部分2、耳带3、排气阀4和显示屏。

主体过滤材料:由无纺布和聚丙烯熔喷布组成，符合医用外科口罩的防护标准，与口罩的鼻夹部分2、耳带、排气阀之间为可拆卸设计，并配有供替换的主体过滤材料，可以随时根据佩戴者需求更换，以延长此口罩的使用寿命。

鼻夹部分2：相比于普通口罩的金属鼻夹，此款口罩鼻夹上设有计步装置、led指示灯23、PCB线路板和其他贴片元件等，弧度可贴合人体鼻梁，并且与鼻梁贴合部分有可拆卸的硅胶材料，已达到防止磨损鼻梁，更加贴合的目的。

耳带3：耳带3为硅胶材质，较普通口罩较粗，左右两侧耳带3的后侧分别有贴合耳朵形状的塑料外壳封装的测温装置7和MiniUSB充电接口8。

排气阀4：排气阀4与无纺布之间可拆卸。

显示屏：OLED显示屏5紧邻排气阀4。

具体工作过程：

步骤一，若佩戴者佩戴该口罩，则口罩的测温计步及显示功能被开启。否则，若温度传感器检测到温度与环境温度无差异，则认为口罩不属于佩戴状态，功能不启用。

步骤二，检测佩戴者是否有体温异常，若没有，则正常计步，步数通过显示屏显示。

步骤三，若佩戴者存在体温异常，led指示灯23亮，提醒佩戴者体温异常。

步骤四，若体温异常的佩戴者步数未超过一万步，则说明佩戴者走动范围较小，行动轨迹范围较小，传播疾病的风险较低，蜂鸣器警报器6不响。若佩戴者的步数超过一万步，则说明佩戴者活动范围可能较广，传播传染病的风险相对较高，若有传染性疾病则传播范围较广，此时蜂鸣器警报器6响，提醒佩戴者及其接触者。报警同时，计步功能继续正常计步，

步骤五，当使用一段时间，电量不足后，OLED显示屏5提示电量不足，佩戴者需给口罩充电

步骤六，该口罩可以为体温异常病人的监护提供辅助功能，若病人活动量超过一万步时，蜂鸣器警报器6响，提醒病人此时不宜继续运动或行走，需要休息。

本实用新型的实用范围包括流行传染病期间，出入公共场合的安全防护，学校、工作场所等场合长时间体温监测，个人或集体佩戴，以及非流行传染病期间病人的健康体温监测和计步以及病人的辅助监护，均可以达到有效降低疾病传染风险的目的，应用前景十分广泛。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种体温监测计步口罩，包括面罩(1)，其特征在于，所述面罩(1)包括外部面罩(11)，所述外部面罩(11)的内侧可拆卸安装有夹层(12)，所述外部面罩(11)与夹层(12)的内侧可拆卸安装有主体过滤材料，所述面罩(1)的顶端可拆卸安装有鼻夹部分(2)，所述鼻夹部分(2)包括鼻翼贴条(21)，所述鼻翼贴条(21)的内部固定安装有计步装置和PCB线路板，所述计步装置的内部固定安装有加速度传感器，所述PCB线路板的表面固定安装有单片机，所述单片机的内侧固定安装有控制电路和EEPROM，所述控制电路包括时钟电路和复位电路，所述鼻翼贴条(21)的内侧固定套接有塑形鼻夹(22)，所述塑形鼻夹(22)的内侧可拆卸安装有硅胶条，所述鼻翼贴条(21)的外侧固定安装有led指示灯(23)，所述面罩(1)的两侧可拆卸安装有耳夹(3)，所述外部面罩(11)的内侧可拆卸安装有排气阀(4)，所述外部面罩(11)的外侧固定安装有OLED显示屏(5)和蜂鸣器警报器(6)，所述耳夹(3)的后侧固定安装有测温装置(7)和充电接口(8)，所述测温装置(7)的内侧固定安装有温度传感器和供电装置，所述温度传感器和加速度传感器的输出端与所述单片机的输入端电性连接，所述单片机的输出端与所述led指示灯(23)、OLED显示屏(5)和蜂鸣器警报器(6)的输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的体温监测计步口罩，其特征在于，所述供电装置的内侧可拆卸安装有电池，所述电池为5V可充电扣式电池，所述充电接口(8)为MiniUSB充电口，所述充电口的输出端与所述电池的输入端电性连接。

3.根据权利要求1所述的体温监测计步口罩，其特征在于，所述单片机为PLCC封装的stc89c52单片机，所述加速度传感器为三轴数字加速度计ADXL346，所述温度传感器为DFN2L封装的数字温度输出型温度传感器NST1001。

4.根据权利要求1所述的体温监测计步口罩，其特征在于，所述led指示灯(23)为贴片led指示灯，所述OLED显示屏(5)为0.91寸12832液晶屏，所述蜂鸣器警报器(6)为无源贴片蜂鸣器。

5.根据权利要求1所述的体温监测计步口罩，其特征在于，所述耳夹(3)为硅胶材质构建，所述测温装置(7)的内侧呈贴合人耳状。

6.根据权利要求1所述的体温监测计步口罩，其特征在于，所述外部面罩(11)和夹层(12)为无纺布构件，所述主体过滤材料由无纺布和聚丙烯熔喷布组成。

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