CN214591570U - 一种正压防护服内环境监测与语音通话系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种正压防护服内环境监测与语音通话系统，包括：实验员终端、无线网络模块、服务器终端、控制终端；实验员终端包括数据采集模块、语音及通讯模块、处理器，实验员终端通过语音及通讯模块与无线网络模块无线连接；无线网络模块包括多个无线AP，所述多个无线AP分别安装在不同的实验室房间内，不同房间无线AP之间通过网络线有线连接，无线网络模块依次与服务器终端、控制终端相连。本新型通过采用实验员终端以及由各个无线AP之间组成的有线网络，克服了高等级生物实验室金属墙壁屏蔽，实现了穿着正压防护服实验人员之间语音通话和控制台调度，并能通过控制终端实时监测正压防护服内环境状态。

Description

一种正压防护服内环境监测与语音通话系统

技术领域

本实用新型涉及监测及通信技术领域，更具体的说是涉及一种正压生物防护服内环境监测及语音通话系统。

背景技术

正压防护服用于高等级生物安全实验室，实验室之间采用金属结构墙壁，存在信号屏蔽效应，且正压防护服内部有正压气流，受气流影响，服装内部噪声较大，影响实验人员语音通讯和交流，实验人员穿着全身式正压防护服，无法手动操作随身通话设施，目前高等级生物安全实验室内通话一般采用的是固定在实验室墙面上的楼宇通话系统，通过按键呼叫特定实验室或者监控室通话系统实现通话，其使用时需要走到特定地点，通话不便，而共同做实验的两实验人员互相沟通时也需要很大声讲话，才可能听得见。同时正压防护服要求使用时内部必须保持稳定的正压状态，如果内部正压状态以及环境要素发生变化时，可能造成一定的风险。

因此，如何克服金属墙壁屏蔽以及正压防护服内部噪声影响进行通信并实时监测正压防护服内环境状态是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种正压生物防护服内环境监测及语音通话系统，解决高等级生物安全实验室中穿着正压防护服的实验人员之间稳定的语音通话以及正压服内部状态监测。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种正压防护服内环境监测与语音通话系统，包括：实验员终端、无线网络模块、服务器终端、控制终端；所述实验员终端包括数据采集模块、语音及通讯模块、处理器，所述数据采集模块、所述语音及通讯模块均与所述处理器连接，所述语音及通讯模块包括语音通话系统和无线传输系统，所述语音及通讯模块与所述无线网络模块无线连接；所述无线网络模块包括多个无线AP，所述多个无线AP分别安装在不同的实验室房间，不同房间无线AP 之间通过网络线有线连接；所述无线网络模块依次与所述服务器终端、控制器终端连接。

优选的，所述实验员终端还包括壳体，其中所述数据采集模块位于所述壳体内部；所述壳体表面布置按键，所述按键包括开机键、通话音量调节键，用于用于实验员终端的初始化。

优选的，所述数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器和CO₂浓度传感器。

优选的，所述语音通话系统包括蓝牙模块、存储模块，所述语音通话系统采用骨传导耳机或者降噪耳机通过所述蓝牙模块进行无线语音通信，所述存储模块用来存储数据。

优选的，所述不同房间之内各无线AP的网络名称保持一致，所述实验员终端自动切换不同房间内的无线AP。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种正压防护服内环境监测与语音通话系统，具有以下有益效果：

1、通过不同房间无线AP之间有线连接，克服了高等级生物安全实验室不同房间的金属墙壁屏蔽，使得高等级生物安全实验室不同房间实验人员之间可以流畅语音沟通，相同房间内语音沟通更加清晰；实验员终端还可以与控制室人员沟通，通话数据可录音存档。

2、同时数据采集模块采集正压防护服内的温度、湿度、气压及CO₂浓度等环境数据，当正压防护服状态异常时，可以迅速发现异常，显著提高高等级实验室的安全水平。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的系统结构示意图；

图2附图为本实用新型提供的实验员终端结构示意图；

图3附图为本实用新型提供的实验员终端面板结构示意图；

图4附图为本实用新型提供的网络拓扑结构示意图。

附图中，1温度传感器、2湿度传感器、3气压传感器、4CO₂浓度传感器、 5开机键、6通话音量调节键。

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。

如图1所示，本实用新型实施例公开了一种正压防护服内环境监测与语音通话系统，包括实验员终端、多个无线AP(无线接入点)构成的无线网络模块、服务器终端和控制终端，实验员终端与无线网络模块之间无线连接，无线网络模块的多个无线AP分别安装在不同的实验室房间内，不同房间内的无线AP之间通过网络线有线连接，无线网络模块与位于控制室的服务器终端有线连接，服务器终端与控制终端连接。

实验员终端固定在正压防护服内部由实验人员随身佩戴，如图2所示，实验员终端包括数据采集模块、语音及通讯模块及处理器，数据采集模块包括温度传感器1、湿度传感器2、气压传感器3和CO₂浓度传感器4可以通过传感器采集正压防护服内的温度、湿度、气压和CO₂浓度等环境数据。语音及通讯模块包括语音通话系统和无线传输系统，语音通话系统可以采集不同房间内实验人员语音数据，无线传输系统包括WIFI模块，将语音数据和数据采集模块采集的环境数据经处理器处理后由WIFI模块无线发送到相应的无线AP，并传输到服务器终端上，通过服务器终端最终发送到控制终端。控制终端用来实时显示采集的正压防护服内环境数据，并能接收实验员终端采集的实验人员语音数据，与实验人员实时通讯。

实验员终端还包括壳体，数据采集模块位于壳体内部，壳体背部固定有背夹，用于将实验员终端固定；如图3所示壳体前面布置有按键，按键包括开机键5、通话音量调节键6，用于实验员终端的初始化，即实验人员在穿戴正压防护服之前对实验员终端进行操作，开机并调整到舒适的音量状态；实验人员穿戴好正压防护服后，将无法进行任何设备的手动操作，仅能通过语音系统呼叫后端控制人员通过控制终端的调度软件，实现相关操作；控制终端可以对实验员终端进行音量调节，还可以构建实验人员通话群组。壳体前面还布置有标识面板用于识别不同的实验员终端，面板信息包括姓名信息、实验员编号等。

实施例中，语音通话系统包括蓝牙模块、存储模块，其中语音通话系统采用骨传导耳机或者降噪耳机通过蓝牙模块实现实验人员与实验员终端之间的无线语音通信，有效降低了正压防护服内部噪声，提高了语音通话的清晰度。存储模块用来存储实验人员与控制室人员的语音通话数据。

实验员终端还包括电源模块，电源模块采用可充电锂离子电池，内置电源管理电路，并通过USB快速充电，通过电源模块给实验员终端其他模块提供电力。

处理器用来处理实验员终端采集的环境和语音数据，处理器可选用STM32F103RBT6单片机，该单片机采用ARM 32位的Cortex^TM-M3 CPU内核，具有接口丰富功耗低的特点，适合采集各种传感器数据。选用 GSS-COZIR-CO2芯片作为CO₂浓度传感器；选用BMP180气压传感器采集环境气压数据，通过数据处理可获得正压服内外气压差。温度传感器、湿度传感器可选用SHT11数字温湿度传感器芯片；选用RN4020作为蓝牙传输模块，其具有功耗低结构紧凑的特点。

如图4所示，通过在高等级生物安全实验室不同房间架设无线AP，实现对高等级生物安全实验室不同房间的网络信号全覆盖。高等级生物安全实验室防护等级高，实验室往往采用金属气密结构，不同实验室房间之间容易形成信号屏蔽。本方案实际上采用的是路由器+无线AP的方案，路由器可以跟无线AP集成在一起，无线AP可以实现对同一名称的网络扩大覆盖范围，在不同的实验室房间之间安装无线AP，各无线AP(无线接入点)之间通过有线网络跨越金属墙壁信号隔离连接在一起。

各无线AP网络名称均相同，当实验人员走到不同房间时，会自动切换当前房间的无线AP，切换速度最快可以达到几十毫秒，确保切换过程中网络通信畅通。

采用本实用新型，不同房间之内的实验人员通过正压防护服内环境监测与语音通话系统实现正常的语音通信，同时采集正压防护服内的温度、湿度、气压及CO₂浓度等环境数据通过无线AP及有线网络传输到服务器终端和控制终端实现环境的实时监测。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种正压防护服内环境监测与语音通话系统，其特征在于，包括：实验员终端、无线网络模块、服务器终端、控制终端；所述实验员终端包括数据采集模块、语音及通讯模块、处理器，所述数据采集模块、所述语音及通讯模块均与所述处理器连接，所述语音及通讯模块包括语音通话系统和无线传输系统，所述语音及通讯模块与所述无线网络模块无线连接；所述无线网络模块包括多个无线AP，所述多个无线AP分别安装在不同的实验室房间，不同房间无线AP之间通过网络线有线连接；所述无线网络模块依次与所述服务器终端、控制器终端连接。

2.根据权利要求1所述的正压防护服内环境监测与语音通话系统，其特征在于，所述实验员终端还包括壳体，其中所述数据采集模块位于所述壳体内部；所述壳体表面布置按键，所述按键包括开机键、通话音量调节键，用于实验员终端的初始化。

3.根据权利要求1所述的正压防护服内环境监测与语音通话系统，其特征在于，所述数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器和CO₂浓度传感器。

4.根据权利要求1所述的正压防护服内环境监测与语音通话系统，其特征在于，所述语音及通讯模块的语音通话系统包括蓝牙模块、存储模块，所述语音通话系统采用骨传导耳机或者降噪耳机通过所述蓝牙模块进行无线语音通信，所述存储模块用来存储数据。

5.根据权利要求1所述的正压防护服内环境监测与语音通话系统，其特征在于，所述不同房间之内各无线AP的网络名称保持一致，所述实验员终端自动切换不同房间内的无线AP。

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