[发明专利]一种穿戴式窒息预警系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种穿戴式窒息预警系统，属于特种装备技术领域。

背景技术

在工矿或者市政企业里的现场施工人员，因作业环境中氧气浓度过低而导致伤亡的事件时有发生。如何保障作业人员的生命安全，是急需解决的问题。

市场上常见的用于检测氧气浓度的设备有氧气检测仪，该仪器需要人工读取氧气浓度，现场施工人员的作业效率因此降低，而且没有预警功能。而传统的防护服则价格昂贵、功能简单，防护服本体体积庞大，更加会降低现场施工人员的工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种作业效率高且便于使用的用于测量使用者周围环境中氧气浓度的设备。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种穿戴式窒息预警系统，其特征在于，包括移动终端、氧气测量与预警装置及远程服务器，移动终端和氧气测量与预警装置之间建立无线通信，其中：

移动终端，用于：显示通过氧气测量与预警装置获得的氧气浓度值及环境温湿度数据；设定和/或调整氧气测量与预警装置的氧气浓度的告警阈值；显示当前和预测时刻的警情；

氧气测量与预警装置包括平台、传感器及执行器，其中：

平台用于：接收来自传感器的数据并得出氧气浓度值及环境温湿度数据；建立与移动终端的通信；

传感器包括氧气电化学传感模块及温湿度模块，其中：

氧气电化学传感模块用于得到与氧气浓度成正比的数字信号并传输给平台；

温湿度模块用于得到环境温湿度数据并传输给平台；

当氧气浓度值超过告警阈值时，执行器用于：产生告警；加速氧气测量与预警装置腔内的气体流动。

远程服务器用于：解析所有移动终端传输的数据；实时监控氧气测量与预警装置所处环境的氧气浓度值、环境温湿度以及告警情况；当监测到氧气测量与预警装置的氧气浓度超阈值并达到一定时间，使用者对危险警情未作出反应，通过移动终端的定位系统，显示所处具体位置，并由相关人员进行救援。

优选地，所述移动终端根据环境温湿度数据对氧气浓度值进行校正。

优选地，所述移动终端还用于对下一个时刻的氧气浓度值进行预测，并和阈值比较，由所述氧气测量与预警装置根据比较结果产生告警，其中，设当前时刻为t，则所述移动终端对下一个时刻的氧气浓度值进行预警的步骤为：

步骤1、读取t-1时刻至t-N时刻的N个历史氧气浓度数据；

步骤2、分析时间序列上的跳点和拐点，将不正常的突变点剔除；

步骤3、加以时间序列趋势分析，或基于水平时间序列，利用一次指数平滑模型拟合曲线，或基于趋势时间序列，利用三次指数平滑模型拟合曲线；

步骤4、根据步骤3得到的曲线，得出t+1时刻的氧气浓度值预测值y(t+1)；

步骤5、得到的氧气浓度值预测值y(t+1)和阈值比较，在移动终端上以文字的形式显示预测正常、预测临界和预测报警。

优选地，所述执行器包括视觉告警模块、听觉告警模块及触觉告警模块。

优选地，所述视觉告警模块至少包括绿灯、黄灯及红灯；

所述视觉、听觉和触觉告警模块产生告警的方法为：

当通过氧气电化学传感模块获得的实时氧气浓度低于告警阈值时，绿灯常亮，所述听觉告警模块及所述触觉告警模块不动作；当通过氧气电化学传感模块获得的实时氧气浓度达到告警阈值附近时，黄灯低频闪烁，所述触觉告警模块及所述听觉告警模块中仅一个动作，另一个不动作；当通过氧气电化学传感模块获得的实时氧气浓度超过告警阈值时，红灯高频闪烁，所述触觉告警模块及所述听觉告警模块均动作。

优选地，所述听觉告警模块包括压电蜂鸣器驱动电路及与其相连的压电蜂鸣器；所述触觉告警模块包括振动电机驱动电路及与其相连的振动电机。

优选地，所述执行器还包括气体交换模块，该气体交换模块在所述平台的控制下加速所述氧气测量与预警装置腔内的气体流动。

优选地，所述气体交换模块包括压电微型风扇驱动电路及压电微型风扇，压电微型风扇驱动电路的输入端与所述平台相连，其输出端连接压电微型风扇。

优选地，所述氧气电化学传感模块包括氧气电化学传感器，氧气电化学传感器输出正比于氧气浓度的微弱电流，该微弱电流接到模拟前端，通过模拟前端将电流放大，再经数模转换器输出数字信号至所述平台。