一种为房间供氧的净化机器的制作方法

1.本发明涉及助眠技术领域，尤其是涉及一种为房间供氧的净化机器。


背景技术：

2.由于老年人脑组织对血氧变化十分敏感，长期的供血不足和缺氧很容易引起脑功能障碍，发生眩晕症状，因此老年人在睡眠时，若氧气供应不足，则会导致睡眠效果不好，老年人在房间内睡觉时，若空气不流通，房间内二氧化碳的含量会持续增加，从而导致氧气含量持续降低，为了保证睡眠质量，保证老年人在睡眠时氧气供应充足，一般老年人在睡眠时都会开着房间门，让房间内保持空气的良好流通，同时也能够让家人在客厅随时观察老年人的睡眠情况，但是在一些空气不流通的室内环境下，即便开着房门也不能够让房内的空气流通顺畅，且在客厅中为了不打扰老年人睡眠，会将光线调暗，讲话时要低声细语；再者到了夜间时刻，人们都需要睡觉，则会放松对老年人的监管；此外，在夜间睡眠时，无法观察老年人的睡眠状态，从而无法得知老年人在睡眠过程中是否出现缺氧等情况；对此，有必要提出一种新的技术方案以解决上述问题。


技术实现要素：

3.本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
4.一种为房间供氧的净化机器，包括带有通风孔的壳体和集成于壳体中的智能供氧系统，智能供氧系统包括氧气瓶、执行模块、氧气检测模块、mcu中央处理模块、信号生成模块、显示模块和储存模块，执行模块、氧气检测模块、信号生成模块和储存模块分别与mcu中央处理模块电连接，执行模块与氧气瓶的输出口动力连接；其中，
5.氧气瓶用于储存氧气，并给用户提供持续的氧气供给；
6.执行模块具有多个不同口径大小的流量通道，用于打开或者关闭氧气瓶的氧气供给，并根据不同口径大小的流量通道控制氧气的供给速度；
7.氧气检测模块用于采集空气中的氧气浓度，并向mcu中央处理模块传输浓度信号；
8.信号生成模块用于获取用户输入的操作指令，根据操作指令向mcu中央处理模块发送指令信号，其中，指令信号包括操控指令信号和模式选择指令信号；
9.显示模块用于接收mcu中央处理模块输入的数据信号，根据数据信号获得相应的显示界面并进行显示；
10.储存模块用于储存睡眠状态信息；
11.mcu中央处理模块中设定有程序系统，依据程序系统中设定有工作模式、预设模式和监管模式，其中，将工作模式设定为开机状态下的默认模式，并依据模式选择指令信号将工作模式切换至预设模式，又依据模式选择指令信号在工作模式中开启或关闭监管模式；
12.在预设模式下，mcu中央处理模块基于操控指令信号来预设睡眠时的氧气浓度区间范围，氧气浓度区间范围用于在供氧时提供氧气浓度参照；
13.在工作模式下，mcu中央处理模块根据操作指令信号开启或关闭氧气检测模块，通
过氧气检测模块发送的浓度信号，识别当前环境下氧气的浓度值，并周期性计算氧气浓度的变化值；依据当前环境下的氧气浓度值和预设定的氧气浓度区间范围进行比对，再结合氧气浓度的变化值，驱动执行模块控制氧气瓶的氧气供给；其中，当检测到氧气浓度值低于预设定的区间范围内，则驱动执行模块打开氧气瓶的氧气供给，并将流量通道的口径大小开设至最大口径；当检测到的氧气浓度值在预设定的区间范围内，则根据氧气浓度的变化值来周期性调节流量通道的口径大小，从而控制氧气瓶的供氧速度，使氧气浓度保持在该预设定的区间范围内；当检测到氧气浓度高于预设定的区间范围内，则驱动执行模块关闭氧气瓶的氧气供给；
14.在监管模式下，对开启到关闭执行模块和氧气检测模块之间的时间段进行记录作为睡眠时长，并对执行模块打开状态下的氧气浓度的变化值进行分析，采集变化值连续处于负数的时间段作为缺氧时间段，依据睡眠时长和缺氧时间段生成睡眠状态信息并储存在储存模块中；并将睡眠状态信息以数据信号的方式实时发送给显示模块进行显示。
15.优选地，当驱动执行模块打开氧气瓶的氧气供给，且检测到的氧气浓度值在预设定的区间范围内时，mcu中央处理模块根据氧气浓度的变化值来周期性调节流量通道的口径大小，具体如下：当氧气浓度的变化值小于0时，则驱动执行模块增大流量通道的口径大小，直至采集到的氧气浓度的变化值为大于或等于0时，则保持当前流量通道的口径大小，当检测到氧气浓度高于预设定的区间范围内，则驱动执行模块关闭氧气瓶的氧气供给，直到氧气浓度下降至低于预设定的区间范围时，再次打开氧气瓶的氧气供给。
16.优选地，净化机器还设置有远程监管系统，远程监管系统包括，
17.wifi模块，通过串口与所述mcu中央处理模块电连接，用于以wifi信号传输模式接收嵌有wifi协议的指令信号和发送嵌有wifi协议的数据信号；
18.无线路由器，通过wifi与所述wifi模块通信连接，用于接收和转发所述wifi模块转发的嵌有wifi协议的指令信号和数据信号；
19.终端设备，通过wifi与所述无线路由器通信连接，用于发送嵌有wifi协议的指令信号和接收嵌有wifi协议的数据信号；具有用于将实时数据信息显示在软件界面中的睡眠状态采集单元；以及具有根据用户操作而产生指令信号的远程操作单元。
20.优选地，mcu中央处理模块采用型号为stm32f030cct6的芯片。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.设置带有氧气瓶的智能供氧系统，通过程序设置三种模式，能够根据老年人睡眠时氧气浓度的需求设定相应的氧气浓度区间范围，例如老人慢性病比较多，吸入氧气浓度的合适值在25％-29％，为了缓解慢性病对老人睡眠时的影响，可通过调高氧气浓度的区间范围来实现，依据氧气浓度区间范围，mcu中央处理模块通过驱动执行模块来控制流量通道的口径大小，从而控制氧气瓶的氧气供给，通过在工作模式下可控制的打开和关闭监管模式，使得监管模式能够根据用户的需求来启动，在启动监管模式后，能够对老人的睡眠时长以及睡眠当中出现缺氧的情况进行监控，使得家人能够根据老人的睡眠状态信息来了解老人的睡眠情况；
23.通过采用远程监管系统，能够远程同步信号生成模块和显示模块，使得用户能够通过终端设备来操控净化机器，并且能够根据睡眠状态采集单元来远程显示睡眠状态信息，终端设备可以是手机，通过设置微信小程序或者app来达到睡眠状态采集单元和远程操
作单元的设置。
24.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明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。
26.图1是本发明的结构示意图；
27.图2是本发明的模块连接框图；
28.图3是本发明工作模式下的程序流程图。
29.图中的附图标记及名称如下：
30.壳体10、容纳抽屉11、通风孔12、智能供氧系统20、氧气瓶21、执行模块22、氧气检测模块23、信号生成模块24、显示模块25、储存模块26、mcu中央处理模块27、远程监管系统30、wifi模块31、无线路由器32、终端设备33。
具体实施方式
31.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都属于本发明保护的范围。
32.请参阅图1-3，本发明实施例中，一种为房间供氧的净化机器，用于在老年人睡眠时对睡眠环境下的氧气浓度进行检测，并提供充足的氧气帮助老年人更好地睡眠，包括带有通风孔12的壳体10和集成于壳体10中的智能供氧系统20，智能供氧系统20能够使室内空气中的氧气浓度保持在合适的浓度值，利用集成在壳体10的方式，由于壳体10靠近老年人睡觉的床，因此能够最短距离的检测老年人周围环境氧气的浓度，从而有效地控制氧气浓度的供应，并且能够在不干扰老年人睡眠的前提下将氧气瓶21内的氧气充分提供给老年人；具体地，智能供氧系统20包括氧气瓶21、执行模块22、氧气检测模块23、mcu中央处理模块27、信号生成模块24、显示模块25和储存模块26，执行模块22、氧气检测模块23、信号生成模块24和储存模块26分别与mcu中央处理模块27电连接，执行模块22与氧气瓶21的输出口动力连接；
33.在室内环境下，老年人睡眠时吸入氧气，产生二氧化碳，因此在空气流通性不好的室内环境下会发生氧气浓度值降低的情况，因此通过在壳体10内设置氧气瓶21用于储存氧气，能够给用户提供持续的氧气供给；氧气瓶21内氧气的供给以及氧气供给速度通过执行模块22驱动，执行模块22具有多个不同口径大小的流量通道，用于打开或者关闭氧气瓶21的氧气供给，并根据不同口径大小的流量通道控制氧气的供给速度，执行模块22可以是传统电磁阀结合流量控制阀，也可以是采用多个不同差异口径的电磁阀并接在一起；
34.在室内环境下，对氧气浓度的检测采用氧气检测模块23，即氧气传感器，用于采集
空气中的氧气浓度，尤其是壳体10周围的氧气浓度，并向mcu中央处理模块27传输浓度信号；信号生成模块24用于获取用户输入的操作指令，根据操作指令向mcu中央处理模块27发送指令信号，其中，指令信号包括操控指令信号和模式选择指令信号，信号生成模块24可以是操作按键，也可以是与显示模块25集成于一体的触摸显示屏，还可以通过一些传感器来达到自动识别老年人睡眠的情况，从而自动向mcu中央处理模块27发送指令信号；显示模块25用于接收mcu中央处理模块27输入的数据信号，根据数据信号获得相应的显示界面并进行显示；储存模块26用于储存睡眠状态信息；
35.通过mcu中央处理模块27中设定有程序系统，依据程序系统中设定有工作模式、预设模式和监管模式，老人睡眠时mcu中央处理模块27进入工作模式，因此将工作模式设定为开机状态下的默认模式，并依据模式选择指令信号将工作模式切换至预设模式，又依据模式选择指令信号在工作模式中开启或关闭监管模式；
36.在预设模式下，mcu中央处理模块27基于操控指令信号来预设睡眠时的氧气浓度区间范围，氧气浓度区间范围用于在供氧时提供氧气浓度参照；
37.在工作模式下，mcu中央处理模块27根据操作指令信号开启或关闭氧气检测模块23，通过氧气检测模块23发送的浓度信号，识别当前环境下氧气的浓度值，并周期性计算氧气浓度的变化值；依据当前环境下的氧气浓度值和预设定的氧气浓度区间范围进行比对，再结合氧气浓度的变化值，驱动执行模块22控制氧气瓶21的氧气供给；其中，当检测到氧气浓度值低于预设定的区间范围内，则驱动执行模块22打开氧气瓶21的氧气供给，并将流量通道的口径大小开设至最大口径；当检测到的氧气浓度值在预设定的区间范围内，则根据氧气浓度的变化值来周期性调节流量通道的口径大小，从而控制氧气瓶21的供氧速度，使氧气浓度保持在该预设定的区间范围内；具体地，当氧气浓度的变化值小于0时，则增大流量通道的口径大小，直至采集到的氧气浓度的变化值为大于或等于0时，则保持当前流量通道的口径大小，当检测到氧气浓度高于预设定的区间范围内，则驱动执行模块22关闭氧气瓶21的氧气供给，直到氧气浓度下降至低于预设定的区间范围时，再次打开氧气瓶21的氧气供给，以此循环，使得该程序系统能够按照一定规律调整流量通道的口径大小，从而保持氧气浓度，保证老年人在睡眠时氧气浓度值基本处在预设定的区间范围内，并且不会频繁调整流量通道的口径大小；
38.在监管模式下，对开启到关闭执行模块22和氧气检测模块23之间的时间段进行记录作为睡眠时长，并对执行模块22打开状态下的氧气浓度的变化值进行分析，采集变化值连续处于负数的时间段作为缺氧时间段，其依据于老人在出现缺氧情况下会加大氧气的吸入以及二氧化碳的输出，从而导致空气中氧气浓度值的逐渐降低；当采集到缺氧时间段后，依据睡眠时长和缺氧时间段生成睡眠状态信息并储存在储存模块26中；并将睡眠状态信息以数据信号的方式实时发送给显示模块25进行显示。
39.通过上述三种模式，能够根据老年人睡眠时氧气浓度的需求设定相应的氧气浓度区间范围，例如老人慢性病比较多，吸入氧气浓度的合适值在25％-29％，为了缓解慢性病对老人睡眠时的影响，可通过调高氧气浓度的区间范围来实现，依据氧气浓度区间范围，mcu中央处理模块27通过驱动执行模块22来控制流量通道的口径大小，从而控制氧气瓶21的氧气供给，通过在工作模式下可控制的打开和关闭监管模式，使得监管模式能够根据用户的需求来启动，在启动监管模式后，能够对老人的睡眠时长以及睡眠当中出现缺氧的情
况进行监控，使得家人能够根据老人的睡眠状态信息来了解老人的睡眠情况。
40.如图2所示，净化机器还设置有远程监管系统30，远程监管系统30包括，
41.wifi模块31，通过串口与所述mcu中央处理模块27电连接，用于以wifi信号传输模式接收嵌有wifi协议的指令信号和发送嵌有wifi协议的数据信号；
42.无线路由器32，通过wifi与所述wifi模块31通信连接，用于接收和转发所述wifi模块31转发的嵌有wifi协议的指令信号和数据信号；
43.终端设备33，通过wifi与所述无线路由器32通信连接，用于发送嵌有wifi协议的指令信号和接收嵌有wifi协议的数据信号；具有用于将实时数据信息显示在软件界面中的睡眠状态采集单元；以及具有根据用户操作而产生指令信号的远程操作单元。
44.通过采用远程监管系统30，能够远程同步信号生成模块24和显示模块25，使得用户能够通过终端设备33来操控净化机器，并且能够根据睡眠状态采集单元来远程显示睡眠状态信息，终端设备33可以是手机，通过设置微信小程序或者app来达到睡眠状态采集单元和远程操作单元的设置，还可以设置历史记录单元用于将睡眠状态采集单元采集到的睡眠状态信息进行历史保存，使得用户能够根据历史信息来了解老人长期下来的睡眠状态。
45.优选地，mcu中央处理模块27采用型号为stm32f030cct6的芯片。
46.如图1所示，净化机器可以为单独的机种，也可以集成在家居用品上，以放置在房间内的床头柜为例，将壳体10设置为床头柜的形状，通过在床头柜内部设置出一定的空间用于集成智能供氧系统，在床头柜的底部设置有容纳抽屉11，氧气瓶21放置在容纳抽屉11中，在床头柜内部设置有连通于容纳抽屉11和通风孔12的流体通道，便于更换氧气瓶21，并在床头柜的台面上设置一触摸显示屏用作于执行模块22和信号生成模块24，为了起到屏蔽作用，床头柜内部通过钣金设置一屏蔽空间用于装置储存模块26、mcu中央处理模块27以及供电模块等，防止床头柜防止在床周围对老人造成辐射的干扰。
47.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。