本發(fā)明公開(kāi)了一種利用傳感器技術(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集分析的污染監(jiān)測(cè)口罩，涉及醫(yī)療衛(wèi)生用品技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

霧霾的出現(xiàn)極大的困擾了人們的日常生活和工作，對(duì)于霧霾成因的研究和防治目前也還沒(méi)有十分確切的進(jìn)展。霧霾主要是由于PM2.5造成的，PM2 .5是指大氣中的直徑大致為2 .5μm的顆粒懸浮物，這種顆粒懸浮物在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)界稱(chēng)之為入肺顆粒物，長(zhǎng)期吸入會(huì)損及肺氣管，甚至出現(xiàn)不希望出現(xiàn)但又無(wú)法回避與抗拒的惡疾如肺癌或類(lèi)似疾病。

應(yīng)對(duì)霧霾，口罩是一種理想的防護(hù)用品，因而經(jīng)濟(jì)相對(duì)廉價(jià)、使用較為便捷的并且對(duì)PM2 .5具有一定的阻擋（過(guò)濾）效果的口罩成了首選之工具。

在公開(kāi)的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)中不乏關(guān)于過(guò)濾PM2 .5的口罩的技術(shù)信息，如授權(quán)公告號(hào)為CN201510141283（一種能有效過(guò)濾PM2.5 的口罩），如授權(quán)公告號(hào)CN201248380Y（灰霾和臭氧空氣防護(hù)口罩）、CN202536155U（防PM二點(diǎn)五顆粒口罩）、公布號(hào)CN103637431A（一種高效過(guò)濾PM2 .5平面口罩）、CN103734940A（一種高效過(guò)濾PM2 .5簡(jiǎn)易口罩及其制作方法）、CN202445176U和CN203762328U（一種可有效過(guò)濾PM2 .5的立體口罩），等等。

上述現(xiàn)有技術(shù)，并且在一定程度上可以起到對(duì)PM2 .5阻擋和/或過(guò)濾作用，但是針對(duì)現(xiàn)有口罩的功能的拓展改進(jìn)不大，也還存在著一個(gè)普遍的問(wèn)題：口罩作為一種衛(wèi)生用消耗品，其自身的污染程度無(wú)法得到有效的監(jiān)控，更換口罩或其中濾芯的時(shí)間缺少相應(yīng)的提醒和統(tǒng)計(jì)，如果長(zhǎng)期佩戴已經(jīng)被重度污染的口罩，可能效果適得其反。

同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)更多是研究如何改善口罩的使用效果。忽視了對(duì)口罩更豐富的使用方式的拓展。

鑒于上述已有技術(shù)，有必要加以合理改進(jìn)，為此本申請(qǐng)人作了積極而有益的設(shè)計(jì)并且形成了下面將要介紹的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種利用傳感器技術(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集分析的污染監(jiān)測(cè)口罩，在進(jìn)一步提高對(duì)PM2.5的過(guò)濾效果的基礎(chǔ)上，自動(dòng)監(jiān)控并提醒用戶(hù)正在使用的口罩的污染程度，并且能結(jié)合每一個(gè)用戶(hù)的數(shù)據(jù)反饋，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，結(jié)合大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)霧霾的成因和防治給出更有力的支持。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：

一種利用傳感器技術(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集分析的污染監(jiān)測(cè)口罩，包括口罩主體和第一、第二耳掛襻，所述口罩主體包括依次疊加的外側(cè)口罩、夾層濾芯層和內(nèi)層口罩所組成的三層結(jié)構(gòu)，上述三層結(jié)構(gòu)在中心對(duì)稱(chēng)處向內(nèi)側(cè)彎折，三層結(jié)構(gòu)的底部還設(shè)置有口罩襯底，所訴口罩襯底與口罩主體形成立體空間，容納使用者的口鼻；所述外側(cè)口罩與內(nèi)層濾芯層之間還設(shè)置有硅片吸附層，所述硅片吸附層設(shè)置于口罩主體的中部、對(duì)應(yīng)使用者口鼻處的位置，硅片吸附層的形狀對(duì)應(yīng)口罩主體中部的彎折結(jié)構(gòu)；口罩主體的兩側(cè)分別設(shè)置第一、第二支撐側(cè)柱，所述第一、第二支撐側(cè)柱內(nèi)設(shè)置有電源模塊、微處理器、數(shù)據(jù)發(fā)送天線(xiàn)和LED提示燈，所述口罩襯底中設(shè)置有微型稱(chēng)重傳感器；所述微型稱(chēng)重傳感器的輸入端與硅片吸附層相連接，微型稱(chēng)重傳感器的輸出端與微處理器相連接，微處理器的輸出端分別與數(shù)據(jù)發(fā)送天線(xiàn)和LED提示燈相連接，所述電源模塊分別向微型稱(chēng)重傳感器、微處理器和LED提示燈供電。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述污染物監(jiān)測(cè)口罩中還設(shè)置有GPS定位模塊，所述GPS定位模塊的輸出端與微處理器相連接，GPS定位模塊采集的位置信息經(jīng)過(guò)微處理器收集處理后，經(jīng)由數(shù)據(jù)發(fā)送天線(xiàn)上傳至服務(wù)器或者移動(dòng)終端。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，污染物監(jiān)測(cè)口罩收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)由發(fā)送天線(xiàn)上傳至服務(wù)器，或者，上傳至設(shè)置了數(shù)據(jù)接收裝置的移動(dòng)終端；所述服務(wù)器或者移動(dòng)終端對(duì)每個(gè)污染物監(jiān)測(cè)口罩采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄統(tǒng)計(jì)和大數(shù)據(jù)處理，具體步驟包括：

301、記錄每個(gè)檢測(cè)口罩中，硅片吸附層完全吸附污染顆粒的時(shí)間曲線(xiàn)；

302、記錄每個(gè)檢測(cè)口罩的移動(dòng)位移區(qū)域范圍；

303、根據(jù)步驟301所得時(shí)間曲線(xiàn)和步驟302所得移動(dòng)位移范圍，根據(jù)足夠數(shù)量的樣本及設(shè)定的計(jì)算模型，得出不同區(qū)域的空氣污染變化趨勢(shì)。

所述大數(shù)據(jù)處理方法還包括以下步驟：

收集指定區(qū)域的可能污染物顆粒產(chǎn)生源；

收集污染物監(jiān)測(cè)口罩中的硅片；

對(duì)硅片中的污染物顆粒進(jìn)行元素辨識(shí)和定位；

經(jīng)過(guò)大數(shù)據(jù)收集，通過(guò)比對(duì)確定指定區(qū)域污染物顆粒產(chǎn)生的確定來(lái)源。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)發(fā)送天線(xiàn)為陶瓷貼片式天線(xiàn)，其結(jié)構(gòu)采用SMT貼裝式。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述硅片吸附層與濾芯層之間還設(shè)置有高分子單向透氣薄膜，所述高分子單向透氣薄膜為CPE薄膜；所述外側(cè)口罩為天然纖維或者天然纖維與人造纖維相混合的機(jī)織布；所述內(nèi)層口罩為天然纖維織物。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述電源模塊為可充電紐扣電池。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述LED提示燈包括復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的顏色相同或者不同。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述口罩主體的四周設(shè)置有密封軟膠套。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明由于綜合利用了硅片吸附懸浮顆粒物、并且結(jié)合濾片使用透氣不透水過(guò)濾膜，因而既可對(duì)直徑為0 .3μm以下的顆粒物有效過(guò)濾并且過(guò)濾率達(dá)到99 .83%以上，確保優(yōu)異的防護(hù)效果，又能體現(xiàn)理想的防水效果而藉以滿(mǎn)足在降水環(huán)境下的佩戴要求。本發(fā)明還可以自動(dòng)監(jiān)控并提醒用戶(hù)正在使用的口罩的污染程度，并且能結(jié)合每一個(gè)用戶(hù)的數(shù)據(jù)反饋，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，結(jié)合大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)霧霾的成因和防治給出更有力的支持。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的電路模塊連接示意圖；

其中：1、第一耳掛襻，2、第二耳掛襻，3、第一支撐側(cè)柱，4、第二支撐側(cè)柱，5、外側(cè)口罩，6、內(nèi)層口罩，7、夾層濾芯層，8、硅片吸附層，9、微型稱(chēng)重傳感器，10、口罩襯底，11、微處理器，12、數(shù)據(jù)發(fā)送天線(xiàn)，13、LED提示燈，14、電源模塊。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

本發(fā)明圖的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示、本發(fā)明的電路模塊連接示意圖如圖2所示：本發(fā)明公開(kāi)了一種利用傳感器技術(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集分析的污染監(jiān)測(cè)口罩，包括口罩主體和第一、第二耳掛襻，所述口罩主體包括依次疊加的外側(cè)口罩、夾層濾芯層和內(nèi)層口罩所組成的三層結(jié)構(gòu)，上述三層結(jié)構(gòu)在中心對(duì)稱(chēng)處向內(nèi)側(cè)彎折，三層結(jié)構(gòu)的底部還設(shè)置有口罩襯底，所訴口罩襯底與口罩主體形成立體空間，容納使用者的口鼻；所述外側(cè)口罩與內(nèi)層濾芯層之間還設(shè)置有硅片吸附層，所述硅片吸附層設(shè)置于口罩主體的中部、對(duì)應(yīng)使用者口鼻處的位置，硅片吸附層的形狀對(duì)應(yīng)口罩主體中部的彎折結(jié)構(gòu)；口罩主體的兩側(cè)分別設(shè)置第一、第二支撐側(cè)柱，所述第一、第二支撐側(cè)柱內(nèi)設(shè)置有電源模塊、微處理器、數(shù)據(jù)發(fā)送天線(xiàn)和LED提示燈，所述口罩襯底中設(shè)置有微型稱(chēng)重傳感器；所述微型稱(chēng)重傳感器的輸入端與硅片吸附層相連接，微型稱(chēng)重傳感器的輸出端與微處理器相連接，微處理器的輸出端分別與數(shù)據(jù)發(fā)送天線(xiàn)和LED提示燈相連接，所述電源模塊分別向微型稱(chēng)重傳感器、微處理器和LED提示燈供電。

硅片本身對(duì)污染物中的顆粒具有很強(qiáng)的吸附能力，硅片和現(xiàn)有技術(shù)中的過(guò)濾材料配合使用可以達(dá)到雙重的過(guò)濾凈化效果，使得口罩本身防污染的使用效果大大加強(qiáng)?，F(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)濾芯層本身吸附滿(mǎn)了污染物之后，口罩的使用效果將大大降低，但是普通用戶(hù)往往無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)這一情況。本發(fā)明中，硅片的重量改變觸發(fā)微型稱(chēng)重傳感器讀數(shù)的改變，進(jìn)而由微處理器根據(jù)上述數(shù)據(jù)改變反饋控制LED燈導(dǎo)通，對(duì)使用者進(jìn)行提示。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述污染物監(jiān)測(cè)口罩中還設(shè)置有GPS定位模塊，所述GPS定位模塊的輸出端與微處理器相連接，GPS定位模塊采集的位置信息經(jīng)過(guò)微處理器收集處理后，經(jīng)由數(shù)據(jù)發(fā)送天線(xiàn)上傳至服務(wù)器或者移動(dòng)終端。

硅片本身成本低廉，出于公益的角度考慮，可以對(duì)使用者提供免費(fèi)更換硅片的服務(wù)，收集已使用的硅片，對(duì)其進(jìn)行污染物數(shù)據(jù)采集和研究。

在具體實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)發(fā)送天線(xiàn)將監(jiān)測(cè)口罩采集到的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，或者，上傳至設(shè)置了數(shù)據(jù)接收裝置的移動(dòng)終端；所述服務(wù)器或者移動(dòng)終端對(duì)每個(gè)污染物監(jiān)測(cè)口罩采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄統(tǒng)計(jì)和大數(shù)據(jù)處理，具體步驟包括：

301、記錄每個(gè)檢測(cè)口罩中，硅片吸附層完全吸附污染顆粒的時(shí)間曲線(xiàn)；

302、記錄每個(gè)檢測(cè)口罩的移動(dòng)位移區(qū)域范圍；

303、根據(jù)步驟301所得時(shí)間曲線(xiàn)和步驟302所得移動(dòng)位移范圍，根據(jù)足夠數(shù)量的樣本及設(shè)定的計(jì)算模型，得出不同區(qū)域的空氣污染變化趨勢(shì)。

所述大數(shù)據(jù)處理方法還包括以下步驟：

收集指定區(qū)域的可能污染物顆粒產(chǎn)生源；

收集污染物監(jiān)測(cè)口罩中的硅片；

對(duì)硅片中的污染物顆粒進(jìn)行元素辨識(shí)和定位；

經(jīng)過(guò)大數(shù)據(jù)收集，通過(guò)比對(duì)確定指定區(qū)域污染物顆粒產(chǎn)生的確定來(lái)源。

上述樣本和模型的計(jì)算處理在本申請(qǐng)中不做進(jìn)一步展開(kāi)，本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于口罩結(jié)構(gòu)和功能的改進(jìn)，以及利用上述結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理進(jìn)行進(jìn)一步拓展，豐富了現(xiàn)有傳統(tǒng)口罩的使用功能和使用效果。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)發(fā)送天線(xiàn)為陶瓷貼片式天線(xiàn)，其結(jié)構(gòu)采用SMT貼裝式；所述電源模塊為可充電紐扣電池。陶瓷貼片式天線(xiàn)具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，可充電紐扣電池也同樣適合本發(fā)明的具體使用環(huán)境。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述硅片吸附層與濾芯層之間還設(shè)置有高分子單向透氣薄膜，所述高分子單向透氣薄膜為CPE薄膜；所述外側(cè)口罩為天然纖維或者天然纖維與人造纖維相混合的機(jī)織布；所述內(nèi)層口罩為天然纖維織物。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述LED提示燈包括復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的顏色相同或者不同。在具體的實(shí)施例中，可以考慮多個(gè)發(fā)光二極管根據(jù)硅片吸收污染物的重量不同而亮起不同的數(shù)量，或者選取不同顏色的發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)硅片吸收污染物的對(duì)應(yīng)重量，例如綠色表示污染物附著量較小，黃色表示污染物附著量較大，紅色表示污染物附著量非常大，需要及時(shí)進(jìn)行硅片和過(guò)濾層的更換。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述口罩主體的四周設(shè)置有密封軟膠套。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單的修改、等同替換與改進(jìn)等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。