本发明涉及气体传感器电路集成领域,特别是涉及一种用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置。
背景技术:
1、大气环境监测和人类生活息息相关,空气质量的好坏会影响人类的正常生活,因此大气环境监测技术的发展刻不容缓。然而目前市场上的大部分大气质量监测站大多由离散器件组成,将不同的离散器件组合在一起用于监测不同气体的浓度。这样的监测方案不仅集成度低、体积大导致不便携,并且仅用大气检测站的数据难以精确描述人自身所处环境的大气质量。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置,能够精确描述人身所处环境的空气质量,具有轻便、实用的优点。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
3、一种用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置,包括柔性电路板衬底、集成感知组件、多路复用器、微控制器及服务器;
4、所述集成感知组件、所述多路复用器及所述微控制器均设置在所述柔性电路板衬底上;所述柔性电路板衬底用于穿戴在人体上;
5、所述集成感知组件用于实时采集多种环境数据;
6、所述多路复用器用于:接收所述微控制器发出的通道选择指令、环境数据采集频率指令;将所述环境数据采集频率指令发送至所述集成感知组件,以调节所述集成感知组件的环境数据采集频率;基于所述通道选择指令,获取所述集成感知组件中采集到的多种环境数据,然后转换为单一输出数据并发送至所述微控制器;
7、所述微控制器通过通信接口与所述服务器连接,所述微控制器还用于对所述单一输出数据进行解析,以得到待用环境数据,并将所述待用环境数据发送至所述服务器;
8、所述服务器用于:存储所述待用环境数据;基于人工智能算法对所述待用环境数据进行分析,以得到对应的环境空气质量;所述环境空气质量采用气体种类的分类和气体浓度进行表征。
9、可选地,多种环境数据包括氧化物气体种类、空气湿度和空气温度;
10、所述集成感知组件包括氧化物气体传感器阵列、湿度传感器、温度传感器、硅基mems基底、陶瓷管壳;
11、所述氧化物气体传感器阵列沉积在所述硅基mems基底上,并封装在所述陶瓷管壳的内部;
12、封装有所述硅基mems基底及所述氧化物气体传感器阵列的陶瓷管壳、所述湿度传感器及所述温度传感器均焊接在所述柔性电路板衬底上。
13、可选地,所述硅基mems基底的大小为500μm*500μm;所述陶瓷管壳的大小为5mm*5mm。
14、可选地,装置还包括信号调节电路;所述信号调节电路设置在所述柔性电路板衬底上;
15、所述信号调节电路分别与所述多路复用器及所述微控制器连接,所述信号调节电路用于对所述单一输出数据进行放大处理、滤波处理,然后发送至所述微控制器。
16、可选地,所述信号调节电路包括运算放大器、滤波器;
17、所述微控制器为单片机、微控制器或者可编程逻辑控制器;所述通信接口为rs232、rs485、以太网、无线通信、蓝牙或者wifi。
18、可选地,当所述通信接口为蓝牙时,装置还包括蓝牙网关;所述蓝牙网关通过互联网或局域网与所述服务器进行通信;
19、所述微控制器上搭载所述蓝牙;所述微控制器输出的待用环境数据依次经过所述蓝牙、所述蓝牙网关,传输至所述服务器。
20、可选地,所述服务器为云端服务器或者本地服务器。
21、可选地,装置还包括展示平台;所述展示平台与所述服务器连接,所述展示平台用于展示所述待用环境数据、所述气体种类的分类及所述气体浓度。
22、可选地,装置还包括电源模块;所述电源模块用于分别为所述集成感知组件、所述多路复用器及所述微控制器提供电能。
23、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
24、本发明用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置中,集成感知组件、多路复用器及微控制器均设置在柔性电路板衬底上,柔性电路板衬底用于穿戴在人体上,从而使得柔性电路板衬底能够跟随人的移动而移动,进而使得整个装置跟随人移动,对人身所处的不同环境进行感知。本发明装置的感知工作过程为:采用集成感知组件实时采集多种环境数据后,通过多路复用器处理并发送至微控制器进行解析,以得到待用环境数据;服务器存储待用环境数据,还基于人工智能算法对待用环境数据进行分析,以得到采用气体种类的分类和气体浓度进行精准表征的环境空气质量。综上,本发明结合了柔性电路板和感知的技术特点,为用户提供了一种轻便、实用的环境监测设备。
1.一种用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置,其特征在于,装置包括柔性电路板衬底、集成感知组件、多路复用器、微控制器及服务器;
2.根据权利要求1所述的用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置,其特征在于,多种环境数据包括氧化物气体种类、空气湿度和空气温度;
3.根据权利要求2所述的用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置,其特征在于,所述硅基mems基底的大小为500μm*500μm;所述陶瓷管壳的大小为5mm*5mm。
4.根据权利要求1所述的用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置,其特征在于,装置还包括信号调节电路;所述信号调节电路设置在所述柔性电路板衬底上;
5.根据权利要求4所述的用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置,其特征在于,所述信号调节电路包括运算放大器、滤波器;
6.根据权利要求5所述的用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置,其特征在于,当所述通信接口为蓝牙时,装置还包括蓝牙网关;所述蓝牙网关通过互联网或局域网与所述服务器进行通信;
7.根据权利要求1所述的用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置,其特征在于,所述服务器为云端服务器或者本地服务器。
8.根据权利要求1所述的用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置,其特征在于,装置还包括展示平台;所述展示平台与所述服务器连接,所述展示平台用于展示所述待用环境数据、所述气体种类的分类及所述气体浓度。
9.根据权利要求1所述的用于大气环境监测的柔性可穿戴感知装置,其特征在于,装置还包括电源模块;所述电源模块用于分别为所述集成感知组件、所述多路复用器及所述微控制器提供电能。