一种缺氧告警腕带制造技术

本实用新型专利技术提供了一种缺氧告警腕带，其特征在于，包括腕带本体，所述的腕带本体上固定有电路部分，所述的电路部分包括氧气传感器部分、温湿度传感器、单片机、供电部分和告警部分，所述的单片机连接温湿度传感器、供电部分、告警部分和氧气传感器部分。本实用新型专利技术可为在密闭或者通风不畅等缺氧易发空间内的作业者提供劳动保护。该腕带结构简单、使用容易、佩戴方便，通过引入温湿度修正，可令其在较大的环境温湿度范围内都提供较为精确可靠的告警。告警方式通过体感触觉进行，在嘈杂环境下也有较好的报警效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种缺氧告警腕带，其特征在于，包括腕带本体，所述的腕带本体上固定有电路部分，所述的电路部分包括氧气传感器部分、温湿度传感器、单片机、供电部分和告警部分，所述的单片机连接温湿度传感器、供电部分、告警部分和氧气传感器部分。本技术可为在密闭或者通风不畅等缺氧易发空间内的作业者提供劳动保护。该腕带结构简单、使用容易、佩戴方便，通过引入温湿度修正，可令其在较大的环境温湿度范围内都提供较为精确可靠的告警。告警方式通过体感触觉进行，在嘈杂环境下也有较好的报警效果。【专利说明】一种缺氧告警腕带
本技术涉及一种可在低氧环境下对佩戴者进行告警的腕带。
技术介绍
氧气是人体进行生命活动不可缺少的物质。但是在矿道、仓库、菜窖和地下管路等密闭或通风不畅空间内，氧气浓度往往低于人体所需。当作业人员进入到缺氧环境下，会出现胸闷、头晕、乏力的症状。如果情况严重，将导致作业人员意识不清、昏迷休克。近年来我国发生了多起由于缺氧造成的伤亡事故。如果能为作业人员实时地提供缺氧告警信息，可以在较大程度上降低类似事故的发生率。 传统的氧气监测设备体积较大，不便于作业人员携带。近年来随着嵌入式技术及材料技术的进步，可穿戴式系统及氧气传感器都得到了较大程度的发展。可穿戴式系统是一种可穿戴于身体上，便于随身进行活动的微型电子设备。其在健康监测、行为模式管理、智能服装及移动式终端等领域得到了广泛应用。随着半导体制程工艺的改进，新一代单片机低功耗的特性十分突出。部分低功耗单片机的功耗甚至可以降低到到纳瓦数量级。而新一代氧气传感器的体积也有较大程度的减小，其输出信号幅度稳定性高且采集容易。部分厂商还推出了专门针对便携式设备的产品。相对于基于马甲、眼镜或项圈等的可穿戴设备，腕带结构简单、穿戴方便、对作业者正常工作影响小。基于腕带的可穿戴式设备还可方便地利用皮肤触感与作业者交互。结合以上技术与方法，可望在满足缺氧告警精度与可靠性的前提下，形成便于佩戴、成本低廉的解决方案。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对在密闭或者通风不畅的环境中所存在的缺氧风险，通过智能腕带为作业者提供缺氧告警，降低由于缺氧所导致伤亡事故的发生概率。该智能腕带需要具有结构简单、成本低廉、性能可靠、体积小及工作时间长的特点，而且其还需要在较大的温湿度范围内都能提供精确的告警信息。 为了解决上述技术问题，本技术提供了一种缺氧告警腕带，其特征在于，包括腕带本体，所述的腕带本体上固定有电路部分，所述的电路部分包括氧气传感器部分、温湿度传感器、单片机、供电部分和告警部分，所述的单片机连接温湿度传感器、供电部分、告警部分和氧气传感器部分。 优选地，所述的腕带本体为弹力织物。 优选地，所述的氧气传感器部分包括氧气传感器和放大器，放大器连接氧气传感器和单片机。 更优选地，所述的放大器为LT6001、LT6003或AD8602型放大器。 优选地，所述的温湿度传感器为SHTll数字式温湿度传感器。 优选地，所述的单片机为PIC16F690单片机。 优选地，所述的告警部分包括1027型手机振动马达和LED。 本技术的缺氧告警智能腕带的单片机是系统的核心处理部分。单片机依照固定的时间间隔周期性地对氧气传感器部分的输出与温湿度传感器的输出进行采样，并将得到的氧气浓度值依照环境温湿度数据进行修正，得到氧气浓度的真实值。本技术的氧气传感器部分包括氧气传感器与放大器。由于基于氧气电池结构(法拉第定律)的氧气传感器体积小、性能稳定，可作为智能腕带所配氧气传感器的首选。氧气电池的输出幅度较小，为了提高采样精度需后接放大器。可根据单片机所支持的AD输入模式及腕带尺寸限制，选择用高精度放大器(如LT6001、LT6003、AD8602等)构建单端或者差分输出。本技术的温湿度传感器用于为氧气传感器的输出提供校准，推荐使用SHTll等集成度高、精度高、体积小的数字式温湿度传感器件。本技术的供电部分包括电池、线性稳压器及输入分压电阻。电池可选用BL-5C等3.7V输出的手机电池。线性稳压器需满足低压降条件，需选择压降小于电池正常输出电压与单片机工作电压压差值80%的型号。电池输出电压通过电阻比例分压送入单片机。单片机将该电压与预设的电池低压参考阈值进行比较，如果电压的分压值小于该参考阈值则触发电池更换提醒。在比较时可以选用数字逻辑或者模拟比较器的方式实现。考虑到作业环境中可能存在较大的环境噪声，所以缺氧告警腕带采用体感告警方式。当单片机发现环境氧气含量低于告警阈值后，则通过触发一个布置在腕带靠近皮肤一侧的扁平振动马达通进行告警。在此基础上配合一个LED，作为辅助告警状态判别。以上低功耗单片机、氧气传感器部分、温湿度传感器、供电部分都布置在一块PCB上，元件尽可能采用小型化的表贴封装。该PCB通过缝制方式固定在由弹力织物构成的腕带本体上。扁平振动马达安装在腕带本体靠近皮肤的内侧。本技术通过低功耗单片机及小型化的氧气传感器为核心构建智能腕带，在作业者面临缺氧环境时提供有效可靠的实时告警。腕带上还纳入微型化的温湿度传感器用以对氧气传感器数据进行校准，提高告警精度。希望通过该缺氧告警智能腕带为在缺氧多发环境下工作的作业者提供安全保护措施，减少缺氧造成的安全事故发生。 与现有技术相比，本技术的有益效果是: 本技术提出了一种可用于缺氧告警的智能腕带，可为在密闭或者通风不畅等缺氧易发空间内的作业者提供劳动保护。该腕带结构简单、使用容易、佩戴方便，通过引入温湿度修正，可令其在较大的环境温湿度范围内都提供较为精确可靠的告警。告警方式通过体感触觉进行，在嘈杂环境下也有较好的报警效果。 【专利附图】【附图说明】 图1为缺氧告警腕带系统结构图； 图2为PIC16F690单片机原理图； 图3为PIC16F690下载器接口部分； 图4为供电部分原理图； 图5为氧气传感器部分原理图； 图6为温湿度传感器部分原理图； 图7为告警部分原理图； 【具体实施方式】 为使本技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。 实施例 如图9所示，为缺氧告警腕带结构示意图，所述的缺氧告警腕带，包括腕带本体1，所述的腕带本体I上固定有电路部分2，如图2所示，所述的电路部分2包括氧气传感器部分、温湿度传感器、单片机、供电部分和告警部分，所述的单片机连接温湿度传感器、供电部分、告警部分和氧气传感器部分。所述的氧气传感器部分包括氧气传感器和放大器，放大器连接氧气传感器和单片机。 所述的单片机选用微芯公司(Microchip)的PIC16F690单片机，该单片机为采用纳瓦技术的20引脚8位CMOS闪存单片机。其具有成本低廉、功耗较低、功能丰富且稳定性高的特点。氧气传感器选择城市技术公司(CITY Technology)的40XV氧气传感器，其输出信号接100欧姆负载，并被AD8602放大器放大。温湿度传感器选用Sensir1n公司的SHTll数字式温湿度传感器。低压差线性稳压器使用HT7333压差线性稳压器，其输出为3.3V。告警部分选用1027型手机振动马达。 PIC16F690单片机的原理图如图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缺氧告警腕带，其特征在于，包括腕带本体(1)，所述的腕带本体(1)上固定有电路部分(2)，所述的电路部分(2)包括氧气传感器部分、温湿度传感器、单片机、供电部分和告警部分，所述的单片机连接温湿度传感器、供电部分、告警部分和氧气传感器部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万雪芬，杨义，刘慧，周红伟，黄江兰，蒋学芹，韩芳，朱明达，
申请(专利权)人：华北科技学院，东华大学，北京和泰恒业科技发展中心，
类型：新型
国别省市：河北;13