一种基于CPS的口罩消毒语音提醒嵌入式实时控制设备制造技术

本发明专利技术涉及一种基于CPS的口罩消毒语音提醒嵌入式实时控制设备，属于医疗卫生用品安全技术领域。本发明专利技术包括可调稳压电源电路、蓄电池、STM32单片机模块、NB‑IOT通信模块、口罩消毒电路和语音提醒模块。STM32单片机模块分别与NB‑IOT通信模块、口罩消毒电路，语音提醒模块连接，STM32单片机模块与NB‑IOT通信模块通信连接，蓄电池通过可调稳压电源电路后为STM32单片机模块、NB‑IOT通信模块、口罩消毒电路、语音提醒模块供电。本发明专利技术能够通过NB‑IOT通信与医院的信号接收器建立通信连接，发送消毒安全异常信息给远端的医院的信号接收器保存以及进行预警提示，极大地节约人力成本，保证了口罩安全消毒以及消防安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CPS的口罩消毒语音提醒嵌入式实时控制设备
本专利技术涉及一种基于CPS的口罩消毒语音提醒嵌入式实时控制设备，属于医疗卫生用品安全

技术介绍
冠状病毒是一个大型病毒家族，已知可引起感冒以及中东呼吸综合征(MERS)和严重急性呼吸综合征(SARS)等较严重疾病。新型冠状病毒是以前从未在人体中发现的冠状病毒新毒株。人感染了冠状病毒后常见体征有呼吸道症状、发热、咳嗽、气促和呼吸困难等。在较严重病例中，感染可导致肺炎、严重急性呼吸综合征、肾衰竭，甚至死亡。目前对于新型冠状病毒所致疾病没有特异治疗方法。但许多症状是可以处理的，因此需根据患者临床情况进行治疗戴口罩对于减缓新冠疫情的传播具有重要效果。德国研究人员发现，有效佩戴口罩，可减少达40％新冠疾病传染增长率；而刊登在美国期刊的另一项研究显示，口罩远比社交距离和居家隔离重要。如果使用市场上可以买到的酒精消毒液对口罩进行消毒处理，大部分人会忍受不了其刺鼻气味，即使使用如威露士等大牌消毒液对口罩进行消毒处理，其液体中含有的过氧化氢会对人体造成一定的伤害，并且其挥发性气味会对部分人群造成过敏反应，使用加热消毒法既保证了安全的杀菌率，又对人体无任何附加伤害。本专利技术的技术来源于云南省技术创新人才资助项目(2019HB113)；云南省“万人计划”产业技术领军人才资助项目(云发改人事[2019]1096号)。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于CPS的口罩消毒语音提醒嵌入式实时控制设备，以解决口罩安全消毒的问题，并且避免了使用消毒液消毒所产生有害气体对人体造成的影响。本专利技术的技术方案是：一种基于CPS的口罩消毒语音提醒嵌入式实时控制设备，包括口罩消毒设备、NB-IOT基站、云服务器、消防分局终端以及医务使用者终端。所述口罩消毒设备通过其包含的NB-IOT通信模块与NB-IOT基站连接，NB-IOT基站通过NB-IOT射频接收口罩消毒设备发来的数据，并通过在TCP/IP网络传输协议之上的MQTT协议，向云服务器进行无线转发。所述云服务器接收NB-IOT网关转发的数据，存储后，通过TCP/IP协议向用户的消防分局终端以及医务使用者终端分享或展示监视数据和预报警信息。所述口罩消毒设备包括可调稳压电源电路、蓄电池、STM32单片机模块、NB-IOT通信模块、口罩消毒电路和语音提醒模块。STM32单片机模块分别与NB-IOT通信模块、口罩消毒电路，语音提醒模块连接，STM32单片机模块与NB-IOT通信模块通信连接，蓄电池通过可调稳压电源电路后为STM32单片机模块、NB-IOT通信模块、口罩消毒电路、语音提醒模块供电。所述可调稳压电源电路包括LM317三端稳压器U6、整流二极管D5、整流二极管D6、整流二极管D7、整流二极管D8、二极管D9、二极管D10、电阻R22、电阻R23、电阻R24、滑动电阻器R25、极性电容C20、极性电容C19、电容C21、电容C22、变压器B1、微型电压表PV。LM317三端稳压器U6的3号引脚同时接C20的一端、C21的一端、D10的负极、D6的负极、D7的负极，C20的另一端接地，C21的另一端接地，D6的正极同时接D5的负极、B1的2号引脚，D7的正极接D8的负极、B1的4号引脚，D5的正极同时接D8的正极最后接地，B1的1号引脚、2号引脚分别接蓄电池正负极，LM317三端稳压器U6的1号引脚同时接R22的一端、R23的一端、R25的一端，R25的另一端及滑动端接地，R23的另一端同时接C22的一端、D9的正极，C22的另一端接地，LM317三端稳压器U6的2号引脚同时接D10的正极、R22的另一端、D9的负极、R24的一端，R24的另一端接C19的一端，C19的另一端接地。所述STM32单片机模块包括STM32F103单片机芯片U5、肖特基二极管D4、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、备用纽扣电池BT1、晶振Y1、晶振Y2、发光二极管D2、开关S1。STM32F103单片机芯片U5的1号端口接备用纽扣电池BT1的正极端，备用纽扣电池BT1的负极端接地；STM32F103单片机芯片U5的1号端口同时接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接肖特基二极管D4的负极端，肖特基二极管D4的正极端接3V3_Core电源正极，STM32F103单片机芯片U5的3号端口同时接电容C21的一端、晶振Y1的一端；STM32F103单片机芯片U5的4号端口同时接电容C22的一端、晶振Y1的另一端；电容C21的另一端和电容C22的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的5号端口同时接电容C23的一端、晶振Y2的一端、电阻R13的一端；STM32F103单片机芯片U5的6号端口同时接电容C24的一端、晶振Y2的另一端、电阻R11的另一端；电容C23的另一端和电容C24的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的7号端口同时接电阻R14的一端、开关S1的一端、电容C25的一端；电阻R14的另一端接3V3_Core电源正极，开关S1的另一端和电阻C25的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的8号端口、23号端口接地；STM32单片机芯片U5的18号引脚接R8的一端，R8的另一端接D2的正极，D2的负极接语音提醒模块1-6；STM32单片机芯片U5的30号引脚和U5的30号引脚分别接NB-IOT通信模块1-4，STM32单片机芯片U5的36号引脚接3V3电源，STM32单片机芯片U2的35号引脚接地，STM32单片机芯片U5的44号引脚接R10的一端，R10的另一端同时接C26的一端、R11的一端，R11的另一端接3V3电源，C26的另一端接地，STM32单片机芯片U5的47号引脚接R12的一端，R12的另一端接3V3电源，STM32单片机芯片U5的48号引脚接地。所述NB-IOT通信模块包括谷雨物联网推出的型号为NB-100的NB-IOT模块N1、一张已经开通NB-IOT业务套餐的SIM卡(可以直接在电信营业厅办理)、电容C10、电阻R15、电感L1。NB-100的NB-IOT模块N1的1号引脚接R15的一端，R15的另一端接地，NB-100的NB-IOT模块N1的2号引脚同时接C10的一端、L1的一端，C10的另一端接地，L1的另一端接5V5电源；NB-100的NB-IOT模块N1的3号主串口发送引脚接STM32F103单片机芯片U5的31号引脚，NB-100的NB-IOT模块N1的4号主串口接收引脚接STM32F103单片机芯片U5的30号引脚；SIM卡插入到SIM卡槽中。所述口罩消毒电路包括IC555单稳态脉冲发生器U1、电阻R1、滑动电阻器R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1、三极管VT1、开关S2以及碳纤维连线k1。IC555单稳态脉冲发生器U1的7号引脚同时接R2的一端、IC555单稳态脉冲发生器U1的6号引脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CPS的口罩消毒语音提醒嵌入式实时控制设备，其特征在于：包括可调稳压电源电路(1-1)、蓄电池(1-2)、STM32单片机模块(1-3)、NB-IOT通信模块(1-4)、口罩消毒电路(1-5)和语音提醒模块(1-6)；STM32单片机模块(1-3)分别与NB-IOT通信模块(1-4)、口罩消毒电路(1-5)，语音提醒模块(1-6)连接，STM32单片机模块(1-3)与NB-IOT通信模块(1-4)通信连接，蓄电池(1-2)通过可调稳压电源电路(1-1)后为STM32单片机模块(1-3)、NB-IOT通信模块(1-4)、口罩消毒电路(1-5)、语音提醒模块(1-6)供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于CPS的口罩消毒语音提醒嵌入式实时控制设备，其特征在于：包括可调稳压电源电路(1-1)、蓄电池(1-2)、STM32单片机模块(1-3)、NB-IOT通信模块(1-4)、口罩消毒电路(1-5)和语音提醒模块(1-6)；STM32单片机模块(1-3)分别与NB-IOT通信模块(1-4)、口罩消毒电路(1-5)，语音提醒模块(1-6)连接，STM32单片机模块(1-3)与NB-IOT通信模块(1-4)通信连接，蓄电池(1-2)通过可调稳压电源电路(1-1)后为STM32单片机模块(1-3)、NB-IOT通信模块(1-4)、口罩消毒电路(1-5)、语音提醒模块(1-6)供电。


2.根据权利要求1所述的基于CPS的口罩消毒语音提醒嵌入式实时控制设备，其特征在于：所述可调稳压电源电路(1-1)包括LM317三端稳压器U6、整流二极管D5、整流二极管D6、整流二极管D7、整流二极管D8、二极管D9、二极管D10、电阻R22、电阻R23、电阻R24、滑动电阻器R25、极性电容C20、极性电容C19、电容C21、电容C22、变压器B1、微型电压表PV；LM317三端稳压器U6的3号引脚同时接C20的一端、C21的一端、D10的负极、D6的负极、D7的负极，C20的另一端接地，C21的另一端接地，D6的正极同时接D5的负极、B1的2号引脚，D7的正极接D8的负极、B1的4号引脚，D5的正极同时接D8的正极最后接地，B1的1号引脚、2号引脚分别接蓄电池正负极，LM317三端稳压器U6的1号引脚同时接R22的一端、R23的一端、R25的一端，R25的另一端及滑动端接地，R23的另一端同时接C22的一端、D9的正极，C22的另一端接地，LM317三端稳压器U6的2号引脚同时接D10的正极、R22的另一端、D9的负极、R24的一端，R24的另一端接C19的一端，C19的另一端接地。


3.根据权利要求1所述的基于CPS的口罩消毒语音提醒嵌入式实时控制设备，其特征在于：所述STM32单片机模块(1-3)包括STM32F103单片机芯片U5、肖特基二极管D4、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、备用纽扣电池BT1、晶振Y1、晶振Y2、发光二极管D2、开关S1；STM32F103单片机芯片U5的1号端口接备用纽扣电池BT1的正极端，备用纽扣电池BT1的负极端接地；STM32F103单片机芯片U5的1号端口同时接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接肖特基二极管D4的负极端，肖特基二极管D4的正极端接3V3_Core电源正极，STM32F103单片机芯片U5的3号端口同时接电容C21的一端、晶振Y1的一端；STM32F103单片机芯片U5的4号端口同时接电容C22的一端、晶振Y1的另一端；电容C21的另一端和电容C22的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的5号端口同时接电容C23的一端、晶振Y2的一端、电阻R13的一端；STM32F103单片机芯片U5的6号端口同时接电容C24的一端、晶振Y2的另一端、电阻R11的另一端；电容C23的另一端和电容C24的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的7号端口同时接电阻R14的一端、开关S1的一端、电容C25的一端；电阻R14的另一端接3V3_Core电源正极，开关S1的另一端和电阻C25的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的8号端口、23号端口接地；STM32单片机芯片U5的18号引脚接R8的一端，R8的另一端接D2的正极，D2的负极接语音提醒模块1-6；STM32单片机芯片U5的30号引脚和U5的30号引脚分别接NB-IOT通信模块1-4，STM32单片机芯片U5的36号引脚接3V3电源，STM32单片机芯片U2的35号引脚接地，STM32单片机芯片U5的44号引脚接R10的一端，R10的另一端同时接C...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶，郭一翰，冯勇，李英娜，
申请(专利权)人：昆明理工大学，云南枭润科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53