作品介紹

OBM活氧呼吸面罩是基于麥克風(fēng)傳感器的具有呼吸自動(dòng)調(diào)控、監(jiān)測(cè)及報(bào)警功能的新型節(jié)氣呼吸系統(tǒng)。它最大的特色是可延長氧氣的使用時(shí)間。本產(chǎn)品通過檢測(cè)使用者的呼吸狀態(tài)來控制輸氣管的通斷以達(dá)到節(jié)約氧氣、延長氧氣使用時(shí)間的目的，并且當(dāng)呼吸頻率過快或者過慢的時(shí)候可以進(jìn)行報(bào)警,而同時(shí)遇到意外情況使用者可以直接向基地端報(bào)警。另外，系統(tǒng)內(nèi)置GPS模塊，可實(shí)時(shí)顯示使用者的位置。

在安全性方面，首先選用常開電磁閥，以保證在由于斷電等意外因素導(dǎo)致系統(tǒng)不工作的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)氧氣持續(xù)供應(yīng)；其次，還設(shè)計(jì)了完善的節(jié)電程序，可在電池電量不足時(shí)，僅保留系統(tǒng)報(bào)警定位通信功能，而不再維持耗電量較大的電磁閥的工作，使其處于常開狀態(tài)，保證氧氣持續(xù)供應(yīng)的同時(shí)延長系統(tǒng)的工作時(shí)間；再次，考慮到登山的雨雪惡劣環(huán)境，設(shè)計(jì)選用了圖1所示的防塵防水級(jí)別達(dá)到IP65的電磁閥。

在便攜性方面，設(shè)計(jì)采用專用的電路板與高度集成的模塊，可最大限度地減少體積和重量，使整機(jī)重量控制在400g，面罩在80g以內(nèi)。通過合理的裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使整機(jī)呈現(xiàn)便于攜帶的長方體外型。

圖1  防塵防水級(jí)別達(dá)到IP65的電磁閥

在續(xù)航方面，設(shè)計(jì)則選用3800mAh的鋰電池，以及用高效率的電源模塊代替普通穩(wěn)壓芯片,盡量減少能量損耗，以保證至少12h的有效續(xù)航時(shí)間。

在通用性方面，則盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件。電磁閥的進(jìn)氣口采用寶塔頭，出氣口采用標(biāo)準(zhǔn)氣動(dòng)快速插頭，便于橡膠管的連接。充電接口采用最為普遍的圓口帶針，程序下載口為標(biāo)準(zhǔn)USB口并配有專用的程序下載線，便于充電與維護(hù)?？梢苑奖愕剡M(jìn)行固定升級(jí)與維護(hù)。

二技術(shù)原理說明

整個(gè)工作流程可分為兩個(gè)部分：自動(dòng)呼吸調(diào)控供氧部分和呼吸檢測(cè)及智能報(bào)警部分。自動(dòng)呼吸調(diào)控供氧部分的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

使用者佩戴好呼吸面罩，打開開關(guān),面罩開始工作。安裝在出氣管上與進(jìn)氣管的麥克風(fēng)傳感器檢測(cè)氣流流動(dòng)狀況。經(jīng)過STC12C5A60S2單片機(jī)與自行設(shè)計(jì)的算法對(duì)傳感器的反饋信號(hào)進(jìn)行綜合，判斷使用者出于吸氣或者呼氣狀態(tài)，并由此控制電磁閥的通斷。

圖2  自動(dòng)呼吸調(diào)控供氧部分結(jié)構(gòu)圖

圖3所示是呼吸檢測(cè)及智能報(bào)警部分的工作流程圖。

圖3  呼吸檢測(cè)及智能報(bào)警部分的工作流程

當(dāng)傳感器反饋信號(hào)滿足特定條件時(shí)，系統(tǒng)判斷為呼吸異常，供氧模式切換到持續(xù)供氧模式，并且通過無線芯片向電腦終端報(bào)警。

圖4所示是該活氧呼吸面罩的控制面板圖,該控制面板上設(shè)有8個(gè)按鈕，依次可以發(fā)送報(bào)警信號(hào)，發(fā)送經(jīng)緯度信號(hào)，發(fā)送成功信號(hào)，發(fā)送一切正常信號(hào)，調(diào)低顯示屏亮度，調(diào)高顯示屏亮度，發(fā)送天氣惡劣信號(hào)，發(fā)送天氣良好信號(hào)。

三作品創(chuàng)新點(diǎn)、應(yīng)用前景和市場(chǎng)

本作品的創(chuàng)新點(diǎn)是能夠根據(jù)使用者的呼吸自動(dòng)調(diào)控供氧，并且監(jiān)測(cè)呼吸及智能報(bào)警。它是一款全新的、劃時(shí)代的輔助氧氣呼吸面罩。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及青藏鐵路的開通，越來越多的人開始走進(jìn)西藏，走進(jìn)雪山。攀登雪峰，已經(jīng)成為了一種新型的受歡迎的戶外運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。例如去年中國地質(zhì)大學(xué)登山隊(duì)成功登頂珠穆朗瑪峰峰頂。OBM活氧呼吸面罩的使用，將大大延長登山者的登山可用時(shí)間，提高登山者的安全性，為生命提供保障。

OBM活氧呼吸面罩不僅將會(huì)成為登山者的好裝備，更會(huì)成為消防員的好幫手。它的使用將會(huì)為被困者贏得更多的救援時(shí)間，可以讓消防員從死神手里搶回更多的生命。

活氧呼吸面罩不僅可以應(yīng)用在這兩個(gè)行業(yè)里。在所有需要用到氧氣瓶的地方，如在高粉塵環(huán)境中工作的工作人員，地下深井中的礦工，有心肺功能疾病的家庭等，活氧呼吸面罩都能夠節(jié)約氧氣、提供必要的安全保障。

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