一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统的制作方法

1.本发明属于氧气再生装置的监控领域，具体是一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统。


背景技术：

2.氧气再生装置，亦称“空气再生装置”，通过吸收空气中的二氧化碳放出氧气,从而保证人员能够正常呼吸的集体防护器材；一般用于特殊作业和逃生情形下。
3.现有技术中的氧气再生装置主要为氧气面罩式的制氧便捷装置，大部分氧气再生装置并不通过加电制氧，监控方式仅仅是通过检测氧气面罩内外气体浓度或其他参数，并不能实时检测使用者的生命体征信息，从而通过使用者的生命体征信息获取使用者当前安全情况进行监控，以及不能直接通过氧气再生装置获取用户的实时位置信息进行监控，并且在无信号时不能获取氧气再生装置的定位信息，从而无法进行及时救援。
4.为此，本发明提出了一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统，该种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统解决了如何对氧气再生装置的使用者的生命体征信息或安全情况、实时位置信息进行实时监控，以及在无信号时对使用者进行及时救援的问题。
6.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统，包括：信息采集模块、异常信息判断模块、通信模块、预警模块、对讲机、定位模块、数据库、监控管理后台以及北斗导航系统；
7.所述信息采集模块包括登记信息采集单元和现场信息采集单元；所述登记信息采集单元用于对用户的身份信息和领取的氧气再生装置的编号进行采集获取，并上传至数据库中存储；所述现场信息采集单元用于对氧气再生装置使用时现场用户的生命体征信息和现场环境信息进行采集，发送至异常信息判断模块进行处理，以及通过通信模块发送至数据库进行存储；
8.所述异常信息判断模块用于对接收到的用户生命体征信息和当前环境信息进行实时处理，计算获取安全系数值，并预设安全系数阈值和所有采集数据正常范围，若其中任意一项数据超过预设正常范围或安全系数阈值，则发送预警提示信息至预警模块进行预警，以及通过通信模块将预警提示信息发送至附近其他氧气再生装置的预警模块和监控管理后台；
9.所述通信模块用于对氧气再生装置与监控管理后台之间的信息进行传输；
10.所述预警模块用于对获取的预警提示信息进行蜂鸣器预警或语音提示预警；
11.所述对讲机用于对话；
12.所述定位模块用于对当前氧气再生装置的位置进行实时定位，所述定位模块与北
斗导航系统连接，所述定位模块通过北斗导航系统将实时位置信息发送至所述监控管理后台；
13.所述数据库用于对获取的信息进行存储；
14.所述监控管理后台用于对氧气再生装置进行远程监控；
15.所述北斗导航系统用于对氧气再生装置进行实时定位。
16.进一步地，用户的身份信息包括用户的姓名、特征信息以及联系方式。
17.进一步地，所述现场信息采集单元包括在氧气再生装置中设置的用户生命体征信息检测传感器集群和环境信息检测传感器集群；生命体征信息检测传感器集群包括多个传感器，分别对现场用户的血氧饱和度、实时体温以及心率进行检测；环境信息检测传感器集群包括多个传感器，分别对氧气再生装置内部的氧气浓度、二氧化碳气体浓度以及常规有毒气体浓度进行检测。
18.进一步地，所述异常信息判断模块将获取的用户的血氧饱和度值、实时体温值以及心率值分别标记为x1、x2和x3，将获取的氧气再生装置内部的氧气浓度值、二氧化碳气体浓度值以及常规有毒气体浓度值分别标记为x4、x5和x6；
19.所述异常信息判断模块通过线性回归模型y(x)＝c0+c1x1+c2x2+c3x3+c4x4+c5x5+c6x6对获取的数据进行归一化计算，获取当前氧气再生装置的安全系数值，其中c0表示偏移量，c1、c2、c3、c4、c5、c6分别表示用户的血氧饱和度值、实时体温值、心率值、氧气再生装置内部的氧气浓度值、二氧化碳气体浓度值以及常规有毒气体浓度值的影响权重值。
20.进一步地，通过最小二乘法对安全系数值进行拟合。
21.进一步地，所述监控管理后台实时检测与使用中的氧气再生装置的通信模块的连接状态，当连接断开，则监控管理后台通过对讲机呼叫当前断开连接的氧气再生装置所属用户的附近其他氧气再生装置的用户，确认断开连接的氧气再生装置的用户状况；若仍然无法确认断开连接的用户状况，则立即拨打搜救电话进行搜救；在搜救过程中，监控管理后台通过北斗导航系统获取断开连接的氧气再生装置的定位信息，并前往该定位地点进行搜救。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.本发明通过信息采集模块中的登记采集单元对氧气再生装置的编号和用户身份信息进行采集，并发送至数据库中进行存储，通过现场信息采集单元对氧气再生装置在现场使用时的用户生命体征信息和现场环境信息进行采集，并通过设置在氧气再生装置中的通信模块发送至数据库中进行存储，并发送至异常信息判断模块；异常信息判断模块对获取的采集信息进行计算获取安全系数值，并预设安全系数阈值和所有采集数据正常范围，若其中任意一项数据超过预设正常范围或安全系数阈值，则发送预警提示信息至预警模块，以及通过通信模块将预警提示信息发送至附近其他氧气再生装置的预警模块和监控管理后台；通过异常判断模块能够实时获取氧气再生装置所属用户的安全状态，从而能够及时对其进行呼救和施救；监控管理后台从数据库获取对应编号的氧气再生装置的用户身份信息，并通过设置在氧气再生装置内的定位模块与北斗导航系统连接实时获取当前用户的实时位置信息；当监控管理后台收到预警提示信息时，可通过对讲机与氧气再生装置的用户进行实时对话；当氧气再生装置与监控管理后台断开通信连接，则监控管理后台通过对讲机呼救当前断开连接的氧气再生装置所属用户的附近其他氧气再生装置的用户，确认断
开连接的氧气再生装置的用户状况；若仍然无法确认断开连接的用户状况，则立即拨打搜救电话进行搜救。解决了如何对氧气再生装置的使用者的生命体征信息或安全情况、实时位置信息进行实时监控，以及在无信号时对使用者进行及时救援的问题。
附图说明
24.图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.如图1所示，一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统，包括：信息采集模块、异常信息判断模块、通信模块、预警模块、对讲机、定位模块、数据库、监控管理后台以及北斗导航系统；
27.在本技术中，所述信息采集模块用于对氧气再生装置的使用信息进行采集；
28.具体地，信息采集模块包括登记信息采集单元和现场信息采集单元；
29.所述登记信息采集单元用于在用户领取氧气再生装置时，对用户的身份信息和领取的氧气再生装置的编号信息进行采集获取，其中用户的身份信息包括用户的姓名、特征信息、联系方式等，所述登记信息采集单元将获取的用户的身份信息和当前氧气再生装置的编号信息打包后上传至数据库中存储；
30.所述现场信息采集单元用于对氧气再生装置使用时现场用户的生命体征信息和现场环境信息进行采集；
31.在本发明的实施例中，所述现场信息采集单元包括在传统的氧气再生装置中设置的用户生命体征信息检测传感器集群和环境信息检测传感器集群；所述现场信息采集单元将获取的采集信息发送至异常信息判断模块；所述现场信息采集单元还将获取的采集信息通过设置在氧气再生装置中的通信模块发送至数据库进行存储，可作为日志记录；
32.其中生命体征信息检测传感器集群包括多个传感器，分别对现场用户的血氧饱和度、实时体温、心率等生命体征进行检测；环境信息检测传感器集群也包括多个传感器，分别对氧气再生装置内部的氧气浓度、二氧化碳气体浓度以及常规有毒气体浓度进行检测；
33.在本技术中，所述异常信息判断模块用于对接收到的用户生命体征信息和当前环境信息进行实时处理；
34.具体地，所述异常信息判断模块将获取的用户的血氧饱和度值、实时体温值以及心率值分别标记为x1、x2和x3，将获取的氧气再生装置内部的氧气浓度值、二氧化碳气体浓度值以及常规有毒气体浓度值分别标记为x4、x5和x6；
35.所述异常信息判断模块通过线性回归模型y(x)＝c0+c1x1+c2x2+c3x3+c4x4+c5x5+c6x6对获取的数据进行归一化计算，获取当前氧气再生装置的安全系数值，其中c0表示偏移量，c1、c2、c3、c4、c5、c6分别表示用户的血氧饱和度值、实时体温值、心率值、氧气再生装置内部的氧气浓度值、二氧化碳气体浓度值以及常规有毒气体浓度值的影响权重值；
36.通过最小二乘法对安全系数值进行拟合，使得线性回归模型的计算结果更加准确；
37.所述异常信息判断模块还对用户的血氧饱和度值、实时体温值、心率值、氧气再生装置内部的氧气浓度值、二氧化碳气体浓度值以及常规有毒气体浓度值预设正常范围值，以及预设安全系数阈值；
38.若其中任意一项数据超过预设正常范围或安全系数阈值，则所述异常信息判断模块输出预警提示信息至设置在氧气再生装置内的预警模块，并通过设置在氧气再生装置内的通信模块发送预警提示信息至附件其他氧气再生装置和监控管理后台；
39.需要说明的是，在进行安全工程作业时或者逃生情况时，氧气再生装置设置有对讲机，用户通过对讲机得知附近其他氧气再生装置的用户状态，以及通过对讲机与监控管控后台进行实时通讯；
40.此时预警模块通过蜂鸣器预警或语音提示预警；附件其他再生装置的用户获取预警提示信息可以通过对讲机获取同伴的实际情况，监控管控后台获取预警提示信息通过声光预警，提醒相关工作人员进行实时处理；
41.在本技术中，所述监控管理后台用于对派发的氧气再生装置的使用进行实时监控管理；
42.在本发明的实施例中，氧气再生装置设置有定位模块，所述定位模块用于对当前氧气再生装置的位置进行实时定位，所述定位模块与北斗导航系统连接，所述定位模块通过北斗导航系统将实时位置信息发送至所述监控管理后台；所述监控管理后台通过搜索数据库获取对应氧气再生装置编号的对应的用户身份信息；所述监控管理后台设置有显示大屏，能够实时显示氧气再生装置的用户的实时位置信息；
43.所述监控管理后台实时检测与使用中的氧气再生装置的通信模块的连接状态，当连接断开，则监控管理后台通过对讲机呼叫当前断开连接的氧气再生装置所属用户的附近其他氧气再生装置的用户，确认断开连接的氧气再生装置的用户状况；若仍然无法确认断开连接的用户状况，则立即拨打搜救电话进行搜救；其中在搜救过程中，监控管理后台通过北斗导航系统获取断开连接的氧气再生装置的定位信息，并前往该定位地点进行搜救。
44.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
45.本发明的工作原理：本发明通过信息采集模块中的登记采集单元对氧气再生装置的编号和用户身份信息进行采集，并发送至数据库中进行存储，通过现场信息采集单元对氧气再生装置在现场使用时的用户生命体征信息和现场环境信息进行采集，并通过设置在氧气再生装置中的通信模块发送至数据库中进行存储，并发送至异常信息判断模块；异常信息判断模块对获取的采集信息进行计算获取安全系数值，并预设安全系数阈值和所有采集数据正常范围，若其中任意一项数据超过预设正常范围或安全系数阈值，则发送预警提示信息至预警模块，以及通过通信模块将预警提示信息发送至附近其他氧气再生装置的预警模块和监控管理后台；监控管理后台从数据库获取对应编号的氧气再生装置的用户身份信息，并通过设置在氧气再生装置内的定位模块与北斗导航系统连接实时获取当前用户的实时位置信息；当监控管理后台收到预警提示信息时，可通过对讲机与氧气再生装置的用
户进行实时对话；当氧气再生装置与监控管理后台断开通信连接，则监控管理后台通过对讲机呼救当前断开连接的氧气再生装置所属用户的附近其他氧气再生装置的用户，确认断开连接的氧气再生装置的用户状况；若仍然无法确认断开连接的用户状况，则立即拨打搜救电话进行搜救。
46.在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。
47.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

技术特征：
1.一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统，其特征在于，包括：信息采集模块、异常信息判断模块、通信模块、预警模块、对讲机、定位模块、数据库、监控管理后台以及北斗导航系统；所述信息采集模块包括登记信息采集单元和现场信息采集单元；所述登记信息采集单元用于对用户的身份信息和领取的氧气再生装置的编号进行采集获取，并上传至数据库中存储；所述现场信息采集单元用于对氧气再生装置使用时现场用户的生命体征信息和现场环境信息进行采集，发送至异常信息判断模块进行处理，以及通过通信模块发送至数据库进行存储；所述异常信息判断模块用于对接收到的用户生命体征信息和当前环境信息进行实时处理，计算获取安全系数值，并预设安全系数阈值和所有采集数据正常范围，若其中任意一项数据超过预设正常范围或安全系数阈值，则发送预警提示信息至预警模块进行预警，以及通过通信模块将预警提示信息发送至附近其他氧气再生装置的预警模块和监控管理后台；所述通信模块用于对氧气再生装置与监控管理后台之间的信息进行传输；所述预警模块用于对获取的预警提示信息进行蜂鸣器预警或语音提示预警；所述对讲机用于对话；所述定位模块用于对当前氧气再生装置的位置进行实时定位，所述定位模块与北斗导航系统连接，所述定位模块通过北斗导航系统将实时位置信息发送至所述监控管理后台；所述数据库用于对获取的信息进行存储；所述监控管理后台用于对氧气再生装置进行远程监控；所述北斗导航系统用于对氧气再生装置进行实时定位。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统，其特征在于，用户的身份信息包括用户的姓名、特征信息以及联系方式。3.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统，其特征在于，所述现场信息采集单元包括在氧气再生装置中设置的用户生命体征信息检测传感器集群和环境信息检测传感器集群；生命体征信息检测传感器集群包括多个传感器，分别对现场用户的血氧饱和度、实时体温以及心率进行检测；环境信息检测传感器集群包括多个传感器，分别对氧气再生装置内部的氧气浓度、二氧化碳气体浓度以及常规有毒气体浓度进行检测。4.根据权利要求3所述的一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统，其特征在于，所述异常信息判断模块将获取的用户的血氧饱和度值、实时体温值以及心率值分别标记为x1、x2和x3，将获取的氧气再生装置内部的氧气浓度值、二氧化碳气体浓度值以及常规有毒气体浓度值分别标记为x4、x5和x6；所述异常信息判断模块通过线性回归模型y(x)＝c0+c1x1+c2x2+c3x3+c4x4+c5x5+c6x6对获取的数据进行归一化计算，获取当前氧气再生装置的安全系数值，其中c0表示偏移量，c1、c2、c3、c4、c5、c6分别表示用户的血氧饱和度值、实时体温值、心率值、氧气再生装置内部的氧气浓度值、二氧化碳气体浓度值以及常规有毒气体浓度值的影响权重值。5.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统，其特征在于，通过最小二乘法对安全系数值进行拟合。
6.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统，其特征在于，所述监控管理后台实时检测与使用中的氧气再生装置的通信模块的连接状态，当连接断开，则监控管理后台通过对讲机呼叫当前断开连接的氧气再生装置所属用户的附近其他氧气再生装置的用户，确认断开连接的氧气再生装置的用户状况；若仍然无法确认断开连接的用户状况，则立即拨打搜救电话进行搜救；在搜救过程中，监控管理后台通过北斗导航系统获取断开连接的氧气再生装置的定位信息，并前往该定位地点进行搜救。

技术总结
本发明公开了一种基于大数据分析的氧气再生装置监控系统，属于氧气再生装置的监控领域，解决了如何对氧气再生装置的使用者的生命体征信息或安全情况、实时位置信息进行实时监控，以及在无信号时对使用者进行及时救援的问题；异常信息判断模块对获取的采集信息进行计算获取安全系数值，并预设安全系数阈值和所有采集数据正常范围，若其中任意一项数据超过预设正常范围或安全系数阈值，则发送预警提示信息至预警模块，以及通过通信模块将预警提示信息发送至附近其他氧气再生装置的预警模块和监控管理后台；监控管理后台通过设置在氧气再生装置内的定位模块与北斗导航系统连接实时获取当前用户的实时位置信息。获取当前用户的实时位置信息。获取当前用户的实时位置信息。


技术研发人员：储成刚 余青林 余松和 陈红生 仰红节 方小兵
受保护的技术使用者：安徽钟南人防工程防护设备有限公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/7/6