基於校園環境實時監測的學生用背包的製作方法

2023-12-04 22:32:21

本發明涉及環境監測領域，尤其是一種基於校園環境實時監測的學生用背包。

背景技術：

隨著社會事件的曝光，校園環境安全日益得以人們重視。校園建造過程中建築材料內可能存在的有害物質對於學生於校園內的健康安全造成極大隱患，如建築材料中使用較為廣泛的醛類、苯類等物質，受其揮發性影響，上述物質極易在學生校園生活過程中隨呼吸行為對於人體造成傷害。然而，針對上述情況，監護人往往僅能在學生受校園環境影響後獲知相關情況，其難以在校園汙染產生的前期進行控制；現有的空氣檢測服務受時間以及成本的影響，亦難以對於校園環境實現實時監測處理。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種學生用背包，其可在學生於校園的日常活動中實現對於校園環境的實時監測，以使得監護人可對於校園環境以及學生健康可能存在的安全隱患得以控制。

為解決上述技術問題，本發明涉及一種基於校園環境實時監測的學生用背包，其包括有採用內空結構的背包包體；所述背包包體之上設置有環境監測模塊以及人體監測模塊；所述環境監測模塊包括有監測端體，其採用中空結構，監測端體內部設置有彼此電性連接的電化學傳感器與環境信號處理器，監測端體之中設置有監測管道，其經由監測端體外側延伸至電化學傳感器對應位置，所述人體監測模塊包括有彼此電性連接的溫度傳感器以及人體信號處理器；所述背包包體包括有彼此相對的第一端面與第二端面，其中，背包包體的第二端面之上設置有兩條用於使用者穿戴的背帶，所述環境監測模塊設置於背包包體的第一端面之上，所述人體監測模塊設置於背包包體的第二端面之上。

作為本發明的一種改進，所述背包包體的第一端面之上設置有位於背包包體外部的監測夾套，所述監測端體設置於監測夾套內部，監測夾套包括有貼合於背包包體第一端面的支撐部分，以及經由支撐部分的邊部朝向背包包體外側延伸的包覆部分，所述監測端體固定於監測夾套的支撐部分進行延伸，監測端體之中的監測管道經由監測夾套的包覆部分導通至監測夾套外部。採用上述技術方案，其可使得監測端體獨立於背包包體進行設置，以在避免背包包體內部放置物件觸碰環境監測模塊致使其穩定性受到影響，甚至發生損壞的同時，通過監測端體的設置位置以避免其對於背包包體的容積造成影響，以使得本申請中的基於校園環境實時監測的學生用背包在實現校園環境監測的同時，使得背包包體可保持正常的功能性。

作為本發明的一種改進，所述監測夾套內部設置有至少兩個微型風機，其分別固定於監測夾套的包覆部分之上，包覆部分的端面之中，每一個微型風機的對應位置均設置有連通至監測夾套外部的進氣口；所述監測端體之上的監測管道與多個微型風機分別進行連接。採用上述技術方案，其可通過微型風機以及進氣口的設置，使得背包包體外部的空氣可在微型風機的作用下進入監測端體的監測管道之中，以實現電化學傳感器對於空氣組分的監測；上述技術特徵致使本申請中的環境監測模塊在監測過程中不受空氣流動狀況的影響，其在任意天氣環境下均可使得使用者所處環境的空氣進入監測端體內，從而使得環境監測模塊的監測效率以及監測精度得以顯著改善。

作為本發明的一種改進，所述監測端體之中設置有經由電化學傳感器對應位置延伸至監測端體外部的排氣管道，排氣管道經由監測夾套的支撐部分延伸至背包包體內部。採用上述技術方案，其可在監測端體內部氣壓過大時，通過排氣管道實現對於監測端體內部氣體的排出，以避免監測端體內部持續性的高氣壓致使電化學傳感器以及環境信號處理器受到損壞。

作為本發明的一種改進，所述背包包體的第一端面之中，監測夾套的支撐部分對應位置設置有在監測夾套的徑向上採用波紋結構延伸的收納層體，收納層體沿監測夾套的支撐部分的邊部進行延伸，收納層體採用中空結構，其內部填充有惰性氣體；所述背包包體的第一端面之上設置有固定綁帶，其在監測夾套的支撐部分的直徑方向上進行延伸，固定綁帶的一端固定於背包包體的第一端面之上，其另一端通過尼龍搭扣連接於背包包體的第一端面之上。

採用上述技術方案，其可使得監測夾套連通監測端體可在收納層體呈波紋延伸狀態設置於背包包體外部，以進行環境監測處理；而在使用者放置背包包體時，其可通過對於收納層體進行形變處理，使得收納層體在展開狀態下朝向背包包體內部延伸，從而使得設置在收納層體內徑位置的監測夾套連通監測端體隨其一同進入背包包體內部，進而在改善背包包體的外部空間的同時，亦可對於監測端體進行保護，以避免其在非攜帶狀態下與相關物品碰撞進而導致損壞。在上述基礎之上，背包包體之上設置有的固定綁帶可在監測夾套連通監測端體處於收納狀態下，通過其在監測夾套徑向上的延伸以對於監測夾套形成固定處理，以避免收納層體以及監測夾套在彈性作用下歸位。此外，收納層體所採用的內部氣體填充結構致使其在可進行多個狀態的形變的同時，使其自身保持良好的彈性以及穩定性，致使監測夾套連通監測端體在任意位置的安裝穩定性得以進一步的改善。

作為本發明的一種改進，所述人體監測模塊之中設置有兩個溫度傳感器，其分別設置於背包包體第二端面的兩條背帶之上，每一個溫度傳感器均設置於背帶的內側端面。採用上述技術方案，其可通過溫度傳感器的位置設置確保其貼合於使用者的身體，以使得人體監測模塊的監測精度得以改善。

作為本發明的一種改進，所述基於校園環境實時監測的學生用背包包括有設置在背包包體外部的信號收集模塊，其與環境信號處理器以及人體信號處理器之間通過無線通信協議進行數據傳輸。

作為本發明的一種改進，所述基於校園環境實時監測的學生用背包進行校園環境實時監測的方法為：

1)設定環境監測模塊以及人體監測模塊的監測時間，使其在每一個自然日的固定時間分別對於使用者所處環境的空氣組分以及人體體溫相關信息進行監測，並將監測所得信息實時傳輸至信號收集模塊；

2)當環境監測模塊監測至使用者所處環境的空氣組分出現異常時，調整環境監測模塊以及人體監測模塊進行實時監測處理，並通過信號收集模塊產生警示信號；

3)當環境監測模塊監測至使用者所處環境的空氣組分正常，且人體監測模塊監測至使用者人體體溫出現異常時，調整人體監測模塊以1次/10分鐘的頻率進行監測，當監測次數達到10次時人體監測模塊依舊監測至使用者人體體溫存在異常，通過信號收集模塊產生警示信號。

採用上述技術方案，其可通過正常狀態下對於校園環境以及人體溫度的定期監測，以在相關信息得以監測的同時，使得設備能耗得以控制；而在環境監測模塊監測異常狀態時，上述環境監測模塊以及人體監測模塊可通過實時監測以確定使用者所處校園環境以及使用者本人的健康狀態是否出現異常，進而及時對其進行處理。而在僅有人體監測模塊監測異常時，上述技術特徵通過提高人體監測模塊的監測頻率，以對使用者一定時間內的體溫狀態進行監測處理；如若使用者的體表溫度在一定時間後恢復正常，則可判定使用者體溫的異常與其健康狀態無關，反之則可及時提醒監護人相關信息。上述基於校園環境實時監測的學生用背包的監測方式使其確保監測精度的同時，有效避免了不必要的能耗以及可能存在誤導數據。

採用上述技術方案的基於校園環境實時監測的學生用背包，其可在滿足學生日常校園生活中對於書本或文具的放置需求的同時，通過背包包體之上的環境監測模塊以及人體監測模塊對於學生的校園環境以及學生的體溫狀況進行實時監測。環境監測模塊可通過電化學傳感器對於校園環境中的空氣組分進行取樣與檢測，以實現對校園建築材料中可能存在的醛類、苯類等對於人體健康有害的物質進行監測處理；與此同時，人體監測模塊則可對於學生的體溫進行實時測量與監測，以及時發現學生由於校園環境而可能引發的體溫異常。

上述環境監測模塊以及人體監測模塊的相互配合，致使其同時從校園中可能存在的環境汙染源，以及環境汙染對於學生健康造成的侵害進行監測處理，以使得學生以及監護人可對於校園環境狀況進行實時監測與掌控，以在上述校園環境內汙染產生的前期及可得以獲知以進行防範處理，進而使得學生在校園內的環境安全得以保證。此外，學生在使用上述基於校園環境實時監測的學生用背包時，其無需使用者進行實際的監測操作處理，致使其監測效率以及精度得以顯著改善，並可減少使用者在使用過程中的學習成本。

附圖說明

圖1為本發明示意圖；

圖2為本發明實施例3中監測夾套位於背包包體外部示意圖；

圖3為本發明實施例3中監測夾套位於背包包體內部示意圖；

附圖標記列表：

1—背包包體、101—第一端面、102—第二端面、103—背帶、2—監測端體、3—電化學傳感器、4—環境信號處理器、5—監測管道、6—溫度傳感器、7—人體信號處理器、8—監測夾套、801—支撐部分、802—包覆部分、9—微型風機、10—進氣口、11—排氣管道、12—收納層體、13—固定綁帶。

具體實施方式

下面結合具體實施方式與附圖，進一步闡明本發明，應理解下述具體實施方式僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語「前」、「後」、「左」、「右」、「上」和「下」指的是附圖中的方向，詞語「內」和「外」分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。

實施例1

如圖1所示的一種基於校園環境實時監測的學生用背包，其包括有採用內空結構的背包包體1；所述背包包體1之上設置有環境監測模塊以及人體監測模塊；所述環境監測模塊包括有監測端體2，其採用中空結構，監測端體2內部設置有彼此電性連接的電化學傳感器3與環境信號處理器4，監測端體2之中設置有監測管道5，其經由監測端體2外側延伸至電化學傳感器3對應位置，所述人體監測模塊包括有彼此電性連接的溫度傳感器6以及人體信號處理器7；所述背包包體1包括有彼此相對的第一端面101與第二端面102，其中，背包包體1的第二端面102之上設置有兩條用於使用者穿戴的背帶103，所述環境監測模塊設置於背包包體1的第一端面101之上，所述人體監測模塊設置於背包包體1的第二端面102之上。

作為本發明的一種改進，所述背包包體1的第一端面101之上設置有位於背包包體1外部的監測夾套8，所述監測端體2設置於監測夾套8內部，監測夾套8包括有貼合於背包包體第一端面101的支撐部分801，以及經由支撐部分801的邊部朝向背包包體1外側延伸的包覆部分802，所述監測端體2固定於監測夾套的支撐部分801進行延伸，監測端體2之中的監測管道5經由監測夾套的包覆部分802導通至監測夾套8外部。採用上述技術方案，其可使得監測端體獨立於背包包體進行設置，以在避免背包包體內部放置物件觸碰環境監測模塊致使其穩定性受到影響，甚至發生損壞的同時，通過監測端體的設置位置以避免其對於背包包體的容積造成影響，以使得本申請中的基於校園環境實時監測的學生用背包在實現校園環境監測的同時，使得背包包體可保持正常的功能性。

作為本發明的一種改進，所述監測夾套8內部設置有至少兩個微型風機9，其分別固定於監測夾套的包覆部分802之上，包覆部分802的端面之中，每一個微型風機9的對應位置均設置有連通至監測夾套8外部的進氣口10；所述監測端體2之上的監測管道5與多個微型風機9分別進行連接。採用上述技術方案，其可通過微型風機以及進氣口的設置，使得背包包體外部的空氣可在微型風機的作用下進入監測端體的監測管道之中，以實現電化學傳感器對於空氣組分的監測；上述技術特徵致使本申請中的環境監測模塊在監測過程中不受空氣流動狀況的影響，其在任意天氣環境下均可使得使用者所處環境的空氣進入監測端體內，從而使得環境監測模塊的監測效率以及監測精度得以顯著改善。

採用上述技術方案的基於校園環境實時監測的學生用背包，其可在滿足學生日常校園生活中對於書本或文具的放置需求的同時，通過背包包體之上的環境監測模塊以及人體監測模塊對於學生的校園環境以及學生的體溫狀況進行實時監測。環境監測模塊可通過電化學傳感器對於校園環境中的空氣組分進行取樣與檢測，以實現對校園建築材料中可能存在的醛類、苯類等對於人體健康有害的物質進行監測處理；與此同時，人體監測模塊則可對於學生的體溫進行實時測量與監測，以及時發現學生由於校園環境而可能引發的體溫異常。

上述環境監測模塊以及人體監測模塊的相互配合，致使其同時從校園中可能存在的環境汙染源，以及環境汙染對於學生健康造成的侵害進行監測處理，以使得學生以及監護人可對於校園環境狀況進行實時監測與掌控，以在上述校園環境內汙染產生的前期及可得以獲知以進行防範處理，進而使得學生在校園內的環境安全得以保證。此外，學生在使用上述基於校園環境實時監測的學生用背包時，其無需使用者進行實際的監測操作處理，致使其監測效率以及精度得以顯著改善，並可減少使用者在使用過程中的學習成本。

實施例2

作為本發明的一種改進，所述監測端體2之中設置有經由電化學傳感器3對應位置延伸至監測端體2外部的排氣管道11，排氣管道11經由監測夾套8的支撐部分801延伸至背包包體1內部。採用上述技術方案，其可在監測端體內部氣壓過大時，通過排氣管道實現對於監測端體內部氣體的排出，以避免監測端體內部持續性的高氣壓致使電化學傳感器以及環境信號處理器受到損壞。

本實施例其餘特徵與優點均與實施例1相同。

實施例3

作為本發明的一種改進，如圖2與圖3所示，所述背包包體的第一端面101之中，監測夾套的支撐部分801對應位置設置有在監測夾套8的徑向上採用波紋結構延伸的收納層體12，收納層體12沿監測夾套的支撐部分801的邊部進行延伸，收納層體12採用中空結構，其內部填充有惰性氣體；所述背包包體的第一端面101之上設置有固定綁帶13，其在監測夾套的支撐部分801的直徑方向上進行延伸，固定綁帶13的一端固定於背包包體的第一端面101之上，其另一端通過尼龍搭扣連接於背包包體的第一端面101之上。

採用上述技術方案，其可使得監測夾套連通監測端體可在收納層體呈波紋延伸狀態設置於背包包體外部，以進行環境監測處理；而在使用者放置背包包體時，其可通過對於收納層體進行形變處理，使得收納層體在展開狀態下朝向背包包體內部延伸，從而使得設置在收納層體內徑位置的監測夾套連通監測端體隨其一同進入背包包體內部，進而在改善背包包體的外部空間的同時，亦可對於監測端體進行保護，以避免其在非攜帶狀態下與相關物品碰撞進而導致損壞。在上述基礎之上，背包包體之上設置有的固定綁帶可在監測夾套連通監測端體處於收納狀態下，通過其在監測夾套徑向上的延伸以對於監測夾套形成固定處理，以避免收納層體以及監測夾套在彈性作用下歸位。此外，收納層體所採用的內部氣體填充結構致使其在可進行多個狀態的形變的同時，使其自身保持良好的彈性以及穩定性，致使監測夾套連通監測端體在任意位置的安裝穩定性得以進一步的改善。

本實施例其餘特徵與優點均與實施例2相同。

實施例4

作為本發明的一種改進，所述人體監測模塊之中設置有兩個溫度傳感器6，其分別設置於背包包體第二端面102的兩條背帶103之上，每一個溫度傳感器6均設置於背帶103的內側端面。採用上述技術方案，其可通過溫度傳感器的位置設置確保其貼合於使用者的身體，以使得人體監測模塊的監測精度得以改善。

本實施例其餘特徵與優點均與實施例3相同。

實施例5

作為本發明的一種改進，所述基於校園環境實時監測的學生用背包包括有設置在背包包體外部的信號收集模塊，其與環境信號處理器以及人體信號處理器之間通過無線通信協議進行數據傳輸。

作為本發明的一種改進，所述基於校園環境實時監測的學生用背包進行校園環境實時監測的方法為：

1)設定環境監測模塊以及人體監測模塊的監測時間，使其在每一個自然日的固定時間分別對於使用者所處環境的空氣組分以及人體體溫相關信息進行監測，並將監測所得信息實時傳輸至信號收集模塊；

2)當環境監測模塊監測至使用者所處環境的空氣組分出現異常時，調整環境監測模塊以及人體監測模塊進行實時監測處理，並通過信號收集模塊產生警示信號；

3)當環境監測模塊監測至使用者所處環境的空氣組分正常，且人體監測模塊監測至使用者人體體溫出現異常時，調整人體監測模塊以1次/10分鐘的頻率進行監測，當監測次數達到10次時人體監測模塊依舊監測至使用者人體體溫存在異常，通過信號收集模塊產生警示信號。

採用上述技術方案，其可通過正常狀態下對於校園環境以及人體溫度的定期監測，以在相關信息得以監測的同時，使得設備能耗得以控制；而在環境監測模塊監測異常狀態時，上述環境監測模塊以及人體監測模塊可通過實時監測以確定使用者所處校園環境以及使用者本人的健康狀態是否出現異常，進而及時對其進行處理。而在僅有人體監測模塊監測異常時，上述技術特徵通過提高人體監測模塊的監測頻率，以對使用者一定時間內的體溫狀態進行監測處理；如若使用者的體表溫度在一定時間後恢復正常，則可判定使用者體溫的異常與其健康狀態無關，反之則可及時提醒監護人相關信息。上述基於校園環境實時監測的學生用背包的監測方式使其確保監測精度的同時，有效避免了不必要的能耗以及可能存在誤導數據。

本實施例其餘特徵與優點均與實施例4相同。