本发明涉及智能生活用品
技术领域：
：，尤其涉及一种基于lpwa网络的智能口罩及城市空气质量监测方法。
背景技术：
：：根据世界卫生组织数据显示：空气污染每年导致至少几百万人口提早死亡，而当下不少大中城市有严重的空气污染问题，雾霾对人类身体健康有着不可逆转的严重危害，空气净化器可以解决室内空气污染问题，而户外运动仍然只有传统口罩可以使用，但是传统口罩还停留在上世纪60年代的技术，几乎毫无进步。目前应对户外空气污染的主要方式，仍然是佩戴传统口罩，这类口罩无法精确得知个人所处区域的环境状况，现有的环境测量方式也无法准确的测出人类活动区域的环境状况。随着网络连接、云服务、大数据分析和低成本传感器等所有核心技术的就绪，物联网即将进入爆发阶段，“万物互联”的物联网产业发展催生了lpwa技术(lowpowerwidearea，低功耗广域技术)的兴起，使得在低功耗、低成本、广覆盖、大容量问题上有了较好的解决方案，lpwa是一种能适配m2m的业务，具有流量小、连接数量大等特性的新型无线接入技术，可形成一张广覆盖、低速率、低功耗和低成本的无线接入网络。lpwa技术一般采取“利用低频段覆盖去提升覆盖的广度与深度、使用基于子信道的频率复用去提高单基站的容量、简化终端与网络交互过程实现终端能耗的节省和通过标准化与产业联盟形式的运作去控制成本”等手段实现四个关键能力。lpwa技术具有覆盖广、连接多、成本低、功耗低等优点，使得该类型通讯芯片可以大规模配备在新型口罩上。lpwa网络的海量连接能力,使得即使在人口高密度的城市也能普及到每一个人。技术实现要素：本发明的主要目的在于提出一种基于lpwa网络的智能口罩及城市空气质量监测方法，旨在解决现有的口罩无法精确得知个人所处区域的空气质量的技术问题。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于lpwa网络的智能口罩，该智能口罩包括口罩本体以及设置在所述口罩本体两侧的挂绳，所述口罩本体上设置有空气检测模块、空气净化模块、lpwa模块以及微处理器，所述空气检测模块实时检测周围环境的空气参数，所述微处理器根据所述空气参数调整所述空气净化模块的输出功率，所述lpwa模块将所述空气参数传输到移动终端的客户端，通过所述客户端记录或者查询所述空气参数。进一步的，所述口罩本体内还设置有电源模块，所述电源模块与所述微处理器、所述空气检测模块、所述空气净化模块以及所述lpwa模块连接。进一步的，所述口罩本体上还设置有报警提示模块，所述报警提示模块与所述微处理器连接，当所述空气参数超过预设阈值时，提示用户更换所述空气净化模块。进一步的，所述空气检测模块和所述空气净化模块分别设置在所述口罩本体的两侧，所述电源模块、所述lpwa模块和所述微处理器与所述空气检测模块封装在同一壳体内。可选地，所述空气净化模块从外到内依次为微型风扇、环保纤维布、高效纳米净化膜。所述微型风扇与所述环保纤维布之间还可以设置一负离子发生器。微型风扇将外部空气经过净化膜或者负离子发生器之后输送到口罩本体内侧。基于同一方面构思，本发明还提供了一种城市空气质量监测方法，该方法包括以下步骤：利用设置在智能口罩上的空气检测模块实时获取周围环境的空气参数；利用lpwa模块将所述空气参数以及用户活动轨迹上传到中心服务器；所述中心服务器根据所述空气参数以及用户活动轨迹获得用户活动区域内的空气质量情况。进一步的，所述中心服务器根据所述空气参数以及用户活动轨迹获得用户活动区域内的空气质量情况的步骤之后，该方法还包括：采集预定城市区域一段时间内的所有用户传送的空气参数和用户活动轨迹，统计分析获得预定城市区域内的空气质量分布情况。进一步的，所述统计分析获得预定城市区域内的空气质量分布情况的步骤之后，该方法还包括：根据所述空气质量分布情况建立一城市空气污染数据库，根据所述城市空气污染数据库，调整所述智能口罩。本发明技术方案的有益效果：本申请的基于lpwa网络的智能口罩及城市空气质量监测方法，通过在口罩上设置空气检测模块、空气净化模块以及lpma模块，可以将进出口罩的空气进行智能净化，并实时获取用户活动区域内的空气参数，通过与移动终端(个人手机)上的应用程序app进行数据交互，从而用户可以快速地查询活动轨迹过程中的空气参数，并且记录自己活动区域内的空气参数，进一步根据然后通过大数据分享，通过采集城市内所有用户上传的空气参数和活动轨迹，绘制基于城市，区域和特殊场景的空气污染数据库。附图说明图1是本发明实施例提供的一种基于lpwa网络的智能口罩系统结构框图；图2是本发明实施例提供的一种基于lpwa网络的智能口罩三维结构示意图；图3是本发明实施例提供的一种基于lpwa网络的智能口罩使用状态示意框图；图4是本发明实施例提供的一种城市空气质量监测方法流程框图；图5是本发明实施例提供的一种多个智能口罩使用状态连接示意图；图6是本发明实施例提供的一种基于lpwa网络的智能口罩步骤执行框图；图7是本发明实施例提供的一种城市空气质量监测方法的步骤执行框图；本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)、便捷式媒体播放器(portablemediaplayer，pmp)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字tv、台式计算机等固定终端。后续描述中将以移动终端为例进行说明，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。实施例1如图1、2所示，本发明提供了一种基于lpwa网络的智能口罩，该智能口罩包括口罩本体10以及设置在所述口罩本体10两侧的挂绳20，所述口罩本体10上设置有空气检测模块49、空气净化模块50、lpwa模块以及微处理器，所述空气检测模块40实时检测周围环境的空气参数，所述微处理器根据所述空气参数调整所述空气净化模块50的输出功率，所述lpwa模块将所述空气参数传输到移动终端的客户端，通过所述客户端记录或者查询所述空气参数。其中，所述口罩本体10内还设置有电源模块，所述电源模块与所述微处理器、所述空气检测模块、所述空气净化模块以及所述lpwa模块连接。其中，所述口罩本体10上还设置有报警提示模块，所述报警提示模块与所述微处理器连接，当所述空气参数超过预设阈值时，提示用户更换所述空气净化模块50。其中，所述空气检测模块40和所述空气净化模块50分别设置在所述口罩本体10的两侧，所述电源模块、所述lpwa模块和所述微处理器与所述空气检测模块40封装在同一壳体内。可选地，所述空气净化模块50从外到内依次为微型风扇、环保纤维布、高效纳米净化膜。所述微型风扇与所述环保纤维布之间还可以设置一负离子发生器。微型风扇将外部空气经过净化膜或者负离子发生器之后输送到口罩本体内侧。该口罩与传统口罩最大的区别在于口罩两边分别是用于数据采集和分析的lpwa模块和可拆卸的空气净化模块，口罩两端单挂在耳朵上。开发相应的手机应用程序app用于查询个人所处环境的空气参数。针对特殊行业、特殊人群(建筑行业，消防员，油漆工等)的智能口罩采用透明的轻塑料质，在口罩本体10与用户鼻子接触的外侧设置有鼻架30，用于固定口罩本体10。如图3、6所示，空气检测模块40对周围空气参数进行实时采集，lpwa模块对所处的空气环境进行采集分析，根据分析结果控制空气净化模块50调节净化功率，为了避免呼出的水分使口罩内部通气不畅变臭，空气净化模块50的风扇促进口罩内部空气循环，同时将调节前后的空气数据发送到对应的手机app，用于个人进行查询。根据该数据可以定制针对此环境的空气净化模块，从而达到最优的空气净化效果。由于该口罩具备数据搜集和分析功能，也可以帮助运动达人和健身爱好者更有效的调节健身频次和场地。实施例2基于同一方面构思，如图4所示，本发明还提供了一种城市空气质量监测方法，该方法包括以下步骤：s101、利用设置在智能口罩上的空气检测模块实时获取周围环境的空气参数；s102、利用lpwa模块将所述空气参数以及用户活动轨迹上传到中心服务器；s103、所述中心服务器根据所述空气参数以及用户活动轨迹获得用户活动区域内的空气质量情况。lpwan(low－powerwide－areanetwork，低功耗广域网)，即广域网通信技术是现有物联网通讯技术重要发展方向。lpwa又可分为两类：一类是工作于未授权频谱的lora、sigfox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3gpp支持的2/3/4g蜂窝通信技术，比如ec－gsm、ltecat－m、nb－iot等。nb－iot是指窄带物联网(narrowband－internetofthings)技术。nb－iot聚焦于低功耗广覆盖(lpwa)物联网(iot)市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。nb－iot使用license频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。本发明采用申请人开发的型号为me3612的nb－iot模组，采用高通mdm9206的芯片，是基于lte制式nb-iot窄带通信标准的模块产品，支持ltefddb3/b5/b8频段。在lte制式下，该模块可以提供最大200kbps上/下行速率，并支持多种网络协议多种功能。me3612的特性和功能、将可以使其适用于需求低功耗、低成本、深度覆盖、海量连接等的多种类型物联网应用场景。可选地，空气检测模块可以选用日本费加罗figaro的fsm-a-002型空气质量检测模块，使用tgs2600传感器作为检测空气质量的用户提供的一种快捷方便的检测模块，它可以节省用户对传感器性能的了解、单片机开发等繁琐的工作，被广泛应用在空气质量检测及控制领域。根据空气质量可输出①空气清洁、②轻度污染、③中度污染、④重度污染(四级)状态，并可通过演示板(选配)对应的①绿色、②黄色、③橙色、④红色led灯(四级)状态的显示。其中，所述中心服务器根据所述空气参数以及用户活动轨迹获得用户活动区域内的空气质量情况的步骤之后，该方法还包括：采集预定城市区域一段时间内的所有用户传送的空气参数和用户活动轨迹，统计分析获得预定城市区域内的空气质量分布情况。其中，所述统计分析获得预定城市区域内的空气质量分布情况的步骤之后，该方法还包括：根据所述空气质量分布情况建立一城市空气污染数据库，根据所述城市空气污染数据库，调整所述智能口罩。由于人类活动的流动性，所以为了能够检测出适用于人类的空气质量状况，最佳的检测地点就是在入口处。针对大区域，甚至整个城市的人们广泛使用的智能口罩在传统口罩的基础上，增加空气净化模块和lpwa模块如图5、7所示，lpwa模块对所处的空气环境进行采集分析，根据分析结果控制空气净化模块调节净化功率，将整个城市的采集数据传输到中心服务器，根据大数据分析建立空气污染数据库，方便专家得出更好的解决方案，同时可以根据此分析结果生产投放适用于该城市的口罩。本申请的基于lpwa网络的智能口罩及城市空气质量监测方法，通过在口罩上设置空气检测模块、空气净化模块以及lpma模块，可以将进出口罩的空气进行智能净化，并实时获取用户活动区域内的空气参数，通过与移动终端(个人手机)上的应用程序app进行数据交互，从而用户可以快速地查询活动轨迹过程中的空气参数，并且记录自己活动区域内的空气参数，进一步根据然后通过大数据分享，通过采集城市内所有用户上传的空气参数和活动轨迹，绘制基于城市，区域和特殊场景的空气污染数据库。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
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：，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12当前第1页12