本發(fā)明屬于個人環(huán)境質(zhì)量實時監(jiān)測評估領(lǐng)域，特別涉及一種基于現(xiàn)有智能手機的一體化實時環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評估系統(tǒng)，可以在完全不影響手機正常使用的前提下實現(xiàn)空氣及電磁輻射等污染信息的連續(xù)實時測量、分析、顯示、傳輸?shù)裙δ埽⑼ㄟ^綜合評估，適時提醒使用者采取適當措施，最大程度規(guī)避污染傷害。

背景技術(shù)：

環(huán)境污染對人們的傷害特別是對孕婦、兒童等人群的傷害越來越受到重視，研究表明環(huán)境污染是導(dǎo)致孕婦流產(chǎn)和胎兒先天愚型及先天畸形的重要誘因也是導(dǎo)致兒童患白血病的重要因數(shù)，其中食品污染人們可以通過選擇無公害食品和無污染飲用水加以有效的規(guī)避，但由于空氣和電磁輻射污染具有無處不在、難以直觀的感受、時間--強度累積作用傷害的特點 ，導(dǎo)致人們很難進行有效的規(guī)避，空氣和電磁輻射污染信息的實時獲取和科學(xué)評估不但可以指導(dǎo)人們有效的規(guī)避污染同時還可以消除由于不確定性而導(dǎo)致的心理恐慌壓力 ?，F(xiàn)有各種個人用便攜式污染測量工具大多數(shù)只能單獨測量空氣質(zhì)量或電磁輻射強度且獨立于手機，且都不能給出科學(xué)全面的傷害評估和規(guī)避措施，安徽發(fā)明人文聞公布了一種用于孕婦監(jiān)護報警的穿戴式物聯(lián)網(wǎng)裝置，雖然解決了可以同時監(jiān)測電磁輻射和空氣質(zhì)量的問題，也可以實現(xiàn)與手的機藍牙通訊，但其本質(zhì)上還是獨立于手機的腕表式穿戴設(shè)備，設(shè)備中必須有自供電、存儲、動作監(jiān)測、提示等模塊方能實現(xiàn)所有功能，其最大的缺陷是傳感器特別是空氣質(zhì)量傳感器能耗較大，為了保證實現(xiàn)在線連續(xù)監(jiān)測的時間，自供電電源模塊體積就會比較大，加上傳感器本身體積也較大，勢必導(dǎo)致整個腕表體積很大，因此在目前技術(shù)情況下該裝置很難實現(xiàn)商品化。由艾紅發(fā)明的一種手機及其空氣污染監(jiān)測方法（CN1825120），雖然使得手機本身具備了空氣監(jiān)測功能，但其不足是用戶必須重新更換購買專用的手機，同時該手機也不具備電磁輻射的監(jiān)測功能。而另一種與手機耳機插口連接顯示的電子鼻環(huán)境測試儀雖然可以通過手機顯示有關(guān)測量數(shù)據(jù)，但連續(xù)監(jiān)測存在影響手機正常使用、測試不同類型環(huán)境狀況需要不斷更換不同探頭、影響手機整體美觀等缺點。針對上述不足發(fā)明一種不影響手機正常使用和整體美觀度，方便隨時攜帶，能連續(xù)實時檢測所處環(huán)境質(zhì)量信息，同時具有給用戶提供個人長期活動場所污染分布地圖、環(huán)境傷害時間強度累積傷害評估、規(guī)避措施提示等功能的手機一體化環(huán)境監(jiān)測評估系統(tǒng)就顯得很有價值，可以最大限度的幫助大家規(guī)避環(huán)境污染傷害，緩解緊張情緒，提高健康生活水平。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于發(fā)明一種基于手機背夾和手機及其應(yīng)用軟件的實時環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評估系統(tǒng)，將測量工具與人們時刻會攜帶在身上的手機融合綁定在一起，在完全不影響手機使用的前提下，實時監(jiān)測所處環(huán)境的空氣質(zhì)量和電磁輻射強度，并充分融合運用現(xiàn)有智能手機定位、時鐘、移動感知、存儲、計算、分析、網(wǎng)絡(luò)互連等功能，使得用戶在無需攜帶多種測量工具的情況下，隨時獲得當?shù)丨h(huán)境質(zhì)量信息和時間--強度累積環(huán)境危害程度及個人環(huán)境質(zhì)量地圖，并能針對不同用戶特點，適時提醒使用者采取適當措施，最大程度規(guī)避污染傷害，消除緊張情緒。

本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于手機背夾和手機及其應(yīng)用軟件的實時環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評估系統(tǒng)由手機背夾和智能手機及相應(yīng)的應(yīng)用軟件構(gòu)成，手機背夾包括手機背夾殼（1）、數(shù)據(jù)接頭（2）、空氣污染傳感器（3）、電磁輻射傳感器（4）、數(shù)據(jù)處理器（5）、工藝掛墜天線接口（6）組成，空氣污染傳感器（3）和電磁輻射傳感器（4）分別將采集到的電信號送數(shù)據(jù)處理器（5）進行信號處理并通過數(shù)據(jù)接頭（2）將信息傳輸至智能手機，通過手機應(yīng)用軟件并充分融合應(yīng)用智能手機原有功能，最終實現(xiàn)空間電磁強度和空氣質(zhì)量等綜合環(huán)境信息在手機上的實時顯示及提醒和累積環(huán)境危害評估、個人環(huán)境質(zhì)量地圖、規(guī)避措施提示，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等功能。

所述數(shù)據(jù)處理器由信號整理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和單片機組成，可以將各傳感器信號處理并傳輸至手機終端。

所述手機應(yīng)用軟件除了具有必要的數(shù)據(jù)存儲及邏輯計算等基礎(chǔ)功能外，同時至少包括人機對話模塊、環(huán)境傷害評估模塊、省電模塊、外圍設(shè)備拓展接口模塊、數(shù)據(jù)及提示小窗口實時顯示模塊、云端模塊等功能模塊組成，其中人機對話界面模塊可以完成用戶個人信息輸入和工作模式設(shè)定同時也是其它功能模塊的入口，環(huán)境傷害評估功能模塊可以根據(jù)環(huán)境污染強度和累積時間給出任何時間段的累積傷害程度并結(jié)合用戶個人身體狀況給出評估和建議，同時能結(jié)合手機自身地圖軟件及位置信息，繪制帶時間參數(shù)的個人環(huán)境質(zhì)量地圖并提醒用戶合理規(guī)避危害較大的地點，省電模塊通過調(diào)用手機內(nèi)置的動作傳感器信息實現(xiàn)監(jiān)測動作的智能化休眠及喚醒以實現(xiàn)最合理的節(jié)電目的，外圍設(shè)備拓展接口模塊可以外接其它外圍監(jiān)測設(shè)備，數(shù)據(jù)及提示小顯示窗口模塊可以顯示實時數(shù)據(jù)數(shù)值和簡短措施提示，云端模塊可以存儲或備份相關(guān)數(shù)據(jù)至云端并可與相關(guān)的服務(wù)中心平臺實現(xiàn)互聯(lián) 。

所述的數(shù)據(jù)接頭與相應(yīng)型號手機的數(shù)據(jù)接頭相匹配。

所述工藝掛墜天線接口可以外接各種特制的金屬工藝掛墜作為電磁信號增益天線使用，以提高電磁強度測試靈敏度和美化手機。

所述智能手機殼體與相應(yīng)的手機外觀形狀匹配并留有與相應(yīng)型號手機的攝像頭及其它功能鍵位置相匹配的空間。

本發(fā)明的工作原理是將上述手機背夾安裝到手機并下載安裝相應(yīng)的APP軟件后之后，手機將自動進入本系統(tǒng)的人機對話界面，用戶完成個人信息輸入和工作模式選擇后，系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)，傳感器分別將采集到的電信號傳輸至數(shù)據(jù)處理器進行信號處理并通過數(shù)據(jù)接頭將信息傳輸至手機，手機APP軟件將數(shù)據(jù)存儲計算分析后將數(shù)據(jù)值及簡短評價以小窗口形式實時顯示在手機屏幕上，當危害累積強度嚴重超標時手機將及時發(fā)出警報并同時給出規(guī)避措施建議，在省電模式下，各項數(shù)據(jù)合格并穩(wěn)定一段時間后系統(tǒng)將自動進入定時休眠狀態(tài)，在偵察到手機未被移動的情況下，系統(tǒng)經(jīng)過一定的時間將自動開啟并重新進行環(huán)境測試，在偵察到手機在移動狀態(tài)時系統(tǒng)將自動恢復(fù)工作直至數(shù)據(jù)合格并停止移動，環(huán)境傷害評估功能模塊可以根據(jù)環(huán)境污染強度和累積時間給出任何時間段的累積傷害程度并結(jié)合用戶個人身體狀況給出評估和建議，同時結(jié)合手機自身地圖軟件及實時位置信息，繪制帶時間參數(shù)的個人環(huán)境質(zhì)量地圖并提醒用戶合理規(guī)避危害較大的地點，用戶還可以根據(jù)需要接入圍設(shè)備以獲取其它的健康信息數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可通過云端模塊將所有數(shù)據(jù)備份或傳輸至相應(yīng)的專家服務(wù)中心，以實現(xiàn)對用戶健康趨勢更加可靠全面的管理。

有益效果：

1、 功能全面強大，除了具備雙重環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)測量顯示功能外，首次實現(xiàn)了基于污染作用時間--強度--位置等多維信息的個體污染危害評估，并針對不同人群給出了不同評估基準及規(guī)避措施建議，使用戶可以最大程度規(guī)避污染傷害，緩解污染恐慌情緒。

2、 充分融合利用手機原有功能，體積小、成本低，使用方便。

3、 手機背夾一體化式設(shè)計，美觀大方便于攜帶，無需隨時另帶專門檢測儀器，無遺忘檢測設(shè)備之虞。

4、 功能可拓展性強，方面獲取更多健康信息和獲得專家全程支持。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)中手機背夾的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明典型實施例做進一步的解釋，實施例中用戶為手機為Iphone5S智能手機，針對Iphone5S手機體積較小的特點，其手機背夾殼（1）為與Iphone5S手機本體外形匹配的殼式結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)接頭（2）為Lightning標準USB接口并固定在可以上下移動并可后轉(zhuǎn)一定角度的插銷式底座上，空氣污染傳感器（3）為日本FIGARO生產(chǎn)的TGS-2602空氣質(zhì)量傳感器，電磁輻射傳感器（4）采用EP330電磁輻射傳感器并匹配內(nèi)置天線，天線上留有工藝掛墜天線外露環(huán)形接口（6），數(shù)據(jù)處理器（5）選用集成ADC及USB接口功能的Atmega32u4微處理器。系統(tǒng)應(yīng)用軟件是為本發(fā)明系統(tǒng)專門編寫的手機APP軟件，有iOS和安卓兩個版本供選擇，本實施例中將選用與iPhone5S相適應(yīng)的iOS版本，該APP由人機對話模塊、環(huán)境傷害評估模塊、省電模塊、外圍設(shè)備拓展接口模塊、數(shù)據(jù)及提示小窗口實時顯示模塊、云端模塊等功能模塊組成，其中人機對話界面模包括個人信息輸入、模式設(shè)定、其它功能模塊入口等界面，首次使用，用戶要在個人信息輸入界面中完成用戶性質(zhì)即孕婦、兒童、一般人及個體特征即年齡、健康狀態(tài)、性別等用戶基礎(chǔ)信息輸入工作，作為系統(tǒng)分析評估和提出建議的依據(jù)，在模式設(shè)定界面中用戶可選擇連續(xù)監(jiān)測模式或節(jié)電模式，節(jié)電模式下可設(shè)定檢測間隔時間。環(huán)境傷害評估功能模塊將根據(jù)污染強度和累積時間分別給出空氣污染、電磁輻射污染、空氣及電磁輻射污染綜合的日、周、月段及總體的累積傷害程度積分數(shù)據(jù)及分時柱狀曲線圖供用戶參考，并結(jié)合前期輸入的用戶信息按APP預(yù)置的算法和邏輯進行計算分析給出評估結(jié)論和措施建議，同時能結(jié)合手機自身地圖軟件及位置信息，繪制帶時間參數(shù)的個人環(huán)境質(zhì)量地圖并提醒用戶合理規(guī)避危害較大的地點。省電模塊下手機在不移動的情況下將按設(shè)定的時間間隔開啟和關(guān)閉監(jiān)測功能，在休眠狀態(tài)下APP通過調(diào)用手機內(nèi)置的動作傳感器信息得知手機位置發(fā)生變化時，系統(tǒng)將進入喚醒狀態(tài)并立即進行檢測工作直至數(shù)據(jù)合格和手機停止移動后進入休眠狀態(tài)，實現(xiàn)最合理的節(jié)電功能。外圍設(shè)備拓展接口模塊可以通過手機接口外接其它如家用監(jiān)護儀、胎兒心電儀、血氧飽和儀等外圍健康監(jiān)測設(shè)備至手機顯示和遠程傳輸。數(shù)據(jù)及提示窗口模塊可以在手機鎖屏狀態(tài)下顯示實時數(shù)據(jù)數(shù)值和簡短措施提示。云端模塊可以存儲或備份相關(guān)數(shù)據(jù)至云端，并可與相關(guān)的服務(wù)中心平臺實現(xiàn)互聯(lián)，醫(yī)院或健康中心可根據(jù)其服務(wù)終端顯示的數(shù)據(jù)進行更加全面專業(yè)的判斷并可采取更加有力的保障措施 。

假設(shè)一iPhone5S用戶為孕婦年齡38歲、懷孕6周、健康狀態(tài)良好，用戶的使用過程如下，將本發(fā)明所述的手機背夾安裝到手機并下載安裝相應(yīng)的APP軟件后之后，手機將自動進入本系統(tǒng)的人機對話模塊中的個人信息輸入界面，用戶在個人信息選擇性質(zhì)一欄為孕婦，并在擴展欄中選擇妊娠時間為6周，輸入孕婦年齡輸入38歲，輸入健康狀況選擇良好，設(shè)定工作模式為節(jié)電模式，選擇休眠時間為30分鐘，點擊完成系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)，手機屏幕上顯示當時環(huán)境的空氣污染VOC數(shù)值其單位為mg/m3，電磁輻射數(shù)值其單位為μW/ c㎡。APP根據(jù)該用戶屬于高齡健康孕婦和懷孕初期的特征自動給出評估基準值，此時系統(tǒng)給出VOC安全基準值為0.2mg/m3，當測量值低于安全基準值時，窗口文字提示為安全，當超過安全基準值5%至50%時系統(tǒng)提示安全停留時間，當超過安全基準值50%至100%時系統(tǒng)提示開啟空氣凈化器或適當通風，當超過100%時系統(tǒng)將發(fā)出報警聲并進入人機對話界面提示用戶采取強力通風或遠離該環(huán)境等措施，系統(tǒng)給出電磁輻射安全基準值為10μW/ c㎡，當測量值低于安全基準值，窗口文字提示為安全，當超過安全基準值5%至50%時窗口將提示安全停留時間，當超過安全基準值50%至200%時系統(tǒng)提示離開輻射源距離，當超過200%時系統(tǒng)將發(fā)出報警聲并進入人機對話界面提示發(fā)現(xiàn)強電磁輻射源方法并關(guān)閉輻射源或遠離當時環(huán)境。在各項數(shù)據(jù)安全并穩(wěn)定一段時間后系統(tǒng)將自動進入定時休眠狀態(tài)，在偵測到手機未被移動的情況下，系統(tǒng)經(jīng)過30分鐘后將自動開啟并重新進行環(huán)境測試，直至數(shù)據(jù)處于安全狀態(tài)并停止移動。用戶使用一段時間后，點擊環(huán)境傷害評估功能模塊用戶可以任意查詢空氣污染、電磁輻射污染、空氣及電磁輻射綜合污染指數(shù)的日、周、月段及總體的累積傷害程度積分指數(shù)和分時柱狀曲線圖，以及系統(tǒng)給出的評估結(jié)論和措施建議，同時還可點擊查詢到帶時間參數(shù)的個人環(huán)境質(zhì)量地圖并提醒用戶合理規(guī)避危害較大的地點。當該孕婦妊娠18周時通過手機耳機插口接入便攜式胎音儀設(shè)備可以在手機上實時獲取胎兒心跳聲音和顯示心率動態(tài)，當該孕婦妊娠28周時接入便攜式胎兒心電儀可以在手機上實時獲取胎兒心電圖動態(tài)數(shù)據(jù)，同時系統(tǒng)可通過云端模塊將所有數(shù)據(jù)備份并傳輸至相應(yīng)的專家服務(wù)中心終端，專家就可以結(jié)合該孕婦其它情況，對孕婦及胎兒的健康趨勢進行全面化全程化動態(tài)管理。

以上實施例僅是對本發(fā)明的參考說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明內(nèi)容的任何限制，顯然在本發(fā)明的思想下可做出不同形式的結(jié)構(gòu)變更，但這些均在本發(fā)明的保護之列。