本发明涉及氧流量监控技术领域，具体地说，涉及一种全自动智能数字化氧流量监控装置。
背景技术：
吸氧即吸入氧气，是临床常用的治疗方法，是氧疗中一部分，是缓解缺氧的一种方法。吸氧用于纠正缺氧，提高动脉血氧分压和氧饱和度的水平，促进代谢，是辅助治疗多种疾病的重要方法之一。但现有吸氧设备无法的对氧气流量进行监控，导致收费不精确。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种全自动智能数字化氧流量监控装置，以解决上述背景技术中提出的某种或某些缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种全自动智能数字化氧流量监控装置，包括瓶体，所述瓶体的顶部安装有流量头，所述流量头的外壁分别安装有与其内部相连通的吸氧管连接头和氧气管接头，所述流量头的外壁还安装有用于调节气体流量的流量调节旋钮，所述流量头的顶部连通有透明管，所述流量头和透明管之间安装有外接环，所述流量头的顶部外壁至少开设有四个卡槽，所述外接环的中心位置开设有通孔，所述通孔贯通外接环，所述外接环靠近流量头一侧设置有沉台，所述外接环内壁对应卡槽位置安装有卡块，所述卡块和卡槽卡接配合。
作为优选，所述流量头的顶部开设有密封槽，所述沉台的顶部设置有密封圈，所述密封圈和密封槽卡接配合。
作为优选，所述通孔的内壁嵌设有用于气体流量测量的气体流量监传感器，所述流量头的外壁安装有流量监控芯片，所述流量监控芯片将检测数据传输至收费系统，所述收费系统还连接有移动终端。
作为优选，所述气体流量检测模块包括电池模块、气体流量检测模块和无线传输模块，所述电池模块用于为流量监控芯片提供电能，所述气体流量检测模块用于获取流量监控芯片检测的气体流量数据，所述无线传输模块用于将检测的数据通过无线传输至收费系统。
作为优选，所述流量监控芯片包括处理器模块、电源模块、a/d转化模块和气体流量监测模块，所述处理器模块用于流量监控芯片的数据处理，所述电源模块用于提供稳定的工作电压，所述a/d转化模块用于对数据进行模数转化，所述气体流量监测模块用于对气体流量进行测量。
作为优选，所述移动终端包括连接模块和查看模块，所述连接模块用于移动终端连接收费系统，所述查看模块用于查看收费系统监控使用情况。
作为优选，所述移动终端内还设置有远程控制模块，所述远程控制模块用于控制流量头内气体流量。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该全自动智能数字化氧流量监控装置中，将外接环安装在流量头处，同时设置流量监控芯片，能够对流量头内部的流量进行实时监控，准确获取气体流量数据，实现精确收费。
2、该全自动智能数字化氧流量监控装置中，通过卡块卡入卡槽内，通过密封圈与密封槽过盈配合，并将密封圈卡紧在入密封槽内，一方面，进一步加固流量头和外接环安装的稳定性，另一方面，实现流量头和外接环之间的密封效果。
3、该全自动智能数字化氧流量监控装置中，监控芯片将检测数据传输至收费系统，根据氧气流量监测数据进行自动计费。
4、该全自动智能数字化氧流量监控装置中，通过移动终端连接至收费系统，能够实时查看收费系统内氧气使用状态。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的流量头结构示意图；
图3为本发明的外接环结构示意图；
图4为本发明的实施例2中外接环结构示意图；
图5为本发明的实施例2整体框架图；
图6为本发明的流量监控芯片模块图；
图7为本发明的无线传输模块工作流程图之一；
图8为本发明的无线传输模块工作流程图之二；
图9为本发明的气体流量检测模块图；
图10为本发明的移动终端模块图；
图11为本发明的处理器模块引脚图；
图12为本发明的电源模块工作原理图；
图13为本发明的a/d转化模块工作原理图；
图14为本发明的气体流量监测模块工作原理图；
图15为本发明的实施例3中移动终端模块图；。
图中：1、瓶体；2、流量头；21、吸氧管连接头；22、流量调节旋钮；23、氧气管接头；24、卡槽；25、密封槽；3、外接环；31、通孔；32、沉台；33、卡块；34、密封圈；4、透明管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
本发明提供一种全自动智能数字化氧流量监控装置，如图1-图3所示，包括瓶体1，瓶体1的顶部安装有流量头2，流量头2的外壁分别安装有与其内部相连通的吸氧管连接头21和氧气管接头23，流量头2的外壁还安装有用于调节气体流量的流量调节旋钮22，流量头2的顶部连通有透明管4，流量头2和透明管4之间安装有外接环3，流量头2的顶部外壁至少开设有四个卡槽24，外接环3的中心位置开设有通孔31，用于连通流量头2，通孔31贯通外接环3，外接环3靠近流量头2一侧设置有沉台32，外接环3内壁对应卡槽24位置安装有卡块33，卡块33采用韧性材料材质制成，其材质具有良好的韧性，便于将卡块33卡入卡槽24内部，同时，卡块33和卡槽24均为直角梯形，使得卡块33和卡槽24卡接配合，当外接环3对准流量头2顶部卡入时，沉台32卡入流量头2的外壁处，将卡块33卡入卡槽24内，完成流量头2和外接环3的安装。
进一步的，为了加强流量头2和外接环3之间连接的密封效果，流量头2的顶部开设有密封槽25，沉台32的顶部设置有密封圈34，密封圈34和密封槽25卡接配合，其中密封圈34采用硅胶材质制成，其材质具有一定的韧性，且密封效果好，同时密封圈34的尺寸大于密封槽25的尺寸，当密封圈34卡入密封槽25内部时，密封圈34与密封槽25过盈配合，并将密封圈34卡紧在入密封槽25内，一方面，进一步加固流量头2和外接环3安装的稳定性，另一方面，实现流量头2和外接环3之间的密封效果。
实施例2
作为本发明的第二种实施例，为了便于对流量头2内部的气体流量进行检测，本发明还对流量头作出改进，作为一种优选实施例，如图4至图14所示，通孔31的内壁嵌设有用于气体流量测量的气体流量监传感器，流量头2的外壁安装有流量监控芯片，流量监控芯片将检测数据传输至收费系统，收费系统还连接有移动终端。
本实施例中，收费系统包括用户登录模块、用户管理模块、充值模块和收费标准模块。
其中，用户登录模块代码如下：
if(method.equals("mlogin")){//登录
stringusername＝request.getparameter("username")；
stringpassword＝request.getparameter("password")；
stringsf＝request.getparameter("sf")；
if(sf.equals("管理员")){
stringstr＝cbean.getstring("selectidfromadminwhereusername＝'" username "'andpassword＝'" password "'")；
if(str＝＝null){
request.setattribute("message"，"登录信息错误！")；
request.getrequestdispatcher("login.jsp").forward(request，response)；
}
else{
session.setattribute("user"，username)；session.setattribute("sf"，sf)；
request.getrequestdispatcher("admin/index.jsp").forward(request，response)；
}
}
elseif(sf.equals("用户")){
…//验证用户登录信息
其中，用户管理模块包括用户添加模块、用于删除模块和用户查询模块。
进一步的，用户添加模块代码如下：
f(method.equals("addxs")){
stringkh＝request.getparameter("kh")；
stringmm＝request.getparameter("mm")；
…//获取输入信息
stringstr＝cbean.getstring("selectidfromxswherekh＝'" kh "'")；
if(str＝＝null){
intflag＝cbean.comup("insertintoxs(kh，mm，xm，gh，xb，zy，sj)
values('" kh "'，'" mm "'，'" xm "'，'" gh "'，'" xb "'，'" zy "'，'" date "')")；
if(flag＝＝constant.success){
request.setattribute("message"，"操作成功！")；
equest.getrequestdispatcher("admin/xs/index.jsp").forward(request，response)；
}
else{
request.setattribute("message"，"系统维护中！")；
request.getrequestdispatcher("admin/xs/index.jsp").forward(request，response)；
}
}
else{
request.setattribute("message"，"信息重复！")；
request.getrequestdispatcher("admin/xs/index.jsp").forward(request，response)；
}
}
再进一步的，用户删除模块代码如下：
<ahref＝"<％＝basepath％>comservlet？method＝delxs&id＝
<％＝pagelist2.get(0).tostring()％>">删除</a>
stringid＝request.getparameter("id")；
intflag＝cbean.comup("deletefromxswhereid＝'" id "'")
再进一步的，用户查询代码如下：
selectcount(*)fromxswherekhlike'％" xh "％'。
本实施例中，流量监控芯片包括电池模块、气体流量检测模块和无线传输模块，电池模块用于为流量监控芯片提供电能，气体流量检测模块用于获取流量监控芯片检测的气体流量数据，无线传输模块用于将检测的数据通过无线传输至收费系统。
其中，电池模块为可充电电池，便于重复充电使用。
其中，无线传输模块基于nrf401无线传输芯片设计，nrf401仅20脚，管脚和体积都较小，便于pcb封装，工作频率为国际通用的数据频段433mhz；采用fsk调制，直接数据输入输出，抗干扰能力强，特别适用工业控制场合，采用dss pll频率合成技术，频率稳定性极好，灵敏度高达-105dbm；功耗小接受待机状态时，电流仅为8ua，最大发射功率为10dbm，低工作电压(2.7v)可满足低功耗设备的要求，具有多个频道，可方便的切换工作频率特别适用于需要多信道工作的场合，工作速率最高可达20kbit/s，其工作原理如图7和图8所示。
此外，气体流量检测模块包括处理器模块、电源模块、a/d转化模块和气体流量监测模块，处理器模块用于流量监控芯片的数据处理，电源模块用于提供稳定的工作电压，a/d转化模块用于对数据进行模数转化，气体流量监测模块用于对气体流量进行测量。
其中，处理器模块采用了atmel的at89s51微处理器为核心模块，其引脚图如图11所示，说明如下：
vcc：供电电压。
gnd：接地。
p0口：p0口为一个8位漏级开路双向i/o口，每脚可吸收8ttl门电流。当p0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。p0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在fiash编程时，p0口作为原码输入口，当fiash进行校验时，p0输出原码，此时p0外部必须被拉高。
p1口：p1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o口，p1口缓冲器能接收输出4ttl门电流。p1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，p1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在flash编程和校验时，p1口作为第八位地址接收；
p2口：p2口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2口缓冲器可接收，输出4个ttl门电流，当p2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，p2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。p2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，p2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，p2口输出其特殊功能寄存器的内容。p2口在flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号；
p3口：p3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向i/o口，可接收输出4个ttl门电流。当p3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，p3口将输出电流(ill)这是由于上拉的缘故；
p3.0rxd：串行输入口；
p3.1txd：串行输出口；
p3.2/int0：外部中断0；
p3.3/int1：外部中断1；
p3.4t0：计时器0外部输入；
p3.5t1：计时器1外部输入；
p3.6/wr：外部数据存储器写选通；
p3.7/rd：外部数据存储器读选通；
p3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号；
i/o口作为输入口时有两种工作方式即所谓的读端口与读引脚读端口时实际上并不从外部读入数据而是把端口锁存器的内容读入到内部总线经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部，然后再实行读引脚操作否则就可能读入出错；
rst：at89s51的重置引脚，复位输入。当振荡器复位器件时，要保持rst脚两个机器周期的高电平时间。当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，at89s51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000h处开始读入程序代码而执行程序；
ale/prog：ale是英文"addresslatchenable"的缩写，表示地址锁存器启用信号，at89s51可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器(如74ls373)，将端口0的地址总线(a0～a7)锁进锁存器中，因为at89s51是以多工的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ale引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在flash编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ale端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ale脉冲。如想禁止ale的输出可在sfr8eh地址上置0。此时，ale只有在执行movx，movc指令是ale才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ale禁止，置位无效；
/psen：此为"programstoreenable"的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时(ea＝0)，会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到eprom的oe脚。at89s51可以利用psen及rd引脚分别启用存在外部的ram与eprom，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64k的定址范围。外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/psen有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/psen信号将不出现；
/ea/vpp：当/ea保持低电平时，则在此期间外部程序存储器(0000h-ffffh)，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/ea将内部锁定为reset；当/ea端保持高电平时，此间内部程序存储器。在flash编程期间，此引脚也用于施加12v编程电源(vpp)。"ea"为英文"externalaccess"的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码(存于外部eprom中)来执行程序。因此在8031及8032中，ea引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用8751内部程序空间时，此引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部eprom时，可以利用此引脚来输入21v的烧录高压(vpp)；
xtal1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入；
xtal2：来自反向振荡器的输出。系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在xtal1和xtal2上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一20pf的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机；
vcc：at89s51电源正端输入，接 5v；
vss：电源地端。
其中，电源模块包括变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等模块组成，使用led进行电源工作状态指示，lm78xx系列三端稳压ic来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜，因此使用lm7805稳压芯片进行5v的电源电路设计，具体如图12所示。
其中，a/d转化模块采用adc0809芯片，adc0809采用双列直插式封装，共有28条引脚，具体如图13所示，包括：
1)in0—in7(8条)：in0—in7为八路模拟电压输入线，用于输入被转换的模拟电压；
2)地址输入和控制(4条)：ale为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ale线为高电平时，adda、addb和addc三条地址线上地址信号得以锁存，经译码后控制八路模拟开关工作。adda、addb和addc为地址输入线，用于选择in0—in7上哪一路模拟电压送给比较器进行a/d转换。adda、addb和addc对in0—in7的选择如表1所列：
表1被选模拟量路数和地址的关系
3)数字量输出及控制线：start为“启动脉冲”输入线，该线上正脉冲由cpu送来，宽度应大于100ns，上升沿清零sar，下降沿启动adc工作。eoc为转换结束输出线，该线上高电平表示a/d转换已结束，数字量已锁入“三态输出锁存器”。2-1—2-8为数字量输出线，2-1为最高位。oe为“输出允许”线，高电平时能使2-1—2-8引脚上输出转换后的数字量；
4)电源线及其他：clock为时钟输入线，用于为adc0809提供逐次比较所需640khz时钟脉冲序列。vcc为 5v电源输入线，gnd为地线。vref( )和vref(-)为参考电压输入线，用于给电阻阶梯网络供给标准电压。vref( )常和vcc相连，vref(-)常接地。
其中，气体流量监测模块，采用sdp1000热传导式差压传感器，其工作原理如图14所示，流量是单位时间内流过管道横截面或明渠横截面的流体量，有体积流量(m3/s)和质量流量(kg/s)之分。差压式流量计是利用伯努利方程原理来测量流量的仪表，它以输出差压信号来反映流量的大小，根据节流原理，当流体流经节流件时，在其前后产生差压(δp)，此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低而得到广泛的应用，孔板流量计理论流量计算公式为：
上式中qf为工况下的体积流量，单位为m3/s；c为流出系数，无量纲；
值得说明的是，移动终端包括连接模块和查看模块，连接模块用于移动终端连接收费系统，查看模块用于查看收费系统监控使用情况。
实施例3
作为本发明的第三种实施例，为了便于对流量头2进行远程控制，本发明还对移动终端作出改进，作为一种优选实施例，如图15所示，移动终端内还设置有远程控制模块，远程控制模块用于控制流量头2内气体流量。远程控制模块基于gsm/gprs模块实现，gsm/gprs模块是系统的通信模块，本实施例选用的是simcom公司的生产的sim300模块，sim300是一款三频段gsm/gprs模块，可在全球范围内的egsm900mhz、dcs1800mhz、pcs1900mhz三种频率下工作，能够提供gprs多信道类型多达，10个，并且支持cs-1、cs-2、cs-3和cs-4四种gprs，编码方案，内部集成了tcp/ip协议栈，并且扩展了tcp/ipat指令，使用户利用该模块开发数据传输设备变得特别简单和方便，单片机与sim300模块之间的串口通信芯片采用maxim公司生产的max232，该芯片包含两路接收器和驱动器的ic芯片，适用于各种eia-232c和v.28/v.24的通信接口。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.一种全自动智能数字化氧流量监控装置，包括瓶体(1)，所述瓶体(1)的顶部安装有流量头(2)，所述流量头(2)的外壁分别安装有与其内部相连通的吸氧管连接头(21)和氧气管接头(23)，所述流量头(2)的外壁还安装有用于调节气体流量的流量调节旋钮(22)，所述流量头(2)的顶部连通有透明管(4)，其特征在于：所述流量头(2)和透明管(4)之间安装有外接环(3)，所述流量头(2)的顶部外壁至少开设有四个卡槽(24)，所述外接环(3)的中心位置开设有通孔(31)，所述通孔(31)贯通外接环(3)，所述外接环(3)靠近流量头(2)一侧设置有沉台(32)，所述外接环(3)内壁对应卡槽(24)位置安装有卡块(33)，所述卡块(33)和卡槽(24)卡接配合。
2.根据权利要求1所述的全自动智能数字化氧流量监控装置，其特征在于：所述流量头(2)的顶部开设有密封槽(25)，所述沉台(32)的顶部设置有密封圈(34)，所述密封圈(34)和密封槽(25)卡接配合。
3.根据权利要求1所述的全自动智能数字化氧流量监控装置，其特征在于：所述通孔(31)的内壁嵌设有用于气体流量测量的气体流量监传感器，所述流量头(2)的外壁安装有流量监控芯片，所述流量监控芯片将检测数据传输至收费系统，所述收费系统还连接有移动终端。
4.根据权利要求3所述的全自动智能数字化氧流量监控装置，其特征在于：所述流量监控芯片包括电池模块、气体流量检测模块和无线传输模块，所述电池模块用于为流量监控芯片提供电能，所述气体流量检测模块用于获取流量监控芯片检测的气体流量数据，所述无线传输模块用于将检测的数据通过无线传输至收费系统。
5.根据权利要求4所述的全自动智能数字化氧流量监控装置，其特征在于：所述气体流量检测模块包括处理器模块、电源模块、a/d转化模块和气体流量监测模块，所述处理器模块用于流量监控芯片的数据处理，所述电源模块用于提供稳定的工作电压，所述a/d转化模块用于对数据进行模数转化，所述气体流量监测模块用于对气体流量进行测量。
6.根据权利要求3所述的全自动智能数字化氧流量监控装置，其特征在于：所述移动终端包括连接模块和查看模块，所述连接模块用于移动终端连接收费系统，所述查看模块用于查看收费系统监控使用情况。
7.根据权利要求3所述的全自动智能数字化氧流量监控装置，其特征在于：所述移动终端内还设置有远程控制模块，所述远程控制模块用于控制流量头(2)内气体流量。
技术总结