[发明专利]一种智能化医用供气装置的系统架构及其控制方法

权利要求书

1.一种智能化医用供气装置的系统架构,包括硬件层、软件层、显示层三个组成部分，其特征在于，所述硬件层主要由控制器、电源、汇流排切换柜、传感器模块、左气罐组、右气罐组、用气端口组成，所述软件层主要由Tomcat容器、气体质量检测模块、运行状态检测模块、余量预测模块、数据存储模块、通信模块组成，所述显示层主要由设备端、电脑端、手机端组成。

2.根据权利要求1所述的智能化医用供气装置的系统架构，其特征在于，所述硬件层中的传感器包含传感器1，传感器2，传感器3，传感器4，传感器5，所述传感器1为压力、露点温度及浓度混合传感器模组，与左气罐组和汇流排之间的输气管道相连接，所述传感器2为压力、露点温度及浓度混合传感器模组，与右气罐组与汇流排之间的输气管道相连接，所述传感器3为压力、露点温度及浓度混合传感器模组，置于用气端口之前，所述传感器4为压力、露点温度及浓度混合传感器模组，置于用气端口之前，所述传感器5为压力、露点温度及浓度混合传感器模组，置于汇流排出口。

3.根据权利要求1所述的智能化医用供气装置的系统架构，其特征在于，所述控制器通过TCP/IP或485与电脑通信。

4.根据权利要求1所述的智能化医用供气装置的系统架构，其特征在于，所述显示层的手机端、电脑端通过服务器获取显示数据，其接口协议是http。

5.根据权利要求1所述的智能化医用供气装置的系统架构，其特征在于，所述软件层中的气体质量检测模块、运作状态监测模块、余量预测模块都部署于tomcat容器中。

6.根据权利要求1所述的智能化医用供气装置的系统架构，其特征在于，所述余量预测模块是基于特征工程+LGBM/LSTM的时间序列预测模型。

7.一种基于权利要求1所述的系统架构实现智能化医用气体供给的控制方法， 其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

所述传感器模块持续检测并获得当前供气装置的气罐组输出口露点温度、气体浓度、杂质相对含量等参数；

软件层气体质量检测模块判断当前气体供给装置用气端口的露点温度、气体浓度、杂质相对含量与系统预设最高阈值和最低阈值之间的关系；

如果用气端口监测参数大于所述最高阈值，则系统报警，显示层显示输气管道气体质量不达标，同时控制器控制汇流排关闭系统输出；

如果用气端口监测参数小于所述最高阈值，则系统正常运行，同时每10秒进行一次参数比对判断；

气体质量检测模块判断当前气体供给装置气罐组出口的气压、露点温度、气体浓度、杂质相对含量与系统预设最高阈值和最低阈值之间的关系；

如果气罐组出口处气体监测参数大于所述最高阈值，则系统报警，显示层显示气罐气体质量不达标，同时控制器控制汇流排切换至另一侧气罐组供气；

如果气罐组出口处气体监测参数小于所述最高阈值，则系统正常运行。

8.一种基于权利要求1所述的系统架构实现智能化医用气体供给的控制方法， 其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

所述传感器模块持续检测并获得当前供气装置的左气罐组输出端气体压力、右气罐组输出端气体压力、汇流排输出口压力、用气端口输出压力；

软件层运行状态监测模块判断当前气体供给装置的气体压力值与系统预设最高阈值和最低阈值之间的关系；

如果气罐口气体压力在预设最高阈值和最低阈值之间，同时汇流排出口气体压力在预设最高阈值和最低阈值之外，则系统报警，显示层显示汇流排切换柜故障；

如果气罐口气体压力小于预设最低阈值，同时汇流排切换柜出口气体压力在预设最高阈值和最低阈值之外，则系统通过汇流排切换柜自动切换供气至另一气罐组；

如果气罐口气体压力及汇流排切换柜气体压力都在预设阈值之内，同时用气端口气体压力小于预设最低阈值，则系统报警，显示层显示供气管道故障；

如果气罐口压力在预设最高阈值和最低阈值之间，同时汇流排切换柜出口压力在预设最高阈值和最低阈值之间，用气端口气体压力大于预设最低阈值，则系统正常运行。

9.一种基于权利要求1所述的系统架构实现智能化医用气体供给的控制方法， 其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

所述传感器组持续检测并获得当前供气装置的左气罐组输出端气体压力、右气罐组输出端气体压力、汇流排切换柜输出口压力、用气端口输出压力；

软件层气体余量预测模块根据输入参数，计算出气罐组剩余气体预估使用时间，所述输入参数包括当前气罐组气体压力，历史气体使用量统计，历史气体使用量特征关系统计；气体性质与时间特征关系统计等；

气体余量预测模块将通过特征工程+LGBM/LSTM的时间序列预测模型所输出的剩余使用时间数值实时传输显示于显示层；

若果输出剩余使用时间数值小于预设最高阈值，则系统报警，显示层显示气体余量不足，请及时更换。