[实用新型]基于ARM的新型阻力深呼吸训练器系统

说明书

本发明公开了一种基于ARM的新型阻力深呼吸训练器系统，包括阻力深呼吸训练装置、监测装置和消毒装置三部分，所述阻力深呼吸训练装置结构简单，具有完全封闭的呼吸气道，调节气道阻力简便，安装、拆卸和清洗方便。本发明采用STM32F103C8T6型号单片机、红外传感器和气压传感器等元件，可以实时测量并通过LED呼吸灯和液晶显示器显示肺活量指标，自动对比历史记录生成提升值，为使用者制定训练计划，同时具有自动定时消毒功能，通过紫外线与臭氧相配合实现对用具的消毒，在提升肺活量的同时，保障使用者的健康。

技术领域

本发明涉及一种生活保健用品，尤其涉及一种用于辅助呼吸肌训练的基于ARM的新型阻力深呼吸训练器系统。

背景技术

肺活量与人的呼吸密切相关，在呼吸过程中，肺不仅要摄入氧气，还要将机体代谢出的二氧化碳排出体外，肺活量低下说明机体摄氧能力和排出废气的能力差，一旦机体需要大量消耗氧的情况，如长时间学习、工作、剧烈运动时，就会出现氧供应的严重不足，从而导致诸如头痛、头晕、胸闷、精神萎靡、注意力不集中、记忆力下降、失眠等不良反应，不仅会影响学习和工作，而且会给身体健康造成许多无法挽回的损失。研究表明肺活量因性别和年龄而异，主要取决于胸腔壁的扩张与收缩的宽舒程度，人体肺活量偏低的主要原因是呼吸肌不发达或呼吸肌耐力较差，对呼吸肌进行特殊训练能够提高其肌力和耐力，如长期坚持体育锻炼，给予较高气道阻力的深呼吸训练，均可使呼吸肌得到针对性锻炼，对提高肺活量具有重要作用。

特别是近期，全球爆发新型冠状病毒感染的肺炎疫情，多数人采取居家隔离等措施全力防控，居家期间如果提供一种可以辅助提升肺活量，同时具有监测和保护健康的设备，将对疫情的防控具有积极的作用。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种基于ARM的新型阻力深呼吸训练器系统，通过调节气道阻力进行深呼吸运动评价肺活量是否达标，自动生成训练计划和对用具自动定时消毒的呼吸肌训练系统。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于ARM的新型阻力深呼吸训练器系统，包括：阻力深呼吸训练装置、监测装置和消毒装置，所述监测装置和消毒装置包括：液晶显示器18，所述液晶显示器18的CS、DC、RST、D1、D0引脚依次与单片机17的PA1、PA2、PA3、PA4、PA5引脚相连，所述液晶显示器18的VCC、GND引脚依次与3.3V电源、地线相连；红外传感器20，所述红外传感器20的1、3引脚依次与3.3V电源、地线相连；所述红外传感器20的2引脚与单片机17的PA11引脚相连；单片机17，所述单片机17的PB2引脚接地，所述单片机17的PB4、PB5、PB6、PB7依次与LED呼吸灯19的正极相连，所述LED呼吸灯19的负极接地，所述单片机17的PB8引脚与光耦隔离器的1引脚相连，所述单片机17的PB9引脚与气压传感器11的3引脚相连，所述单片机17的PB10引脚与控制按钮2的一端相连，所述控制按钮2的另一端接地，所述单片机17的PB11引脚与控制按钮1的一端相连，所述控制按钮1的另一端接地，所述单片机17的PB12引脚与控制按钮3的一端相连，所述控制按钮3的另一端接地；气压传感器11，所述气压传感器11的1引脚与3.3V电源相连，所述气压传感器11的2引脚接地；光耦隔离器，所述光耦隔离器的2引脚接地，所述光耦隔离器的4引脚与5V电源相连，所述光耦隔离器的3引脚与继电器22的1引脚相连；继电器22，所述继电器22的2引脚接地，所述继电器22的3引脚与LED呼吸灯19的负极相连，所述继电器22的4引脚悬空，所述继电器22的5引脚与紫外线臭氧消毒器21的负极相连，所述紫外线臭氧消毒器21的正极与12V电源相连。

优选方式下，所述液晶显示器18用于显示肺活量值，所述红外传感器20用于检测消毒仓2内是否放置有呼吸嘴8，所述气压传感器11用于检测使用者呼吸时产生的气压压强，所述紫外线臭氧消毒器21用于对消毒仓2内进行消毒，所述单片机17接收气压传感器11的信号并进行滤波积分运算得到肺活量值，所述单片机17接收红外传感器20的信号并通过输出高低电平的方式控制光耦隔离器的通断从而控制继电器22的通断，所述继电器22通过输出高低电平的方式控制紫外线臭氧消毒器21和LED呼吸灯19的亮灭。