一种公共空间病毒自动检测装置

本发明涉及病毒检测，特别涉及一种公共空间病毒自动检测装置。

背景技术：

1、抗原检测是指用已知细菌抗体检测患者体内有无相应抗原的一种检测方法。抗原检测一般用于细菌感染性疾病的辅助诊断。关于公共空间病毒检测已有相关专利，比如申请号：cn202021172034.6公开了即时检测空气中新冠病毒的移动式检测装置，包括检测车和检测装置，检测装置设置在检测车上并可检测检测车周围一定区域内是否存在新冠病毒，检测车顶部设置有闪烁灯，检测车侧面设置有垃圾桶，检测装置包括新冠病毒检测传感器、电源、报警装置和控制装置。

2、上述专利虽然解决了可以检测出公共场所内部是否含有新型冠状病毒，但在实际使用过程中仍存在以下几点问题：

3、1、现有技术中，采用移动式检测装置进行检测，然而由于检测结果的滞后性，无法保证检测结果与检测地点空间的一致性；

4、2、在公共空间中检测结果出现异常时，无法及时的通知相关部门进行有效的应对，由装置进行报警易造成所在空间人员的恐慌，导致病毒的二次扩散的情况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种公共空间病毒自动检测装置，通过对抗原检测试纸的变化进行有效评估，实现对公共空间是否携带病毒进行严格有效的把控，及时对本装置所在的公共空间进行相应的封控消毒处理，提高了对公共空间的监控以及管理效果，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种公共空间病毒自动检测装置，包括空气样本收集器、空气样本浓缩器、抗原自动监测器和检测报告系统，所述空气样本收集器的外壳呈漏斗状，空气样本收集器上端内壁直径最大处安装有收集风扇，空气样本浓缩器由柔性软管和储液瓶构成，柔性软管上端与空气样本收集器下表面嵌套连接，柔性软管下端放置在储液瓶内，柔性软管管壁设置有数量不等的透气孔，抗原自动监测器由取样器和检测台构成，检测台上设置有抗原检测试纸，取样器定时在储液瓶内取样并输送至抗原检测试纸进行检测；所述检测报告系统包括视觉识别系统和通讯系统，所述视觉识别系统实时监控所述检测台、空气样本收集器及其周围环境，将获取到的检测信号发送给所述通讯系统；所述通讯系统根据收到的所述检测信号，发送相应的信息到指定接收终端。

4、进一步的，所述取样器一侧安装有取样机械臂，取样机械臂包括旋转底座、驱动气缸、伸缩气缸、连接头和支撑杆，旋转底座上表面通过轴承与驱动气缸转动连接，驱动气缸上端通过气缸杆与支撑杆一端固定连接，支撑杆一侧通过螺栓与伸缩气缸固定连接，伸缩气缸的气缸杆贯穿支撑杆与连接头固定连接，连接头下端安装取样器。

5、进一步的，所述取样器包括上支撑板、下固定板、下活动板和支撑柱，所述连接头内设置有内置电机，内置电机的输出轴与一传动轴固定连接，支撑柱中心设置有与传动轴相适配的通孔，支撑柱套设在传动轴外部，传动轴与支撑柱转动连接；传动轴的底部与下活动板中心固定连接，支撑柱上下两端外壁依次与上支撑板和下固定板中心固定连接，支撑柱上端部与连接头固定连接，上支撑板、下固定板和下活动板表面分别设置有直径一致的通孔，上支撑板、下固定板对应的通孔之间固定有采样管，下活动板上表面设置有一个通孔，通过内置电机驱动传动轴转动带动下活动板旋转实现各个采样管的启用与关闭。

6、进一步的，所述上支撑板和所述下固定板之间设置有多个所述取样管，多个所述取样管围绕所述支撑柱呈圆周阵列式分布；

7、所述柔性软管上的透气孔的分布密度沿着柔性软管的上端至下端的方向逐渐增大，且所有透气孔的孔径均小于2mm；

8、所述收集风扇的下方设置有过滤网，所述收集风扇吹动的气流通过所述过滤网至所述柔性软管内。

9、进一步的，所述储液瓶的下部分呈圆柱状，所述储液瓶的上部分呈圆锥状，所述储液瓶的上部分的圆锥面上铺设有太阳能电池板，且所述太阳能电池板在所述圆锥面上围成一周；

10、所述收集风扇的旋转轴与驱动电机连接，所述驱动电机位于所述收集风扇的下侧，并与所述太阳能电池板电连接，所述太阳能电池板给所述驱动电机供电，以驱动所述收集风扇旋转。

11、进一步的，检测报告系统包括视觉识别系统和通讯系统，所述视觉识别系统实时监控所述检测台，将获取到的检测信号发送给所述通讯系统；所述通讯系统根据收到的所述检测信号，发送相应的信息到指定接收终端。

12、进一步的，所述视觉识别系统，包括：

13、数据采集单元，用于获取所述检测台、空气样本收集器及其周围环境的实时监控视频数据，并将采集到的所述实时监控视频数据主动上传至云端缓存；

14、特征点提取单元，用于基于时间数据提取所述实时监控视频数据中的重要数据段，并对所述重要数据段进行特征点提取，确定出重要数据段的数据特征；

15、其中，重要数据段包括基于时间序列的所述抗原检测试纸的监控视频数据；

16、数据匹配单元，用于将重要数据段中的特征点一一与标准数据特征点进行匹配，并根据有效数据特征对所述重要数据段进行过滤，得到目标数据；

17、标记单元，用于提取目标数据的数据特征，并基于所述数据特征对所述目标数据进行聚集整合，得到实时监控视频数据的重要数据段组，并依据数据特征提取关键词进行标记；

18、数据传输单元，用于构建视觉识别系统与通讯系统的数据传输链路，构建视觉识别系统与指定接收端的数据传输链路，并基于所述数据传输链路将所述实时监控视频数据的重要数据段组对应的关键词在所述通讯系统进行同步显示。

19、进一步的，所述数据传输单元，还包括时延监控模块，用于对数据传输链路的数据传输时间进行监控，所示时延监控模块通过以下步骤计算数据在传输过程中的总时延t：

20、t＝t1+t2+t3+t4

21、其中，t1为数据发送时延，所述数据发送时延为所述数据传输链路从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间，数据发送时延t1＝h/s，其中h为数据帧长度(b)，s为信道带宽(b/s)；

22、t2为数据传播时延，数据传播时延为电磁波在信道中传播一定的距离需要花费的时间，t2＝l/v，其中l为信道长度(m)，v为电磁波在信道上的传播速率(m/s)；

23、t3为数据处理时延，数据处理时延为主机或路由器在收到分组时进行处理需要花费的时间；

24、t4为排队时延，所述排队时延为分组在经过网络传输时，经过多个路由器，分组在进入路由器后排队的时间；

25、上述各个阶段的时延数值和总时延t实时上传至时延监控模块，当所述时延监控模块计算得出数据传输链路的数据传输时间的总时延数值和/或某个阶段的时延数值超过预设时延阀值时，发出警报提示，所述阶段包括数据发送阶段、数据传播阶段、数据处理阶段和排队阶段。

26、进一步的，所述通讯系统，包括：

27、数据读取单元，用于获取所述实时监控视频数据的重要数据段组，基于抗原测试数据库对所述实时监控视频数据的重要数据段组中的抗原检测试纸的颜色进行读取，得到颜色变化列表；

28、数据分析单元，用于对所述颜色变化列表的颜色信息进行分析，将所述颜色信息基于颜色特征分割为多个特征分块，获取每个特征分块的颜色关键词，并进行数值化处理，得到每个特征分块的类型值；

29、信号确定单元，用于根据每个情景特征分块的类型值确定每个所述目标数据文件的颜色变化曲线，基于所述颜色变化曲线确定收集到的空气从开始检测到结束检测的试纸颜色总变化值，判断所述试纸颜色总变化值是否在正常范围内，同时，基于所述试纸颜色总变化值确定对应的检测信号。

30、进一步的，所述指定接收端，包括：

31、数据展示单元，用于将获取的所述检测信号与检测结果进行匹配，得到检测信号结果，并在所述指定接收端显示所述检测信号结果，同时，确定所述检测空气是否正常；

32、预警单元，用于当接收到所述检测信号结果为异常时，生成预警报告，并获取所述异常结果对应的所述实时监控视频数据；其中，在所述检测信号结果中针对异常结果进行突出显示，并在检测信号结果中，调取异常结果对应的所述实时监控视频数据。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、1.通过收集风扇收集装置所在位置的空气样本，将空气样本通过空气样本收集器吸至柔性软管内，空气样本通过透气孔进入储液瓶内的反应液中进行反应，由取样器定时取出反应液至检测台，将反应液浸渍抗原检测试纸，通过观察抗原检测试纸的变化进行空气样本的判断，整体结构紧凑，实现公共空间空气中病毒抗原的收集、检测和自动报告，占地面积小，适合公共空间高密度部署。

35、2.通过旋转底座以固定相位转动，配合驱动气缸和伸缩气缸的高度和长度调节，带动取样器在检测台和储液瓶之间来回移动，将储液瓶内的液体输送至检测台，取样器转动至检测台上方后，下活动板转动将取样管内的取样液体与抗原检测试纸接触，抗原检测试纸对取样液体进行检测，根据抗原检测试纸检测结果判断空气是否含有病毒，提高了检测安全性与及时性，避免了二次扩散，降低感染的风险。

36、3.通过判断该设备所在的公共区域是否携带病毒，并及时进行数据的自动报告，能够自动化地精确提取抗原检测试纸检测病毒的特征，从而提升病毒检测的精度和实时性，大大减少了人工成本，降低人工劳动力，节约了病毒检测成本，通过对抗原检测试纸的变化进行有效评估，实现对公共空间是否携带病毒进行严格有效的把控，且在抗原检测试纸的评估结果出现异常时，及时对本装置所在的公共空间进行相应的封控消毒处理，提高了对公共空间的监控以及管理效果。