数字化气体发生装置及方法与流程

本发明涉及气体发生装置的技术领域，具体涉及数字化气体发生装置及方法。

背景技术：

随着移动互联网的智能移动终端的功能日益强大，电影和电视的形式也在不断地创新，人们也对智能移动终端的功能还有了更加多样化的需求,现有的智能移动终端可以模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物，人们对于其感官的要求也越来越高，尤其是虚拟嗅觉。

虚拟嗅觉是指在用户与虚拟环境的人机交互过程中，虚拟环境可让用户闻到真实气味，是虚拟现实系统的重要组成部分，是虚拟现实研究领域的热点和难点。越来越多的研究表明，虚拟嗅觉可极大地增强虚拟现实系统的感知性、沉浸性、交互性和构想性，可广泛应用于工业、医学、教育、娱乐和军事等许多领域。在娱乐方面，利用虚拟嗅觉生成装置在电影中添加独特的气味，能够认观众体验到更加与众不同的效果等等。

在现有技术中，现有的气味发生方法及装置可以产生的气味基本覆盖了人类嗅觉可以分辨出的绝大多数气味。但是，现有的气味发生器只能产生单一的气味或只能产生出厂时预设的味道，不够智能化，且不能随需求在指定的时间产生特定的味道，降低了客户的体验。

有鉴于此，急需提供一种气味更加真实、用户嗅觉体验更好且更加智能化的数字化气体发生装置及方法。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数字化气体发生装置，包括：

获取并生成应用场景相适应的气味控制指令的指令生成单元；

用于接收所述气味控制指令，并将所述气味控制指令转化成程序化控制指令，通过所述程序化控制指令从时间、浓度维度控制相应的原料挥发为气体的气味产生与控制单元；

用于混合完成所述气味产生与控制单元输入的各种气味的混合，控制输出流量并输出混合气味的气味散发单元；

以及为所述指令生成单元、气味产生与控制单元和气味散发单元提供电力的供电单元。

在上述方案中，所述指令生成单元包括与外部应用设备进行数据及指令的交换，并获取气味控制指令的通信模块。

在上述方案中，所述气味产生与控制单元包括控制模块、挥发控制模块、原料储存模块和气流控制模块；

所述控制模块与所述通信模块连接；所述控制模块接收所述通信模块发送的指令，并将所述控制指令分解为控制信号传达至与所述通信模块连接，至所述挥发控制模块、气流控制模块以及所述气味散发单元；

所述挥发控制模块分别与所述控制模块和所述原料储存模块相连接，所述挥发控制模块根据接收到的所述程序化控制指令从时间、浓度等维度控制所述原料储存模块中原料的挥发为挥发态原料；

所述气流控制模块根据接收的所述程序化控制指令，控制所述气体输入至所述气味散发单元的速度。

在上述方案中，所述气味产生与控制单元还包括用于监控原料储存模块中各原料的剩余量原料监控模块；和/或

所述原料监控模块连接用于监控所述原料储存模块原料预设量的告警模块，以及对设备工作状态的监控预警模块。

在上述方案中，所述挥发控制模块通过温度控制、喷射、超声波或激光等技术使所述原料储存模块中各种原料挥发为挥发态原料；和/或

所述气流控制模块通过阀门式技术、可变流量控制式技术、气体抽吸、气泵液泵或雾化等技术控制所述气体输入至所述气味散发单元的速度以及剂量。

在上述方案中，所述通信模块通过有线或无线等方式与外部应用设备进行数据及指令的交换。

在上述方案中，所述气味散发单元包括气体混合模块和气体输出模块；

所述气体混合模块分别与所述气流控制模块和所述气体输出模块连接；所述气体混合模块接收所述气流控制模块送入的挥发态原料，并充分混合所述挥发态原料；

所述气体输出模块为通过自然发散、可控流量发散或定向喷射气体的输出的端口。

本发明还提供了一种数字化气体发生方法，包括以下步骤：

a1、获取并生成应用场景相适应的气味控制指令；

a2、将气味控制指令转化成相应的程序化控制指令，根据程序化控制指令控制原料挥发为挥发态原料并输出；

a3、将不同输入挥发态原料混合并将混合气体输出。

在上述方法中，所述步骤s2具体包括以下步骤：

a21、将气味控制指令转化成相应的程序化控制指令；

a22、根据程序化控制指令从时间、浓度等维度控制原料的挥发；

a23、输出各生成的挥发态原料，并控制输出速度。

在上述方法中，所述步骤s3具体包括以下步骤：

a31、接收输入的挥发态原料并使所有挥发态原料充分混合；

a32、根据程序化控制指令从喷出速度、方向等方面控制混合挥发态原料的散发。

本发明通过指令交互或远程数据传输等方式，获得场景所需的气味指令，通过气味指令生成相应的气味，气味的生成由时间、浓度等维度来控制，使混合出的味道更真实，达到更好的用户体验；还可根据需求，设置指令使气体发生装置通过控制喷出气流的速度来控制散发出的气体的浓度大小。

附图说明

图1为本发明提供的数字化气体发生装置的示意图；

图2为本发明提供的数字化气体发生装置的结构框图；

图3为本发明提供的数字化气体发生方法的流程图；

图4为图3中步骤s2的具体流程的流程图；

图5为图3中步骤s3的具体流程的流程图。

具体实施方式

本发明通过指令交互或远程数据传输等方式，获得场景所需的气味指令，通过气味指令生成相应的气味，气味的生成由时间、浓度等维度来控制，使混合出的味道更真实，达到更好的用户体验；还可根据需求，设置指令使气体发生装置通过控制喷出气流的速度来控制散发出的气体的浓度大小。下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做出详细的说明。

如图1-2所示，本发明提供了一种数字化气体发生装置，包括：

获取并生成应用场景相适应的气味控制指令的指令生成单元10。

气味产生与控制单元20，接收指令生成单元10生成的气味控制指令，并将气味控制指令转化成程序化控制指令，通过程序化控制指令从时间、浓度等维度控制相应的原料挥发为气体。

气味散发单元30，用于混合气味产生与控制单元20输入的各种气味，控制输出流量并输出混合气味。

以及为上述所有单元提供电力的供电单元40。

指令生成单元10包括与外部应用设备(例如，电脑，手机，vr头盔等)进行数据及指令的交换的通信模块101，通信模块101通过有线(例如，usb数据接口)或无线(例如，蓝牙数据传输)等方式与外部应用设备(例如，电脑，手机，vr头盔等)进行数据及指令的交换，获得与应用场景相适应的气味控制指令,并发送至气味产生与控制单元20。

气味产生与控制单元20包括控制模块201、挥发控制模块202、原料储存模块203、气流控制模块204和原料监控模块205。

控制模块201与通信模块101无线相连，控制模块201将通信模块101发送的气味控制指令进行处理，转化为相应的程序化控制指令，并将生成的相应的程序化控制指令分别发送至挥发控制模块202、气流控制模块204以及气味散发单元30。

挥发控制模块202分别与控制模块201和原料储存模块203相连接，挥发控制模块202根据控制模块201的程序化控制指令使存储于原料储存模块203中的各种原料挥发成气体。挥发控制模块202可以采用温度控制、喷射技术、超声波技术、激光技术等不同方法来达到使原料储存模块204中各种原料挥发为需求浓度的挥发态原料，包括气体或其他易于散发的形态等，下面具体以气体为例来说明本装置。

挥发控制模块202根据接收到的程序化控制指令从时间、浓度等维度控制原料储存模块203中原料的挥发。

原料储存模块203可以用不同形态(涂层、液体、压缩气态、固体原料等)存储的原料。原料储存模块202与气流控制模块204相连接；原料储存模块203设计为耗材模块，可以进行填充、替换。

原料监控模块205与原料储存模块203连接，用于监控原料储存模块203中各原料的剩余量；原料监控模块205还连接告警模块211和用于对设备工作状态的监控预警模块212，告警模块211的设置是为了当原料监控模块205监控到原料储存模块203中的任意一原料低于预设量时，将会通过警报、闪烁或其他提示方式提醒用户或工作人员原料不足，需添加对应的原料。

气流控制模块204根据控制模块201发送的程序化控制指令，控制挥发控制模块202挥发形成的气体输入至气味散发单元30的速度以及剂量，从而达到对进入气味散发单元30中各类原料气体的配比浓度的控制，可根据运用场景的需求混合出更加真实的气味，使用户得到更好的虚拟体验。气流控制模块可以采用阀门式、可变流量控制式、气体抽吸、气泵液泵、雾化散发等技术实现。

气味散发单元30包括气体混合模块301和气体输出模块302。

气体混合模块301为容腔，分别与气流控制模块204和气体输出模块302连接；气体混合模块301接收气流控制模块204送入的各种气体，使所有进入的各种气体充分混合(根据特定需求，完成一种或多种气体的混合)；根据应用场景的需求，气体混合模块301具备内部气体可进行非排放式清空以及清洗，以便因需求需重新接受新气体混合的功能。

气体输出模块302为气体输出的端口。气体输出模块302根据应用场景，可采用自然发散、可控流量发散、定向喷射等方式控制混合气体的散发。控制模块201负责对输出模块发出相应指令，使气体输出模块302在某些场景下，具备对环境气体的净化能力，以便在气味变化时，对环境气体进行除味(例如，在vr头盔场景下，对鼻部气体进行清空)。

控制模块201为设备的中央控制模块，从通信模块101接受控制指令，将控制指令分解为控制信号传达至挥发控制模块202、气流控制模块204和气体输出模块302，从而实现设备按指令工作。

供电模块40为整个装置提供电力。可根据应用场景的需求采用usb电源、手机接口、独立电源、电池(蓄电池)等方式进行供电。

本装置可作为独立终端存在，也可作为内嵌式模块集成于其他设备中。

下面具体说明本发明提供的装置工作原理：

外部应用设备将根据场景需求生成数据及指令并发送至通信模块101，通信模块101将接收到的数据及指令转换为控制模块201可识别的气味控制指令发送至控制模块201；控制模块201将数据及指令转换为相应的程序化控制指令，并分别将对应的程序化控制指令发送至挥发控制模块202、气流控制模块204以及气味散发单元30。

挥发控制模块202根据接收到的相应的程序化控制指令从挥发的速度、浓度和挥发的时间顺序等方面控制存储于原料储存模块203中的各种原料挥发，同时气流控制模块204根据控制模块201发送的程序化控制指令，从时间、浓度等维度控制挥发控制模块202挥发形成的气味进入气体混合模块301，使进入气体混合模块301中各类(一种或多种)的混合均匀后，气体输出模块302根据接收到的相应的程序化控制指令从喷出速度、方向等方面控制混合气体的散发。

例如，用户在影院观看3d电影时，其中的场景由远至近走向一片玫瑰园，且伴有微风；此时，首先通信模块101将会接收到与本应用场景相适应的气味控制指令，并传送至控制模块201转外为程序化控制指令，挥发控制模块202根据控制模块201的程序化控制指令使存储于原料储存模块203中的各种原料挥发并输入至气体混合模块301中混合形成玫瑰香味的气体，由于场景是由远至近走向玫瑰园，因此挥发控制模块202将控制原料储存模块203的原料随时间变化挥发的浓度越来越浓，同时，气流控制模块204控制各原料输入至气体混合模块301也将越来越快，最后，由于场景中伴随微风，因此气体输出模块302将根据控制模块201发送的指令可变流量控制式第喷出玫瑰味气体。

如图3所示，本发明还提供了一种数字化气体发生方法，包括以下步骤：

s1、获取并生成应用场景相适应的气味控制指令。

s2、将气味控制指令转化成相应的程序化控制指令，根据程序化控制指令控制原料挥发为挥发态原料并输出，挥发态原料包括气体或其他易于散发的形态等，下面具体以气体为例来说明本方法。

具体包括以下步骤：

s21、将气味控制指令转化成相应的程序化控制指令。

s22、根据程序化控制指令从时间、浓度等维度控制原料的挥发。为了使气味的变化趋势实现程序化控制，本方法也提出了对气味的数字化表述，从而实现气味指令的数字化传输，气味的数字化定义具体如下：

设发生方法是基于n种原料的调香技术，对一个时间维度上的一种味道的变化，可用下面数字矩阵表述：

其中，矩阵中的个参数的意义为：

oi为定义的原料；

di为该原料需要达到的浓度；

sti为该原料开始挥发时间；

eti为该原料结束挥发的时间；

ci为保留的可拓展参数(可以因应用场景需要加入其它控制参数)；

s23、输出各生成的气体，并控制输出速度达到控制输出气体浓度的效果。

s3、将不同输入气体混合并将混合气体输出。具体包括以下步骤：

s31、接收输入的气体并使所有气体充分混合。

s32、根据程序化控制指令从喷出速度、方向等方面控制混合气体的散发。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。