便携式智能服装舒适性测量系统及评价方法的研究

发布时间：2021-05-23 04:05

　　智能服装作为智能穿戴中一个重要的分支,已经被应用于健康监护、军工等诸多领域,可以实时监控穿着者的身体状况或者在进行特殊工作时保护人体。随着智能服装的应用范围愈加广泛,数量也越来越多。服装压力、人体与服装间的温湿度和穿着者心率是服装舒适度评估的重要指标,研发一个能够同时采集这四种参数的测量系统与基于这四种参数的服装舒适性评价方法具有很重要的应用价值。本文设计的系统利用电池供电、低功耗芯片MSP430F149作为主控芯片、ADS1192作为心电信号的采集转换芯片,使用低功耗蓝牙进行无线通讯,由LabVIEW上位机将采集到的传感器数据进行实时显示。选择30名被试者,测量人体不同动作下的四种参数。运用经验模态分解对采集到的心电信号进行噪声滤除,自适应阈值检测算法提高R波检测效率。利用基于改进核函数的模糊C-均值聚类与支持向量机相结合的方法,对人体所受服装压力平均值、压力极差、温度极差、湿度极差和心率变化率进行智能化的聚类分析,并利用聚类结果对支持向量机进行训练,建立舒适性评价模型。研究结果表明,系统具有低耗能和便于携带等特点。选择的薄膜压力传感器拟合曲线线性度达0.9989,服装压力与输出电压... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 智能服装的定义
    1.2 智能服装的发展历史
    1.3 智能服装的舒适性
        1.3.1 湿热舒适性
        1.3.2 接触舒适性
        1.3.3 观感舒适性
    1.4 国内外研究现状
    1.5 研究意义
    1.6 本章小结
第二章 采集系统的设计与实现
    2.1 硬件选择
        2.1.1 传感器的选择
        2.1.2 主控芯片的选择
        2.1.3 低功耗传输技术
    2.2 系统总体设计
    2.3 硬件层设计
        2.3.1 压力、温湿度采集模块
        2.3.2 心电采集模块
        2.3.3 无线传输电路
    2.4 驱动层设计
    2.5 应用层设计
        2.5.1 上位机程序的编写
        2.5.2 心电信号巴特沃斯函数滤波器的设计
        2.5.3 上位机界面
    2.6 系统实物图
    2.7 本章小结
第三章 压力、温湿度实验设计与结果分析
    3.1 压力实验设计与结果分析
        3.1.1 薄膜压力传感器的标定
        3.1.2 实验方案的设计
        3.1.3 压力实验结果与分析
    3.2 温湿度实验设计与结果分析
        3.2.1 实验过程设计
        3.2.2 结果分析
    3.3 本章小结
第四章 心电信号实验设计与结果分析
    4.1 心电信号的处理
        4.1.1 EMD算法的基本原理
        4.1.2 R波检测
    4.2 实验设计与信号处理
    4.3 实验结果分析
    4.4 本章小结
第五章 服装舒适性的智能分类和识别
    5.1 基于核函数的模糊C-均值聚类算法
    5.2 基于支持向量机的数据分类原理
    5.3 舒适度实验与分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
发表论文与科研情况
附录
    附录1 部分实验过程中采集到的数据
致谢



本文编号：3202249