集成柔性針織傳感器的智能監(jiān)測無縫內(nèi)衣研發(fā).pdf

1、傳統(tǒng)的用來監(jiān)測呼吸和心跳設(shè)備具有體積龐大、操作麻煩、使用地點有局限性、沒有及時性等缺點，所以有很多的智能監(jiān)測服裝應(yīng)運而生，不過大多都是相對獨立的服裝與獨立傳感器的組合，為了更加方便人們隨時隨地監(jiān)測人體的呼吸和心跳，本課題旨在研制一套集成柔性針織傳感器的智能無縫內(nèi)衣，能夠做到服裝與傳感器的合二為一。
　　課題中柔性針織傳感器采用鍍銀錦綸導(dǎo)電紗線以提花添紗技術(shù)編織而成，屬于電阻式的傳感器，即將心跳和呼吸轉(zhuǎn)化成導(dǎo)電紗線線圈電阻的變化。為

2、了滿足電阻式傳感器對于服裝與傳感器貼合性的要求，本課題選擇了針織無縫成形技術(shù)制作智能監(jiān)測服裝。本文主要開展了如下研究工作：
　　(1)首先對柔性針織傳感器傳感性能的可行性進(jìn)行了研究，通過定伸長拉伸試驗?zāi)M穿著過程中的心跳和呼吸作用，得到柔性傳感器電阻與伸長變形的關(guān)系，分析得出其線性度、靈敏度和重復(fù)性都滿足了作為傳感器的要求。
　　(2)智能監(jiān)測無縫內(nèi)衣的款式設(shè)計在滿足功能性要求的基礎(chǔ)上力求簡單，選擇了無縫背心。柔性傳感器根據(jù)

3、其監(jiān)測呼吸和心跳生理參數(shù)的不同選擇了不同的編織位置和編織面積（即橫列數(shù)和縱行數(shù)）。對于數(shù)據(jù)的線輸出，做了服裝化處理。
　　(3)實際穿著過程中，柔性傳感器的密度、面積和位置是影響傳感性能的三個重要因素，所以本課題針對這三個因素展開了一系列對比試驗，以優(yōu)化和完善服裝的監(jiān)測性能。通過測試四種不同密度下柔性傳感器監(jiān)測心跳的功能，分析得出密度為 N30時，監(jiān)測心跳功能較好，但此時數(shù)據(jù)未能反映出心跳頻率。在織物密度為N30的基礎(chǔ)上，對傳感器

4、的橫列數(shù)做了一些改變，通過測試四種不同橫列數(shù)的柔性傳感器的心跳監(jiān)測功能，對比得出橫列數(shù)為10的傳感器更適合用來監(jiān)測心跳。在織物密度為N30，橫列數(shù)為10的基礎(chǔ)上，對傳感器的縱行數(shù)做了一定改變，通過測試三種不同縱行數(shù)的傳感器的心跳監(jiān)測功能，發(fā)現(xiàn)縱行數(shù)的變化并沒有給數(shù)據(jù)帶來顯著的變化。之后對數(shù)據(jù)進(jìn)行了濾波處理，發(fā)現(xiàn)織物密度為N30、橫列數(shù)為10、縱行數(shù)為60的柔性傳感器的監(jiān)測性能最佳，基本可用來表征心跳頻率。在胸部和腹部分別編織了同樣大小的