[发明专利]一种用于测量衣的可穿戴纳米传感器及其测量系统

说明书

本发明提供了一种用于测量衣的可穿戴纳米传感器及其测量系统，其中传感器包括：纳米纤维布料和穿织在纳米纤维布料上的若干并行的纳米纤维，纳米纤维布料由涂覆有聚四氟乙烯的纳米纤维编织而成，纳米纤维为涂覆有涂覆有导电碳纳米管的纤维。测量系统包括若干用于测量衣的可穿戴纳米传感器、基底衣、采集系统和APP软件。本发明采用纤维交织而成的可穿戴传感器，可直接嵌入到测量衣里面，避免了需要专业人士进行传感器的安装。采用上述传感器的测量系统可输出人体参数，人体参数可用于健康提醒、规划，或可用于试衣系统，方便人们在挑选服装时选择合适自己的尺寸。

技术领域

本发明涉及可穿戴传感器技术领域，涉及一种用于测量人体参数的可穿戴纳米传感器及其测量系统。

背景技术

虚拟现实技术是20世纪发展起来的实用性技术，结合传感器、电子信息、仿真技术于一体。其基于人体建模，借由传感器设备来实现操作者与虚拟人物动作的同步，通过计算机实现虚拟场景的生成，给予人一种真实的效果。其中，人体建模最重要的就是人体身体的数据。目前普遍的测量方式还是人工测量，不同的人或不同的测量工具都会产生不同的测量结果，并且过程十分的复杂，精度也不高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于测量衣的可穿戴纳米传感器及其测量系统，设计了一种用于测量衣上的传感器，能嵌入到测量衣上，避免专业人士安装传感器。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于测量衣的可穿戴纳米传感器，包括：纳米纤维布料和穿织在纳米纤维布料上的若干并行的纳米纤维，所述纳米纤维布料由涂覆有聚四氟乙烯的纳米纤维编织而成，所述纳米纤维为涂覆有导电碳纳米管的纤维。

进一步的，所述纤维为用硝酸处理后的棉线。

本发明还提供了一种应用可穿戴纳米传感器的测量系统，包括若干用于测量衣的可穿戴纳米传感器、基底衣、采集系统和APP软件，所述可穿戴应变传感器固定在基底衣各测量部位上，用于输出应变信息；所述采集系统用于采集可穿戴应变传感器的信息并进行处理；所述APP软件用于显示测量信息以及信息存储。

进一步的，所述采集系统包括微处理器，所述微处理器与若干用于测量衣的可穿戴纳米传感器通过绝缘导电线连接。

进一步的，所述微处理器采用AdaFruit Flora开发板，通过I2C连接至传感器。

本发明还提供了上述测量系统的测量方法，包括如下步骤：

(1)测量衣的标定步骤：将标准人体模型的身体数据作为标准，将测量衣穿到标题人体模型上，记录此时的电势差V₀以及标准人体模型的身体参数，作为“0”基准；再将测量衣穿到不同身体参数的人体模型上，记录此时的电势差以及模型的身体参数；将记录的数据以电势差V_i—形变Δx为X-Y轴制作曲线表，以最小二乘法进行曲线拟合；将标准曲线表保存至智能手机的APP中，以便后续的测量计算以及结果显示；

(2)测量步骤：将测量衣穿到人体上，各个测量部位根据应变传感器的形变产生不同的电势差，待电势差稳定时，微控制器多路采集各个测量部位的压变传感器的电势差V_i，经过前置电路处理电压信号，并通过蓝牙无线传送给智能手机APP端；处理完后的数字信号送入APP后，APP计算电势差ΔV，与标准曲线表进行对比查找与电势差相应的形变Δx_i，计算实际的身体参数，最后通过APP界面显示人体参数。

进一步的，所述前置电路包括滤波电路、放大电路、数模转换电路，滤波电路用于滤去噪声信号，放大电路；所述前置电路包括滤波电路、放大电路、数模转换电路，滤波电路用于滤去噪声信号，放大电路用于放大电压信号，数模转换电路用于将模拟信号转换成数字信号。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：