[发明专利]一种基于D型塑料光纤的人体运动状态监测系统

权利要求书

1.一种基于D型D型塑料光纤的人体运动状态监测系统，其特征在于：所述监测系统包括D型塑料光纤（2）、光源-光接收模块（3）、信号采集及无线传输模块（5）和终端设备（6）；

所述D型塑料光纤（2）包括对其进行侧抛处理后的传感区域（201）、输入端（202）和输出端（203）；

所述光源-光接收模块（3）为集成有光源模块和光接收模块的PCB板；

所述输入端（202）与所述光源-光接收模块（3）的光源模块连接，所述输出端（203）与所述光源-光接收模块（3）的光接收模块连接，所述光源-光接收模块（3）与所述信号采集及无线传输模块（5）通过导线（4）连接，所述信号采集及无线传输模块（5）将采集的信号发送至所述终端设备（6）。

2.根据权利要求1所述的一种基于D型塑料光纤的人体运动状态监测系统，其特征在于：所述信号采集及无线传输模块（5）为集成有用于A/D数据采集模块和蓝牙传输模块的PCB板，所述A/D数据采集模块用于采集所述光源-光接收模块（3）的电压信号，所述蓝牙传输模块将采集的信号通过无线传输的方式发送给所述终端设备（6）。

3.根据权利要求2所述的一种基于D型塑料光纤的人体运动状态监测系统，其特征在于：所述终端设备（6）中装有分析处理软件，所述分析处理软件对接收到的数据进行分析处理。

4.根据权利要求2所述的一种基于D型塑料光纤的人体运动状态监测系统，其特征在于：所述终端设备（6）为计算机或移动设备，用于根据接收的数据判断用户的运动状态。

5.根据权利要求4所述的一种基于D型塑料光纤的人体运动状态监测系统，其特征在于：所述移动设备可以是手机、平板电脑，但不限于手机或平板电脑。

6.根据权利要求1~5中任意一项权利要求所述的一种基于D型塑料光纤的人体运动状态监测系统，其特征在于：所述D型塑料光纤（2）的外径Φ1为1.2~1.5mm，纤芯直径Φ2为0.9~1.1mm。

7.根据权利要求1~5中任意一项权利要求所述的一种基于D型塑料光纤的人体运动状态监测系统，其特征在于：所述传感区域（201）侧抛长度L为1~6cm，侧抛深度h为0.2~0.8mm。

8.根据权利要求1~5中任意一项权利要求所述的一种基于D型塑料光纤的人体运动状态监测系统，其特征在于：所述传感区域（201）缝制于环形弹性织物（1）中部，所述环形弹性织物（1）用于穿戴于人体各个关节处，可根据不同关节大小调整所述环形弹性织物（1）的大小，使之在人体关节处不发生滑落。

9.根据权利要求2~5中任意一项权利要求所述的一种基于D型塑料光纤的人体运动状态监测系统，其特征在于，所述监测系统通过以下方法监测人体的运动状态：当所述塑料光纤传感区域（201）发生弯曲形变时，敏感区域向外弯曲，由于该区域没有包层，会产生大量的损耗，导致所述输出端（203）输出的光强减小，从而导致所述光源-光接收模块（3）输出的电压信号发生变化；所述A/D数据采集模块采集所述光源-光接收模块（3）变化的电压信号，所述蓝牙传输模块采集的电压信号通过无线传输的方式发送给所述终端设备（6），所述终端设备（6）中装有分析处理软件，分析处理软件对接收到的数据进行分析处理，分析处理的步骤为：

（1）对接收到的数据进行预处理，预处理包括去基线、去噪声、归一化及信号分割；

（2）对预处理后的信号从时域、频域进行特征提取；

（3）用机器学习或深度学习的算法对提取的特征向量进行训练及预测，实现对人体运动状态的识别。