摘要：在劳动保护领域,实时监测劳动者的生理健康状态受到越来越多的关注。因呼吸中包含大量生理学信息,开发具有传感功能的可穿戴设备用于监测佩戴者呼吸状态成为研究热点。传统的商用呼吸监测装置价格昂贵、体积大、不易携带,限制了其在一线生产场所的使用,例如高粉尘质量浓度的矿山作业环境。为此,基于聚偏氟乙烯(PVDF)的压电性能,利用静电纺丝技术制备出具有传感性能的柔性PVDF纳米纤维膜,将高透气性碳纤维毡与PVDF纳米纤维膜设计为具有三明治结构的传感模块并嵌入到口罩中。传感模块将呼吸气流产生的机械能转化为电能,通过对电信号数据的采集和分析,完成对呼吸强度和呼吸频率的实时监测。结果表明:嵌有传感模块的口罩在不同呼吸状态下产生的压电信号有明显差异,在低强度(15 L/min)、中强度(50 L/min)和高强度(85 L/min)3种呼吸状态下,输出压电电压峰值分别为300、700、1100 mV,电压峰值出现频率分别为18、16、14次/min。因此,基于压电信号电压峰值及其出现频率的分析,可以实现佩戴者呼吸强度和呼吸频率等呼吸参数的实时监测。此外,研究通过XRD、FT-IR、TG等分析方法确定了PVDF纳米纤维膜的压电性与其β相晶体含量有关,为进一步改善PVDF纳米纤维膜的压电性能提供了依据。研发的具有传感功能的口罩可用于矿山工人劳作状态的实时呼吸监测,在工人工作状态异常时反馈给管理人员以便于及时采取处理措施。

摘要：为减小人体运动时搭载于紧身服装上的传感模块与人体皮肤间的滑移,采用数值模拟仿真的方法对服装进行了优化设计。首先,利用逆向工程软件Geomagic Studio,建立了人体上半身和无袖紧身服装实体模型;其次,根据紧身服装的款式及各区域皮肤变形范围,对无袖紧身服装进行了裁剪分片设计;最后,以跑步时人体的运动状态为例,利用ANSYS Workbench有限元分析平台,研究了当不同弹性面料组合成服装时传感模块装配点相对皮肤的位置变化。结果显示,当前片和后片选择弹性较好的面料、肩膀和侧边片选择弹性较差的面料时,传感模块与人体皮肤之间的滑移量较小。

摘要：本文提出一种设计构想,以智能硬件设备为基础,设计开发一种篮球运动姿态智能传感模块。将该传感模块嵌入篮球内部,建立起篮球与网络之间的联系,可以记录、对比、分析篮球运动数据,实现篮球运动的数字化、可视化。设计的主要思路是在篮球内置9轴传感器和基于蓝牙的传输管理芯片,将篮球的运动姿态进行实时监测,并通过蓝牙模块传输到手机端,配套开发一套数字化篮球训练App,就可在手机端记录并显示篮球的运动数据。

摘要：由于人们生活节奏的加快和生活压力的增大,人体体质健康越来越受到重视。为了使人们更为直观地关注自身的体质健康,文章设计了一款基于STM32单片机的人体体质监测系统。系统以STM32单片机作为主控制模块,通过血氧传感器模块、脉搏心率测量模块、体温测量模块,分别对心率、血氧、体温等人体体质参数进行监测,并通过蓝牙模块实现无线传输功能,将测量的数据传送到手机上。利用该系统,用户既可以在液晶显示屏上查看体质数据,也可以在手机App上了解到自身的体质参数。经实验测试,该系统运行平稳、工作正常,符合设计要求。

摘要：针对目前宠物消费市场中管理设备功能单一以及紧急情况下无法向宠物主人及时报告消息的问题,提出了一种新型宠物报警系统。该系统是以STM32芯片为基础的控制系统,搭载温湿度感应器、心率血氧传感器等外部元件对数据进行采集并处理,系统运行中通过刷新数据并与安全数值比对,进行数值监控及报警,最终将数据实时上传至OneNET物联网平台。实验结果显示,该系统方便用户实时查看分析,具有良好的实际应用价值。

摘要：根据智能护理装置的性能,设计了以ATmega128为主控制器的控制系统。在硬件方面,综合考虑性能、成本和安装等因素,设计了大便检测模块、尿液检测模块、气压监测模块、水位检测模块和温度检测模块等。在软件方面,为了提高程序运行的稳定性和准确性,运用了模块化的设计思想。通过实际的测试,表明控制系统运行精准、稳定,满足了护理要求,并在进一步做推广应用。