面向智能服裝的體域傳感器網(wǎng)絡(luò)信息融合研究.pdf

1、將電子信息技術(shù)嵌入人體時(shí)刻穿著的服裝中，一方面賦予服裝除保暖、美觀外的更多的功能，另一方面也將改變信息系統(tǒng)原來(lái)的面貌，使之以一種前所未有的方式緊密地、方便地服務(wù)于我們的身邊。智能服裝以信息技術(shù)與服裝的結(jié)合為出發(fā)點(diǎn)，采用材料、紡織、服裝等領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)，將檢測(cè)、處理、存儲(chǔ)、通信和輸入輸出等電子元器件進(jìn)行微型化、柔性化，并植入服裝內(nèi)，在不影響服裝穿著舒適性的條件下，實(shí)時(shí)采集信號(hào)，處理、存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用功能，向用戶提供智能分析決策支

2、持和反饋控制功能?？纱┐饔?jì)算、傳感器網(wǎng)絡(luò)和信息融合分別為智能服裝提供了計(jì)算平臺(tái)、感知通信平臺(tái)和決策分析手段，使得智能服裝緊密圍繞人體這一中心，形成一個(gè)獨(dú)特的研究領(lǐng)域，具有十分重要的理論研究意義和應(yīng)用前景。
　　 首先，論文系統(tǒng)地闡述了智能服裝以及相關(guān)領(lǐng)域最新研究成果。介紹了目前智能服裝在硬件平臺(tái)、軟件結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及信息處理分析等方面的研究現(xiàn)狀。并介紹了生理信息處理和多源信息融合的主要方法。
　　 其次，從智能服裝系統(tǒng)

3、復(fù)雜性，需適應(yīng)多變的應(yīng)用和人體這一特點(diǎn)出發(fā)，闡述構(gòu)建這種系統(tǒng)的方法論，進(jìn)而結(jié)合面向生理監(jiān)護(hù)智能服裝的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了基于分層的智能服裝體系結(jié)構(gòu)，給出了平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想與法則，以及具體的設(shè)計(jì)方案。接著針對(duì)智能服裝的基本應(yīng)用：人體生理監(jiān)測(cè)，進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和生理信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì)。然后，采用分布式計(jì)算任務(wù)調(diào)度多目標(biāo)優(yōu)化的遺傳算法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低功耗、實(shí)時(shí)性和計(jì)算均衡等性能要求。
　　 再次，智能服裝需要一種靈活低功耗的通信機(jī)制，來(lái)有效地傳輸傳

4、感數(shù)據(jù)和系統(tǒng)控制信息。論文將低功耗IEEE802.15.4無(wú)線個(gè)域網(wǎng)技術(shù)引入到嵌入服裝的通信平臺(tái)構(gòu)架中，通過(guò)對(duì)面向健康監(jiān)護(hù)的生理傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸需求分析，設(shè)計(jì)基于IEEE802.15.4的嵌入服裝的體域無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，確定了其節(jié)點(diǎn)部署、網(wǎng)絡(luò)工作頻段、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和媒體訪問(wèn)模式等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制。并通過(guò)仿真證明其可行性。
　　 接著，探討一種能利用嵌入在智能服裝中的全天候?qū)崟r(shí)采集的人體各種生理信號(hào)、活動(dòng)信號(hào)和環(huán)境信號(hào)，形成綜合分析

5、決策的方法和體系。對(duì)人體健康、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和環(huán)境特征進(jìn)行分析判斷，利用模糊綜合評(píng)價(jià)的方法，結(jié)合層次分析法，從定性和定量相結(jié)合的角度建立了一個(gè)針對(duì)健康及運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的綜合評(píng)估模型。并利用灰系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)分析法，使模型能適應(yīng)不同人體的特殊情況，完善了評(píng)估模型。最后通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了模型的有效性。
　　 最后，針對(duì)“亞健康”這一普遍關(guān)心的人類身心健康問(wèn)題，由于其復(fù)雜的表現(xiàn)形式，兼具主觀模糊的特點(diǎn)，使得亞健康的診斷技術(shù)發(fā)展緩慢，提出了一種新穎的基于智能

6、服裝的多生理參數(shù)融合綜合量化分析方法。利用嵌入智能服裝的生理傳感器感知人體生理信號(hào)，通過(guò)分布式計(jì)算平臺(tái)處理信號(hào)提取特征，建立了基于生理信息融合的亞健康評(píng)估模型，采用主成分分析法進(jìn)行特征降維，并基于亞健康診斷生理數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證，并對(duì)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行了分析。提出的方法將為解決智能服裝進(jìn)行面向應(yīng)用的多源信息融合問(wèn)題提供一個(gè)新的解決思路。
　　 本文研究的面向智能服裝的體域傳感器網(wǎng)絡(luò)信息融合課題旨在建立低功耗柔性人體生命信息感