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，采用材料、紡織、服裝等領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)，將檢測、處理、存儲、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，實時采集信號，處理、存儲和傳輸數(shù)據(jù)，實現(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。可穿戴計算、傳感器網(wǎng)絡(luò)和信息融合分別為智能服裝提供了計算平臺、感知通信平臺和決策分析手段，使得智能服裝緊密圍繞人體這一中心，形成一個獨特的研究領(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、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)智能服裝的實際需求，設(shè)計了基于分層的智能服裝體系結(jié)構(gòu)，給出了平臺的設(shè)計思想與法則，以及具體的設(shè)計方案。接著針對智能服裝的基本應(yīng)用：人體生理監(jiān)測，進(jìn)行了硬件設(shè)計和生理信號處理模塊設(shè)計。然后，采用分布式計算任務(wù)調(diào)度多目標(biāo)優(yōu)化的遺傳算法，實現(xiàn)系統(tǒng)低功耗、實時性和計算均衡等性能要求。
　　 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無線個域網(wǎng)技術(shù)引入到嵌入服裝的通信平臺構(gòu)架中，通過對面向健康監(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)計基于IEEE802.15.4的嵌入服裝的體域無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，確定了其節(jié)點部署、網(wǎng)絡(luò)工作頻段、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和媒體訪問模式等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制。并通過仿真證明其可行性。
　　 接著，探討一種能利用嵌入在智能服裝中的全天候?qū)崟r采集的人體各種生理信號、活動信號和環(huán)境信號，形成綜合分析

5、決策的方法和體系。對人體健康、運動狀態(tài)和環(huán)境特征進(jìn)行分析判斷，利用模糊綜合評價的方法，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針對健康及運動風(fēng)險的綜合評估模型。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，完善了評估模型。最后通過實例驗證了模型的有效性。
　　 最后，針對“亞健康”這一普遍關(guān)心的人類身心健康問題，由于其復(fù)雜的表現(xiàn)形式，兼具主觀模糊的特點，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，通過分布式計算平臺處理信號提取特征，建立了基于生理信息融合的亞健康評估模型，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)庫數(shù)據(jù)，對算法進(jìn)行了驗證，并對運行結(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題提供一個新的解決思路。
　　 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