【摘要】：針對(duì)目前可穿戴智能運(yùn)動(dòng)鞋集成系統(tǒng)功耗大、功能單一、柔性傳感元件成熟度不高、步態(tài)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度低、用戶(hù)交互頻率不高等問(wèn)題,本課題對(duì)柔性壓阻壓電力敏傳感器復(fù)合技術(shù)、力敏傳感器與MEMS九軸運(yùn)動(dòng)傳感數(shù)據(jù)融合、微信物聯(lián)接入等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出可穿戴微信互聯(lián)的復(fù)合傳感智能鞋系統(tǒng),接入微信硬件平臺(tái),搭建用戶(hù)交互網(wǎng)頁(yè)前端與后臺(tái),實(shí)現(xiàn)步數(shù)步頻、運(yùn)動(dòng)距離、能耗、人體姿態(tài)、跳躍情況、足底受力情況等多運(yùn)動(dòng)參數(shù)在微信HTML網(wǎng)頁(yè)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示。為了實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo),本論文主要從以下五個(gè)方面開(kāi)展研究工作:器件性能分析與復(fù)合傳感集成硬件電路設(shè)計(jì):制備并對(duì)比分析圓電極與叉指電極結(jié)構(gòu)的壓阻力敏傳感器,優(yōu)選符合系統(tǒng)需要的力敏傳感器、MEMS多軸運(yùn)動(dòng)傳感器與主控芯片,并進(jìn)行復(fù)合傳感集成硬件樣機(jī)的設(shè)計(jì)、焊接與調(diào)試。柔性壓阻壓電力敏傳感器復(fù)合校正:針對(duì)壓阻傳感器零點(diǎn)漂移與動(dòng)態(tài)性能不佳的問(wèn)題,研究壓電傳感器對(duì)壓阻傳感器進(jìn)行零點(diǎn)和高頻響應(yīng)的校正算法。復(fù)合力敏傳感器與九軸運(yùn)動(dòng)傳感器融合姿態(tài)分析:將復(fù)合力敏傳感器與九軸傳感器中加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的算法研究,由此得到更豐富、準(zhǔn)確度更高的人體運(yùn)動(dòng)參數(shù)輸出。微信硬件平臺(tái)接入:硬件端通過(guò)AirSync協(xié)議進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)傳輸服務(wù)的特性配置,實(shí)現(xiàn)硬件與微信APP的連接,應(yīng)用端通過(guò)設(shè)備接入接口協(xié)議與JSAPI來(lái)實(shí)現(xiàn)公眾號(hào)HTML5網(wǎng)頁(yè)、后臺(tái)服務(wù)器與微信APP數(shù)據(jù)通道的連通。公眾號(hào)HTML5前端界面設(shè)計(jì):將公眾號(hào)HTML5網(wǎng)頁(yè)前端分成運(yùn)動(dòng)記錄、人體姿態(tài)、腳底受力以及用戶(hù)設(shè)置四大模塊進(jìn)行界面設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)多參量的人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示,給用戶(hù)提供良好的交互體驗(yàn)。本論文設(shè)計(jì)的可穿戴微信互聯(lián)的復(fù)合傳感智能鞋系統(tǒng)具有功耗低、功能豐富、零點(diǎn)漂移小、動(dòng)態(tài)性能佳、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高的特性?xún)?yōu)勢(shì),并通過(guò)接入微信硬件平臺(tái),免應(yīng)用安裝就可在微信公眾號(hào)頁(yè)面直接與設(shè)備進(jìn)行交互,提供方便快捷實(shí)時(shí)的用戶(hù)體驗(yàn)。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP212;TP311.56
【圖文】：

戴概念最早的實(shí)現(xiàn)者，并由此拉開(kāi)了可穿戴設(shè)備面業(yè)研究院的《2016-2021 年中國(guó)可穿戴設(shè)備行業(yè)市》數(shù)據(jù)顯示[1]，2015 年，我國(guó)可穿戴智能設(shè)備出貨量，如圖 1-1 所示。廠家的賣(mài)力、創(chuàng)業(yè)的泛濫、群眾瀾，智能可穿戴設(shè)備市場(chǎng)在 2015 年經(jīng)歷了爆發(fā)式的的認(rèn)識(shí)同樣也在迅速提高。便捷和智能都是符合可戴智能設(shè)備作為大數(shù)據(jù)應(yīng)用的切入點(diǎn)，在智能網(wǎng)絡(luò)和感知信息。一系列智能生態(tài)系統(tǒng)已逐漸成型，如戴智能設(shè)備是最接近人的智能設(shè)備，在承擔(dān)收集用扮演著控制終端的角色，可穿戴智能設(shè)備被認(rèn)為會(huì)樣，必定是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

的銷(xiāo)售增長(zhǎng)率開(kāi)始放緩，雖然消費(fèi)者對(duì)于可穿戴智能設(shè)備有一定的興趣，對(duì)可穿戴智能設(shè)備仍然持觀望態(tài)度，覺(jué)得并不是剛需，雖然銷(xiāo)量仍然在上費(fèi)者的追捧已經(jīng)不再那么熱烈。目前，可穿戴智能設(shè)備在功能技術(shù)和用戶(hù)均處于相對(duì)初級(jí)階段，可穿戴智能設(shè)備還需要進(jìn)行更大的創(chuàng)新突破，以滿(mǎn)的體驗(yàn)需求；消費(fèi)者也需要時(shí)間來(lái)理解與接受可穿戴智能設(shè)備，未來(lái)，構(gòu)態(tài)系統(tǒng)將還有很長(zhǎng)的路要走。如圖 1-2 所示，目前的可穿戴智能設(shè)備通常作為手機(jī)輔助設(shè)備出現(xiàn)，其中是智能手環(huán)與智能手表，兩者占據(jù)可穿戴智能設(shè)備全球 90％以上的出貨量大廠商都開(kāi)始重新探索市場(chǎng)，尋求新的市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn)，而此時(shí)市場(chǎng)相對(duì)空白動(dòng)鞋開(kāi)始受到關(guān)注。目前，角逐可穿戴智能鞋領(lǐng)域的公司不僅僅是創(chuàng)業(yè)公das、Google、Nike、李寧、361°、幻橙、雙馳、云朵、完美等傳統(tǒng)鞋企、頭、國(guó)內(nèi)外各種知名不知名的企業(yè)都在參與智能鞋領(lǐng)域的嘗試[2]，不斷地領(lǐng)域探索，希望在這個(gè)最接近人體的產(chǎn)品中發(fā)掘出潛在的商機(jī)。

合技術(shù)、力敏傳感和 MEMS 9 軸傳感數(shù)據(jù)融合、微信物聯(lián)接入等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究，設(shè)計(jì)出一種可穿戴微信互聯(lián)的復(fù)合傳感智能鞋系統(tǒng)�？纱┐魑⑿呕ヂ�(lián)的復(fù)合傳感智能鞋系統(tǒng)總體方案架構(gòu)如圖 2-1 所示。針對(duì)壓阻傳感器的橡膠基體蠕變變形量大，遲滯性大，導(dǎo)致零點(diǎn)漂移、動(dòng)態(tài)性能不佳等問(wèn)題，本系統(tǒng)利用 PVDF 柔性壓電傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，靈敏度高，無(wú)靜態(tài)響應(yīng)的特性[16]，對(duì)壓阻傳感器進(jìn)行零點(diǎn)和高頻響應(yīng)的校正。本系統(tǒng)使用 MEMS 多軸運(yùn)動(dòng)傳感器替代傳統(tǒng)智能計(jì)步鞋單一的三軸加速度傳感器方案，并配合柔性壓阻壓電力敏傳感進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，可提供數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度更高、功能更豐富的應(yīng)用體驗(yàn)。而針對(duì)傳統(tǒng)智能鞋系統(tǒng)的使用需要用戶(hù)下載安裝應(yīng)用程序 APP，存在用戶(hù)對(duì) APP 使用頻率不高，用戶(hù)留存黏性不足等問(wèn)題，本系統(tǒng)選用微信硬件平臺(tái)作為智能鞋硬件設(shè)備的物聯(lián)接入平臺(tái)，免應(yīng)用安裝就可在微信公眾號(hào)頁(yè)面直接與設(shè)備進(jìn)行交互，只要微信在運(yùn)行，數(shù)據(jù)便可隨時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)邏輯進(jìn)行傳輸，后臺(tái)服務(wù)器經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析后及時(shí)向用戶(hù)推送反饋信息，提供方便快捷實(shí)時(shí)的用戶(hù)體驗(yàn)[17]。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳信琦,季安;硅壓阻傳感器穩(wěn)定性品質(zhì)的研究[J];儀表技術(shù)與傳感器;1999年08期

2 藍(lán)標(biāo);;固態(tài)壓阻傳感器及其在水文水利中的應(yīng)用[J];水利水文自動(dòng)化;1989年01期

3 果明明;用碳?jí)鹤鑲鞲衅鳒y(cè)量低沖擊波壓力[J];傳感器技術(shù);1994年04期

4 藍(lán)標(biāo);壓阻傳感器在水利中的應(yīng)用[J];水利水文自動(dòng)化;1998年02期

5 Peter Krehl;劉寶琦;;用碳?jí)鹤鑲鞲衅鲗?duì)低激波壓力的測(cè)量[J];國(guó)外計(jì)量;1980年05期

6 蘇日娜;宋蜇存;;基于半導(dǎo)體壓阻傳感器的脈搏信號(hào)采集系統(tǒng)[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年06期

7 何鐵春;航空測(cè)試領(lǐng)域中的硅壓阻傳感器[J];測(cè)控技術(shù);1991年04期

8 陳本華;壓阻傳感器信號(hào)的采集技術(shù)研究[J];儀表技術(shù);1995年01期

9 車(chē)軍;擴(kuò)散硅壓阻傳感器及其工藝技術(shù)的研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);1980年01期

10 何全書(shū);CYG 壓阻傳感器應(yīng)用研究探討[J];航空測(cè)試技術(shù);1984年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 黃家蓉;王幸;;動(dòng)態(tài)壓阻傳感器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[A];第三屆全國(guó)爆炸力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

2 阮銳;;壓阻傳感器在驗(yàn)潮儀中的應(yīng)用[A];2000年全國(guó)測(cè)繪儀器綜合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2000年

3 黃家蓉;王幸;吳飚;;沖擊波超壓測(cè)量影響因素探索[A];第六屆全國(guó)工程結(jié)構(gòu)安全防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

4 黃家蓉;王幸;孫桂娟;徐翔云;;沖擊波超壓測(cè)量中干擾因素試驗(yàn)研究[A];第五屆全國(guó)爆炸力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 何];微納米碳材料柔性壓阻傳感器的研究及在智能服飾中的應(yīng)用[D];天津工業(yè)大學(xué);2018年

2 施長(zhǎng)治;多晶硅納米薄膜在壓阻傳感器應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 唐志宏;可穿戴復(fù)合傳感與微信物聯(lián)技術(shù)的嵌入式實(shí)現(xiàn)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2019年

2 牛牧川;基于木質(zhì)素的壓阻傳感器的制備/表征/應(yīng)用的研究[D];石河子大學(xué);2019年

3 何宇豪;基于SU8膠制備立體結(jié)構(gòu)柔性壓阻傳感器及其性能研究[D];電子科技大學(xué);2019年

4 朱德智;X型硅壓阻式壓力傳感器的解析模型研究[D];安徽大學(xué);2003年

5 隋鴻鵬;不同襯底條件對(duì)MEMS壓阻傳感器性能影響的研究[D];北京大學(xué);2008年

6 周振;基于MEMS懸臂梁壓阻橋式傳感器的檢測(cè)儀的研制[D];中北大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2753578