CN114593849A - 一种多功能识别输入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性多功能盲文识别与输入装置。微纳光纤传感器，分别和光源、信号识别模块、温度控制模块连接，用于接收来自光源的光线进而受用户输入的影响传导到信号识别模块中；光源，和微纳光纤传感器中的微纳光纤连接，用于发出光线到微纳光纤传感器中；信号识别模块，从微纳光纤传感器接收光线并转换为电信号，进而分析处理获得输入的信息；温度控制模块，用于加热微纳光纤传感器内的局部并控制温度。本发明可识别盲文、输入盲文，识别材质，具有灵敏度高、识别精确、无电磁干扰、柔性便携的优势，实现了多功能的信息输入和识别。
Description
技术领域
本发明涉及涉及盲文识别领域的识别输入装置，尤其涉及一种多功能识别输入装置。
背景技术
视力障碍人群无法依靠视觉直观获取文字信息，盲文的出现使他们可以通过触觉感知凸点文字，获取信息。然而对于天生视力障碍或意外失明等盲文初学者，在盲文学习的阶段存在很多困难，在盲文认读过程中存在难度，进而会导致学习信心不足、信息获取的速度与质量降低等问题，帮助解决盲文初学者学习阶段的困难，帮助视力障碍人群高效、精准地获取信息尤为重要。
现行盲文由不同组合的凸点组成，每个方块的点字由六点组成，左侧从上到下标号为1、2、3，右侧为4、5、6，盲文的凸点点径、点高、点距以及行距、方距等都有统一的规定。因此可通过穿戴柔性触觉传感器，检测触摸过程中的凸点位置对盲文字符进行识别，辅助视力障碍人群进行盲文的学习与识别。
常用的柔性触觉传感器主要有电容式传感器与电阻式传感器，通过检测传感器受力时材料电容、电阻的变化，识别压力的大小与位置，从而识别凸点的位置。
且上述电容式、电阻式两类传感器均存在抗电磁干扰能力弱的问题，因此难以阅读通过金属材质呈现的盲文文本，使得器件应用场景受限。
与此同时，视力障碍者在交流过程中的文字表达也受到阻碍，盲文识别装置使用者很难通过盲文进行交流；视力障碍者在表面光滑程度相近的材质识别方面也有困难。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种既可以识别盲文又可以输入盲文、识别材质的制备方便、灵敏度高、识别精确、无电磁干扰、柔性便携的多功能盲文识别与输入装置，实现了多功能的信息输入和识别。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是包括：
微纳光纤传感器，分别和光源、信号识别模块、温度控制模块连接，用于接收来自光源的光线进而受用户输入的影响传导到信号识别模块中；
光源，和微纳光纤传感器中的微纳光纤连接，用于发出光线到微纳光纤传感器中；
信号识别模块，从微纳光纤传感器接收光线并转换为电信号，进而分析处理获得输入的信息
温度控制模块，用于加热微纳光纤传感器内的局部并控制温度。
所述光源为微型LED白光源、红光源、绿光源、蓝光源其中的一种。
所述微纳光纤传感器包括：
柔性基底；
六根U形微纳光纤，布置在柔性基底上；
柔性薄膜，覆盖在多根U形微纳光纤上，用于表面接收外部输入盲文时的下压力并传递到U形微纳光纤上；
第一直线微纳光纤，内置于柔性基底的一侧内；
第一侧表面凸起，固定在柔性基底一侧面，且位于第一直线微纳光纤旁，用于接收来自外部输入摩斯码的压力并经柔性基底传导到第一直线微纳光纤上；
第二直线微纳光纤，内置于柔性基底的另一侧内；
金属丝，内置于柔性基底的另一侧内，且和第二直线微纳光纤靠近布置，金属丝与温度控制模块连接；
第二侧表面凸起，固定在柔性基底另一侧面，且位于第二直线微纳光纤旁，用于接收来自外部不同材质物体的压力并经柔性基底传导到第二直线微纳光纤上。
所述的U形微纳光纤均是由带有拉伸区域的微纳光纤在拉伸区域处以U形弯折形成；六根U形微纳光纤拉伸区域的U形中点分别位于单个盲文的六盲文点位置。
所述的U形微纳光纤、第一直线微纳光纤、第二直线微纳光纤均具有拉伸区域，拉伸区域是由微纳光纤被拉伸后形成的两端较粗中间较细的光纤段区域。
所述的U形微纳光纤、第一直线微纳光纤、第二直线微纳光纤的两端均分别与光源、信号识别模块连接。
所述柔性基底和柔性薄膜的折射率均小于微纳光纤的折射率，率均大于空气折射率。
还包括手环，手环佩戴于手上光源、信号识别模块和温度控制模块均集成于手环中；微纳光纤传感器布置在手指处，微纳光纤传感器经光纤束和手环连接。
本发明可同时识别盲文、输入盲文并可以识别触摸物品材质。
通过微纳光纤传感器将盲文识别、输入过程产生的压力信号转变为光学信号，通过信号识别模块识别并播报盲文字符，帮助特殊群体进行盲文识别；在物品材质识别过程中，通过特定时间内判断微纳光纤信号变化斜率进行比热容的判断，从而识别触碰材质。微纳光纤触觉传感器采用柔性基底与柔性薄膜封装的微米、亚微米级光纤，柔性好且器件较薄，不影响盲人触摸盲文字符时的触觉感知；同时在盲人识别盲文字符时，将压力信号转变为光信号，不受电磁干扰，支持金属等更多材质盲文的识别。
与现有技术对比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明装置可同时实现盲文识别、盲文输入与材质识别的功能。
2、与现有盲文识别装置相比，使用微纳光纤阵列传感器，将盲文识别过程中产生的压力信号转变为光信号，多通道光信号彼此不干扰，可识别金属材质的盲文字符。
3、微纳光纤阵列触觉传感器采用柔性基底与柔性薄膜封装的微米、亚微米级光纤阵列，柔性好且器件较薄，不影响盲人触摸盲文字符时的触觉感知。
4、微型光源、信号识别模块、温度控制模块可集成在PCB板上制备成便携性好的可穿戴设备如手环、手套，同时微纳光纤阵列传感器与光源、信号识别模块易于连接，便于触觉传感器的更换。
5、微纳光纤传感器制备方便，有利于广泛推广使用，具有较佳实施意义。
本发明产品是由市售标准通信光纤制备，过程简单，易于低成本、大规模制备，有利于广泛推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例1中微纳光纤传感器结构示意图。
图2为本发明实施例2中多功能盲文识别装置示意图。
图3为本发明实施例3中可穿戴盲文识别装置示意图
图4为本发明实施例3中盲文识别流程图。
图5为本发明实施例4中盲文输入过程微纳光纤传输的时断光信号图。
图6为本发明实施例5中进行材质识别时，传感器测得温度与时间变化关系图。
图中，1为微纳光纤传感器；2为光源；3为信号识别模块；4为温度控制模块；5为柔性基底；6为柔性薄膜；7为金属丝；8、9、10、11、12、13为U形微纳光纤，14为第一直线微纳光纤，15为第二直线微纳光纤；16为微纳光纤拉伸区域；17为微纳光纤拉伸过渡区域；18为第一侧表面凸起，19为第二侧表面凸起。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
微纳光纤传感器1，分别和光源2、信号识别模块3、温度控制模块4连接，用于接收来自光源2的光线进而受用户输入的影响传导到信号识别模块3中；
光源2，和微纳光纤传感器1中的微纳光纤连接，用于发出光线到微纳光纤传感器1中；
信号识别模块3，从微纳光纤传感器1接收光线并转换为电信号，进而分析处理获得输入的信息
温度控制模块4，用于加热微纳光纤传感器1内的局部并控制温度。
微纳光纤传感器1包括：
柔性基底5，柔性基底5侧表面有微凸起18、19；
六根U形微纳光纤8、9、10、11、12、13，布置在柔性基底5上；
柔性薄膜6，覆盖在多根U形微纳光纤上，用于表面接收外部输入盲文时的下压力并传递到U形微纳光纤上；
第一直线微纳光纤14，内置于柔性基底5的一侧内；
第一侧表面凸起18，固定在柔性基底5一侧面，且位于第一直线微纳光纤14旁，第一侧表面凸起18和第一直线微纳光纤14之间的间距小于5mm用于接收来自外部输入摩斯码的压力并经柔性基底5传导到第一直线微纳光纤14上；
第二直线微纳光纤15，内置于柔性基底5的另一侧内；
金属丝7，内置于柔性基底5的另一侧内，且和第二直线微纳光纤15靠近布置，金属丝7与第二直线微纳光纤15平行布置且间距距离为0.1mm-1mm；金属丝7与温度控制模块4连接；金属丝7直径为0.1-1mm。
第二侧表面凸起19，固定在柔性基底5另一侧面，且位于第二直线微纳光纤15旁，第二侧表面凸起19和第二直线微纳光纤15之间的间距小于5mm用于接收来自外部不同材质物体的压力并经柔性基底5传导到第二直线微纳光纤15上。
U形微纳光纤8、9、10、11、12、13均是由带有拉伸区域16的微纳光纤在拉伸区域16处以U形弯折形成；六根U形微纳光纤8、9、10、11、12、13拉伸区域16的U形中点分别位于单个盲文的六盲文点位置，即六根U形微纳光纤8、9、10、11、12、13拉伸区域16的U形中点以六盲文点布置。
U形微纳光纤8、9、10、11、12、13、第一直线微纳光纤14、第二直线微纳光纤15均具有拉伸区域16，拉伸区域16是由微纳光纤被拉伸后形成的两端较粗中间较细的光纤段区域。
微纳光纤中拉伸区域16的两均经拉伸过渡区域17和微纳光纤正常的直径进行过渡连接。
微纳光纤的拉伸区域按照以下方式处理获得：将标准光纤固定于光纤拉锥平台上，利用火焰头加热光纤至玻璃转变温度以上，火焰头以1mm/s的速度扫动加热标准光纤，同时光纤拉锥平台以0.5mm/s的速度相向运动拉动微纳光纤两端，直至微纳光纤中间一段的部分均匀变细后停止加热。此时在微纳光纤中间形成一段均匀腰区，在腰区两端的直径沿轴向变化的微纳光纤所在段形成过渡区。
具体实施中，微纳光纤8、9、10、11、12、13、14、15的拉伸区域16的直径为20-5000nm。
U形微纳光纤8、9、10、11、12、13封装在柔性基底5和柔性薄膜6之间，第一直线微纳光纤14和第二直线微纳光纤15封装在柔性基底5内，金属丝7也封装在柔性基底5内。U形微纳光纤8、9、10、11、12、13、第一直线微纳光纤14、第二直线微纳光纤15的两端均分别与光源2、信号识别模块3连接。
柔性基底5和柔性薄膜6的折射率均小于微纳光纤的折射率，率均大于空气折射率。柔性基底5的厚度为0.1-2mm，柔性薄膜6的厚度为0.1-1mm。侧表面微凸起18、19均为半球状凸起，直径为0.01-2mm。
信号识别模块3包括依次连接的光信号采集及光电转换模块、AD转换模块、处理器模块、语音输出模块。光信号依次经光信号采集及光电转换模块、AD转换模块后输入到处理器模块，处理器模块输出反馈声音到语音输出模块进行播放。处理器控制语音输出模块进行语音播报，帮助特殊群体进行盲文识别与输入。
微型光源2、信号识别模块3、温度控制模块4集成在同一PCB板上，制备成便携性好的可穿戴设备。如手环、手套等。
还包括手环20，手环20佩戴于手上，可佩戴于手腕部位，光源2、信号识别模块3和温度控制模块4均集成于手环20中；微纳光纤传感器1布置在手指处，微纳光纤传感器1经光纤束21和手环20连接，具体经光纤束21和电线与手环20内的光源2、信号识别模块3和温度控制模块4连接。
通过U形微纳光纤将柔性薄膜6传递过来的六点盲文点压力转换为光信号，不同的光信号对应作为六点盲文点中不同的盲文点输入信息。
通过微纳光纤触觉传感器1中的六根U形微纳光纤对盲文凸点进行识别，使用时将传感器贴附于指尖，六根U形微纳光纤把触摸盲文过程中产生的压力信号转变为光信号，通过信号识别模块里的光信号采集模块、信号转换模块将传感器中变化的光信号转化为数字电信号进行处理，准确识别盲文。
在光源2发出光线经六根U形微纳光纤传导到信号识别模块3过程中，使用者通过触碰柔性薄膜6上的六点盲文点的位置，将压力经柔性薄膜6传递到对应的U形微纳光纤，影响U形微纳光纤中所传导的光线，通过U形微纳光纤将压力信号转变为光信号，不同的U形微纳光纤的光信号对应作为六点盲文点中不同的盲文点输入信息。
第一直线微纳光纤14放置于柔性基底5的第一侧表面凸起18处，在光源2发出光线经第一直线微纳光纤14传导到信号识别模块3过程中，使用者通过触碰侧面布置的第一侧表面凸起18，第一侧表面凸起18受压后将压力经柔性基底5传递到第一直线微纳光纤14，影响第一直线微纳光纤14中所传导的光线，通过第一直线微纳光纤14将压力信号转变为时断光信号，用于盲文输入。通过信号识别模块3识别第一直线微纳光纤14传输的时断光信号，与摩尔斯信号代码对比，判决输入盲文字符。
通过第一直线微纳光纤14采集第一侧表面凸起18实现信号的变化，采用时间窗口内判决信号斜率的方法对应摩尔斯信号代码中·、-，实现字母输入。
第二直线微纳光纤15放置于柔性基底5的第二侧表面凸起19处，用于将温度信号转变为连续光信号；通过信号识别模块3识别第二直线微纳光纤15传输的连续光信号，根据连续光信号包含的特征判断不同材质物体的材质类型。
通过温度控制模块4加热金属丝7，在金属丝7被加热情况下，且在光源2发出光线经第二直线微纳光纤15传导到信号识别模块3过程中，通过将第二侧表面凸起19触碰不同材质的物体，不同材质的物体施加力到第二侧表面凸起19上，进而经第二侧表面凸起19、柔性基底5后传导到第二直线微纳光纤15，不同材质的物体在特定时间内吸收金属丝7加热产生的热量导致局部温度变化，影响到第二直线微纳光纤15中所传导的光线，通过判断第二直线微纳光纤15信号变化斜率进行比热容的判断，从而识别触碰物体的材质类型。
本发明的实施例如下：
实施例1
如图1所示，在实施例1中，提供一种微纳光纤传感器。
微纳光纤阵列传感器，包括柔性基底、柔性薄膜、微纳光纤。
微纳光纤阵列中,微纳光纤包括拉伸区域、拉伸过渡区域、未拉伸区域。其中，拉伸区域、拉伸过渡区域及部分未拉伸区域封装在柔性基底与柔性薄膜之间。微纳光纤外围的倏逝场对所处环境的微弱变化十分敏感，当微纳光纤阵列传感器触碰盲文字符时，微纳光纤受到压力导致微纳光纤发生微小形变，倏逝场在PDMS中耗散，导致微纳光纤传输光信号发生变化。因盲文字符凸点位置不同，通过检测U形微纳光纤8、9、10、11、12、13输出光光强的变化，反推盲文字符凸点位置，获取盲文字符信息。
进一步的，采用火焰加热拉伸法制备微纳光纤8、9、10、11、12、13、14、15：将标准光纤固定于光纤拉锥平台上，利用火焰头加热光纤至玻璃转变温度以上，火焰头以1mm/s的速度扫动加热标准光纤，同时光纤拉锥平台以0.5mm/s的速度相向运动拉动微纳光纤两端，直至微纳光纤中间一段的部分均匀变细后停止加热。微纳光纤拉伸区域直径为800nm，拉伸区域长度为10mm。
进一步的，所述柔性基底和柔性薄膜材料为折射率小于各微纳光纤折射率的聚合物，本实施例中，选用PDMS(折射率～1.4)。
进一步的，通过在20mm×10mm大小玻璃片上滴涂未固化PDMS，80℃加热15min固化制备厚度为0.3mm的柔性基底第一层。
进一步的，将第一直线微纳光纤14置于柔性基底第一层表面，距离柔性基底侧面距离为0.5mm，滴涂未固化PDMS，80℃加热15min固化制备厚度为0.6mm的柔性基底，将第二直线微纳光纤15与金属丝7封装与柔性基底内，其中第二直线微纳光纤靠近柔性基底侧面，距离柔性基底侧面距离为0.5mm。
进一步的，金属丝7与第二直线微纳光纤15的距离为0.2mm。
进一步的，通过0.2mm直径的模具在柔性基底侧面制备凸起。
进一步的，将U形微纳光纤8、9、10、11、12、13按照图1所示摆放于柔性基底表面。
进一步的，进行上一步骤后，在微纳光纤上方滴涂0.1ml未固化PDMS，80℃加热15min固化制备厚度为0.5mm的柔性薄膜，实现封装。
经过上述步骤，得到如图1所示的微纳光纤传感器。
微纳光纤传感器制备方便，有利于广泛推广使用，具有较佳实施意义。
本发明产品是由市售标准通信光纤制备，过程简单，易于低成本、大规模制备，有利于广泛推广使用。
实施例2
如图2所示，在实施例2中，提供一种盲文识别装置，包括：微纳光纤传感器、微型光源、信号识别模块与温度控制模块。
进一步的，所述信号识别模块包括光信号采集模块、信号转换模块、处理器模块、语音输出模块。
进一步的，所述微纳光纤传感器为实施例1中制备得到的传感器，将微型光源与微纳光纤未拉伸区域的一端连接，为微纳光纤阵列传感器提供光源。
进一步的，所述微型光源为微型白光LED。
进一步的，将信号识别模块中光信号采集模块与微纳光纤阵列未拉伸区域的另一端连接，所述光信号采集模块用以接收传感器发送的光信号，并将接收到的光信号以模拟电信号形式发送至信号转换模块。
进一步的，光信号采集模块为包含光敏电阻的电路，微纳光纤阵列未拉伸区域的一端与光敏电阻一一对应。
进一步的，信号转换模块实现AD转换，将模拟电信号转换为数字电信号发送至处理器模块，在本实施例中，盲文字符对应的凸起有、无分别表示为数字信号1、0。
进一步的，所述处理器模块为MCU，通过判断数字信号识别盲文字符并控制语音输出模块进行语音播报。
进一步的，所述语音输出模块为将识别结果通过语音播报的微型扩音器。
进一步的，金属丝两端与温度控制模块连接，提供局域加热功能。
微型光源、信号识别模块、温度控制模块可集成在PCB板上制备成便携性好的可穿戴设备如手环、手套，同时微纳光纤阵列传感器与光源、信号识别模块易于连接，便于触觉传感器的更换。
实施例3
如图3所示，本实施例提供一种便携式盲文识别装置，包括微纳光纤传感器、集成在PCB板上的微型光源、信号识别模块与温度控制模块。
进一步的，将集成在PCB板上的微型光源与信号识别模块以手环形式进行封装。
进一步的，手环具有连接口，分别对应微纳光纤阵列传感器与微型光源、信号识别模块的连接。
进一步的，微纳光纤阵列传感器未拉伸部分通过热缩管制备成光纤束，便于与手环接口连接。
进一步的，盲文识别过程如图4所示。
进一步的，本实施例中，所识别的盲文字符为金属材质字母“N”，在盲方中，对应的凸起点位为1号位、3号位、4号位、5号位。微纳光纤阵列传感器触碰盲文时，对应的传感器中U形微纳光纤8、9、10、13拉伸区域与盲方中凸起接触，使得光信号采集模块采集到U形微纳光纤8、9、10、13光强下降，通过包含光敏电阻的电路产生模拟电信号，通过信号转换模块将模拟信号转变为“1、0、1、1、1、0”，通过MCU处理器判断盲文字符为字母“N”，进而通过语音输出模块的微型扩音器进行语音播报。
与现有盲文识别装置相比，使用微纳光纤阵列传感器，将盲文识别过程中产生的压力信号转变为光信号，多通道光信号彼此不干扰，可识别金属材质的盲文字符。
实施例4
本实施例提供一种盲文输入方法。
进一步的，使用者通过在特定时间内规律触碰第一侧表面凸起18，使第一直线微纳光纤14传递时断光信号，代表摩尔斯代码中的·、-。通过摩尔斯代码与字符对应规则，输出字符。
在本实施例中，使用者在6s的特定时间内，规律性触碰第一侧表面凸起18，使第一直线微纳光纤14传递时断光信号0、1、0、0。如图5为本发明实施例4中盲文输入过程微纳光纤传输的时断光信号。经过信号处理模块为摩尔斯代码·-··，进而通过处理器判断字符，语音播报输出字符L。
实施例5
本实施例提供一种从材质识别方法。
进一步的，使用者通过第二侧表面凸起19触碰不同材质，温度控制器加热铜丝6s，通过第二直线微纳光纤15的输出光强变化探测温度随时间变化快慢，进行比热容的判断，进而区分不同材质。在本实施例中分别对冰、铁、木、橡胶塞进行识别。实际效果如图6所示。
本发明装置可同时实现盲文识别、盲文输入与材质识别的功能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明构思的前提下，可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种多功能识别输入装置，其特征在于，包括：
微纳光纤传感器(1)，分别和光源(2)、信号识别模块(3)、温度控制模块(4)连接，用于接收来自光源(2)的光线进而受用户输入的影响传导到信号识别模块(3)中；
光源(2)，和微纳光纤传感器(1)中的微纳光纤连接，用于发出光线到微纳光纤传感器(1)中；
信号识别模块(3)，从微纳光纤传感器(1)接收光线并转换为电信号，进而分析处理获得输入的信息
温度控制模块(4)，用于加热微纳光纤传感器(1)内的局部并控制温度。
2.根据权利要求1所述的一种多功能识别输入装置，其特征在于：
所述微纳光纤传感器(1)包括：
柔性基底(5)；
六根U形微纳光纤(8、9、10、11、12、13)，布置在柔性基底(5)上；
柔性薄膜(6)，覆盖在多根U形微纳光纤上，用于表面接收外部输入盲文时的下压力并传递到U形微纳光纤上；
第一直线微纳光纤(14)，内置于柔性基底(5)的一侧内；
第一侧表面凸起(18)，固定在柔性基底(5)一侧面，且位于第一直线微纳光纤(14)旁，用于接收来自外部输入摩斯码的压力并经柔性基底(5)传导到第一直线微纳光纤(14)上；
第二直线微纳光纤(15)，内置于柔性基底(5)的另一侧内；
金属丝(7)，内置于柔性基底(5)的另一侧内，且和第二直线微纳光纤(15)靠近布置，金属丝(7)与温度控制模块(4)连接；
第二侧表面凸起(19)，固定在柔性基底(5)另一侧面，且位于第二直线微纳光纤(15)旁，用于接收来自外部不同材质物体的压力并经柔性基底(5)传导到第二直线微纳光纤(15)上。
3.根据权利要求1所述的一种多功能识别输入装置，其特征在于：
所述的U形微纳光纤(8、9、10、11、12、13)均是由带有拉伸区域(16)的微纳光纤在拉伸区域(16)处以U形弯折形成；六根U形微纳光纤(8、9、10、11、12、13)拉伸区域(16)的U形中点分别位于单个盲文的六盲文点位置。
4.根据权利要求1所述的一种多功能识别输入装置，其特征在于：
所述的U形微纳光纤(8、9、10、11、12、13)、第一直线微纳光纤(14)、第二直线微纳光纤(15)均具有拉伸区域(16)，拉伸区域(16)是由微纳光纤被拉伸后形成的两端较粗中间较细的光纤段区域。
5.根据权利要求1所述的一种多功能识别输入装置，其特征在于：
所述的U形微纳光纤(8、9、10、11、12、13)、第一直线微纳光纤(14)、第二直线微纳光纤(15)的两端均分别与光源(2)、信号识别模块(3)连接。
6.根据权利要求1所述的一种多功能识别输入装置，其特征在于：
所述柔性基底(5)和柔性薄膜(6)的折射率均小于微纳光纤的折射率，率均大于空气折射率。
7.根据权利要求1所述的一种多功能识别输入装置，其特征在于：
还包括手环(20)，手环(20)佩戴于手上光源(2)、信号识别模块(3)和温度控制模块(4)均集成于手环(20)中；微纳光纤传感器(1)布置在手指处，微纳光纤传感器(1)经光纤束(21)和手环(20)连接。
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