CN206892101U - 一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置，包含监控中心、汇聚节点、以及由多个用于检测服装面料参数的传感器节点构成的传感器网络，所述传感器节点经过汇聚节点与监控中心连接；所述传感器节点包含压力传感器阵列、温湿度传感器阵列、多路复合开关、信号调理电路、数据处理模块、数据存储模块、数据传输模块、电源模块；所述压力传感器阵列、温湿度传感器阵列分别依次经过多路复合开关、信号调理电路连接数据处理模块，所述数据传输模块、数据存储模块分别与微控制器模块连接其实现了人体在正常工作状态下的服装压力、温湿度连续采集与存储，实现实时数据显示，且系统具有体积小、功耗低、速度快、测试准确。

Description

一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置

技术领域

本实用新型属于智能监控领域，尤其涉及一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置。

背景技术

当人体皮肤温湿度处于热湿舒适性状态时，人们的智力、体力或感觉方面的表现均处于高水平状态，另外热湿舒适性是人们处于最佳健康状态的必要条件。通过对人体不同状态下不同部位的服装压力、温度湿度的测量，可以得到人体着装后的不同部位的压力、温湿度的分布状况。对测量结果进行分析可以为服装压力、热湿舒适性的客观评价提供量化指标，为服装的款式与结构设计提供科学依据。近年来越来越多的研究人员开展了有关服装功能测试的研究，并且取得了较多进展，但是相关的服装功能测试仪器的研发远远滞后于时代的需要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置，包含监控中心、汇聚节点、以及由多个用于检测服装面料参数的传感器节点构成的传感器网络，所述传感器节点经过汇聚节点与监控中心连接；

所述传感器节点包含压力传感器阵列、温湿度传感器阵列、多路复合开关、信号调理电路、数据处理模块、数据存储模块、数据传输模块、电源模块；所述压力传感器阵列、温湿度传感器阵列分别依次经过多路复合开关、信号调理电路连接数据处理模块，所述数据传输模块、数据存储模块分别与微控制器模块连接；

所述压力传感器阵列用于检测服装被测部位的压力参数；所述温湿度传感器阵列用于检测服装被测部位的温湿度参数；多路复合开关用于将多个压力传感器阵列和温湿度传感器阵列采集的服装参数汇总传输至信号调理电路，所述信号调理电路用于将采集的服装压力参数及温湿度参数转换成电信号；所述数据传输模块用于将处理器模块接收的服装压力参数及温湿度参数上传至汇聚节点，所述汇聚节点用于将接收的服装压力参数及温湿度参数汇总传输至监控中心；

所述电源模块分别与压力传感器阵列、温湿度传感器阵列、多路复合开关、信号调理电路、数据处理模块、数据存储模块、数据传输模块连接，用于提供所需电能。

作为本发明一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置的进一步优选方案，所述压力传感器阵列由2*2个FlexiForce压力传感器组成。

作为本发明一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置的进一步优选方案，所述温湿度传感器阵列由2*2个DHT90温湿度数字传感器组成。

作为本发明一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置的进一步优选方案，所述信号调理电路包含依次连接的模数转换模块、放大电路模块、滤波电路模块；

所述模数转换模块用将服装压力参数及温湿度参数转换成电信号；

所述放大电路模块用于对转换成电信号的服装压力参数及温湿度参数进行放大处理；

所述滤波电路模块用于将放大处理后的服装压力参数及温湿度参数进行滤波处。

所述信号调理电路，用于将DHT90温湿度数字传感器采集的温湿度参数转换成电信号。

作为本发明一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置的进一步优选方案，所述放大电路模块包含所述放大电路包含放大器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻，模数转换模块的输出端分别连接第一电阻和第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接放大器芯片的正极，放大器芯片的负极与第三电阻串联后与第一电阻的另一端接地，放大器芯片的电压输出端连接滤波电路模块的输入端。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型实现了人体在正常工作状态下的服装压力、温湿度连续采集与存储，实现实时数据显示，且系统具有体积小、功耗低、速度快、测试准确；

2、采用由2*2个FlexiForce压力传感器组成的压力传感器阵列进行压力测试，检测精度更高，与传统服装压力测试系统中所采用的传感器相比，FlexiForce在线性、滞后性、漂移、温度和灵敏度方面有着优良的性能；

3、采用由2*2个DHT90数字温湿度传感器组成的温湿度传感器阵列，可以同时测量湿度、温度和露点，不需外围元件直接输出经过标定了的相对湿度、温度及露点的数字信号，可以有效解决传统温、湿度传感器的不足。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构原理图；

图2是本实用新型传感器节点的结构原理图；

图3是本实用新型传感器节点放大电路模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置，包含监控中心、汇聚节点、以及由多个用于检测服装面料参数的传感器节点构成的传感器网络，所述传感器节点经过汇聚节点与监控中心连接；

如图2所示，所述传感器节点包含压力传感器阵列、温湿度传感器阵列、多路复合开关、信号调理电路、数据处理模块、数据存储模块、数据传输模块、电源模块；所述压力传感器阵列、温湿度传感器阵列分别依次经过多路复合开关、信号调理电路连接数据处理模块，所述数据传输模块、数据存储模块分别与微控制器模块连接；

所述压力传感器阵列用于检测服装被测部位的压力参数；所述温湿度传感器阵列用于检测服装被测部位的温湿度参数；多路复合开关用于将多个压力传感器阵列和温湿度传感器阵列采集的服装参数汇总传输至信号调理电路，所述信号调理电路用于将采集的服装压力参数及温湿度参数转换成电信号；所述数据传输模块用于将处理器模块接收的服装压力参数及温湿度参数上传至汇聚节点，所述汇聚节点用于将接收的服装压力参数及温湿度参数汇总传输至监控中心；

所述电源模块分别与压力传感器阵列、温湿度传感器阵列、多路复合开关、信号调理电路、数据处理模块、数据存储模块、数据传输模块连接，用于提供所需电能。

所述压力传感器阵列由2*2个FlexiForce压力传感器组成。

所述温湿度传感器阵列由2*2个DHT90温湿度数字传感器组成。

所述信号调理电路包含依次连接的模数转换模块、放大电路模块、滤波电路模块；

所述模数转换模块用将服装压力参数及温湿度参数转换成电信号；

所述放大电路模块用于对转换成电信号的服装压力参数及温湿度参数进行放大处理；

所述滤波电路模块用于将放大处理后的服装压力参数及温湿度参数进行滤波处。

所述信号调理电路，用于将DHT90温湿度数字传感器采集的温湿度参数转换成电信号。

如图3所示，所述放大电路模块包含所述放大电路包含放大器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻，模数转换模块的输出端分别连接第一电阻和第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接放大器芯片的正极，放大器芯片的负极与第三电阻串联后与第一电阻的另一端接地，放大器芯片的电压输出端连接滤波电路模块的输入端。

服装舒适性检测系统硬件：

服装舒适性检测系统硬件主要是关于系统硬件仪器及其器件的连接，主要指的是数据采集模块的传感器的选用和数据采集及存储控制模块的硬件。服装舒适性检测系统硬件部分实现服装舒适性检测系统的仪器控制和数据采集，是服装舒适性检测系统的主题部分，直接关系到整个系统性能的优劣。

数据采集模块硬件设计

数据采集模块硬件设计主要包括温湿度传感器的选用、压力传感器的选用、压力-电压信号转换放大电路。

传感器的选用

传感器处于测试系统的最前端，是感知温湿度和压力信号的窗口，所获得和转换的信息正确与否，直接关系到整个测试系统的性能好坏。本系统采用了DHT90数字温湿度传感器和美国Teksean公司的FlexiForce压力传感器。

DHT90数字温湿度传感器可以同时测量湿度、温度和露点，不需外围元件直接输出经过标定了的相对湿度、温度及露点的数字信号，可以有效解决传统温、湿度传感器的不足。内部集成了湿度敏感元件和温度敏感元件、放大器、一个14 b的A/D转换器、标定数据存储器以及数字总线接口以及稳压电路。由于温度传感器和湿度传感器在硅片上是紧靠在一起，可以精确地测定露点，不会因为两者之间的温度差而引入误差;直接通过存放在芯片上OTP存储器中的标定系数，输出是经过标定的数字信号。DHT90数字温湿度传感器其性能优良、稳定性好、成本低、使用方便，因此本系统采用其作为温湿度韵测量。

采用FlexiForce压力传感器进行压力测试。与传统服装压力测试系统中所采用的传感器相比，FlexiForce在线性、滞后性、漂移、温度和灵敏度方面有着优良的性能，根据待测的服装压力值，选用了压力范围为0～1 lb(4.4 N)的FlexiForceA201型传感器是完全具备服装压力测试条件的。由于ARM不能采集非电量的物理信号，而压力传感器输出的为非电量的压力信号，需通过压力-电压转换放大电路将压力信号转换为电压信号。再由标定后的压力与电压的对应关系，得到所需的服装压力值。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置，其特征在于：包含监控中心、汇聚节点、以及由多个用于检测服装面料参数的传感器节点构成的传感器网络，所述传感器节点经过汇聚节点与监控中心连接；

所述传感器节点包含压力传感器阵列、温湿度传感器阵列、多路复合开关、信号调理电路、数据处理模块、数据存储模块、数据传输模块、电源模块；所述压力传感器阵列、温湿度传感器阵列分别依次经过多路复合开关、信号调理电路连接数据处理模块，所述数据传输模块、数据存储模块分别与微控制器模块连接；

所述压力传感器阵列用于检测服装被测部位的压力参数；所述温湿度传感器阵列用于检测服装被测部位的温湿度参数；多路复合开关用于将多个压力传感器阵列和温湿度传感器阵列采集的服装参数汇总传输至信号调理电路，所述信号调理电路用于将采集的服装压力参数及温湿度参数转换成电信号；所述数据传输模块用于将处理器模块接收的服装压力参数及温湿度参数上传至汇聚节点，所述汇聚节点用于将接收的服装压力参数及温湿度参数汇总传输至监控中心；

所述电源模块分别与压力传感器阵列、温湿度传感器阵列、多路复合开关、信号调理电路、数据处理模块、数据存储模块、数据传输模块连接，用于提供所需电能。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置，其特征在于：所述压力传感器阵列由2*2个FlexiForce压力传感器构组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置，其特征在于：所述温湿度传感器阵列由2*2个DHT90温湿度数字传感器组成。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置，其特征在于：所述信号调理电路包含依次连接的模数转换模块、放大电路模块、滤波电路模块；

所述模数转换模块用将服装压力参数及温湿度参数转换成电信号；

所述放大电路模块用于对转换成电信号的服装压力参数及温湿度参数进行放大处理；

所述滤波电路模块用于将放大处理后的服装压力参数及温湿度参数进行滤波处；

所述信号调理电路，用于将DHT90温湿度数字传感器采集的温湿度参数转换成电信号。

5.根据权利要求4所述的一种基于无线传感器网络的服装面料智能检测装置，其特征在于：所述放大电路模块包含所述放大电路包含放大器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻，模数转换模块的输出端分别连接第一电阻和第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接放大器芯片的正极，放大器芯片的负极与第三电阻串联后与第一电阻的另一端接地，放大器芯片的电压输出端连接滤波电路模块的输入端。