心率测试衣的设计及心率与部分人体参数关系的研究

摘要

随着电子科技的不断进步，服装向着多功能化和智能化方向发展，智能服装目前已经逐步成为服装领域的热点研究课题。心率作为重要生命体征，包含重要的人体生命信息。而对于一种以服装的形态呈现的心率测试服装，能够采集生命体征信号，进行日常心率测试，储存，报警，实时监控等功能，此类服装对老人小孩等特殊人群具有重要意义。
　　 心率的分布是有一定的规律的，不同的人群存在显著的个体差异。进行心率和人体参数关系的研究，可对生理测试类智能服装的合体性设计以及电子程序控制的精确性提供数据支持和参考，可完善生理测试类智能服装的整体设计。
　　 论文的主要内容如下：
　　 首先，在国内外相关文献的基础上，主要对智能服装以及生理测试类电子智能服装的研究背景和现状，心率与人体参数关系的研究内容和实验方法做了比较详细的阐述。并阐述了本课题的研究目的和意义，列出了论文的组织和结构。
　　 其次，心率测试衣的设计与制作。电子设计部分选择了PVDF传感器和ADuC812主控芯片，完成了供电模块、测量机构、处理机构和人机交互机构的硬件设计以及软件设计，以及PCB设计。服装设计部分完成了弹性紧身衣的面料选择和款式设计。最后完成男女两套心率测试衣，穿着后可测试心率，通过示波器捕捉到心跳测试信号。
　　 再次，两件心率测试衣的对比实验分析。设计了两件心率测试衣的心率测试对比实验，采集样本的重复测试数据，采用重复实验二元方差的分析方法分析对比数据是否存在显著差异。同时，引入采用织物电极作为传感器的芬兰POLAR心率表，进行时隔一小时的数据采集对比试验，分析数据的显著性差异。经过两组实验的对比分析，心率测试衣和POLAR心率表可作为测试工具进一步进行心率与部分人体参数关系的研究。
　　 最后，探讨心率与部分人体参数的关系。选取了年龄，性别，体质指数，体型作为研究的人体参数。基于上章实验基础，用心率测试衣和POLAR心率表，采集133个样本的安静心率。首先分析了两种测试方法所测得的心率数据的分布，可为后续电子程序的控制提供数据支持。分析两种测试方法的数据关系，可作为程控设计的校正依据。接着探讨心率和上述人体参数的关系，运用多元逐步回归方法，求得心率和性别，年龄，体质指数，和体型的多元回归方程。并根据回归结果对影响显著的因子分别运用了T检验和曲线拟合的方法做了进一步的探讨。
　　 本文完成了心率测试衣的设计与制作。由心率测试衣和POLAR心率表采集心率数据，探讨了心率与部分人体参数的关系，为后续生理测试类智能服装提供数据支持和参考依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 研究背景和现状

1.2.1 智能服装概述

1.2.2 电子智能服装的技术应用现状

1.2.3 国内外研究现状和例子

1.2.4 可穿戴式模型

1.2.5 存在的问题

1.2.6 心率的影响因素研究

1.3 研究目的和意义

1.4 研究内容概述

1.4.1 主要工作

1.4.2 章节安排

第二章 心率测试衣的设计与制作

2.1 电子智能服装的开发步骤和要求

2.2 PVDF压电薄膜和传感器结构

2.3 硬件设计和软件设计

2.3.1 系统框图及工作原理

2.3.2 供电模块

2.3.3 测量机构

2.3.4 处理机构

2.3.5 人机交互机构

2.3.6 软件设计

2.4 印制电路板电路设计

2.5 服装设计

2.5.1 面料主要结构参数及性能

2.5.2 服装款式设计和实物图

2.6 服装整合和实验结果

2.7 本章小结

第三章 心率测试衣测试对比分析

3.1 引言

3.2 心率相关基础理论

3.3 心率测试农对比实验相关内容

3.3.1 心率测试衣对比测试的实验目的

3.3.2 实验对象

3.3.3 心率测试衣对比测试的实验方案

3.3.4 重复试验二元方差分析以及SPSS实现

3.4 POLAR心率表

3.4.1 POLAR心率表概述

3.4.2 POLAR心率的组成和特点

3.4.3 POLAR织物电极结构

3.5 POLAR对比实验相关内容

3.5.1 POLAR对比测试实验目的

3.5.2 POLAR对比测试实验方案

3.5.3 POLAR对比实验二元方差分析

3.6 结果讨论

3.7 本章小结

第四章 心率与部分人体参数关系的研究

4.1 引言

4.2 实验的有关内容

4.2.1 实验目的

4.2.2 测量工具和测量项目

4.2.3 测量对象

4.2.4 人体参数选取

4.3 实验方案

4.4 样本数据分析

4.4.1 样本人体参数分布分析

4.4.2 两种心率测试方法试验数据分析

4.4.3 多元线性回归以及多元逐步回归

4.4.4 性别分类心率分析

4.4.5 体型及胸腰差与心率的曲线拟合

4.5 结果讨论

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 研究结果总结

5.2 课题展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的论文发表和科研情况发表的论文