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呼吸带的研制 1 绪论 1.1 研究背景 随着科技科学技术的进步,智能纺织品作为新兴产业，开始进入人们的生活。 除传统纺织品的服用和装饰用功能，其在航天、军事、医疗等方面发挥着重要作 用。电子织物，又称智能布块，一方面具备可穿戴和外观柔顺等一般性质，另一 方面可以监测环境事件、进行计算任务和具备无线通信能力。计算、通信、电池 与连接部件做为织物内在的组成部分，“隐”于织物之中。织物系统可收集敏感 信息、监测环境事件并借助无线信道将数据传送至外部网络，以供进一步地计算 处理。智能布块广泛存在于日常生活的各个领域，具备非干扰（CP1HTUCNKVG） 和泛在的特点。电子织物蕴含“布块即为计算机”的理念，为实现穿戴式或者非 穿戴式信息系统提供了全新的计算平台，被视为普适计算的理想载体。 通过把计算、通信、感知和执行功能整合到织物之中，传统概念上被动、泛 在的纺织品转变为交互、智能的物联信息感知与处理前端，使信息网络的触角以 更为透明的方式延伸到人们生活中的方方面面，也使信息系统能覆盖到愈加广阔 的物理世界。具体还表现在，电子织物以非干扰的 “人-衣”接口，实现系统所 覆盖物理空间中监测对象的局部物联，支持、传感、计算、通信资源的数据共享。 物理感知信息经电子织物处理后，连接至其它织物系统或云端，同时还实现了物 联对象到各级计算资源的安全、无障碍访问。因此，它也是物联网的一种重要使 [1] 能部件 。 当今随社会的发展，老龄人口增加和患慢性病青少年人数上升,加上人们对 健康意识的增强,个人身体的健康状况愈加受到人们的关注。在这种情况下，推 动医疗方式从以症状治疗为中心的传统模式向以预防为主、早诊断、早治疗的模 式转变。其中，医疗仪器的发展也开始从复杂的、应用于医院的大型医疗设备, 转向既适用于医院又适用于家庭和个人的小型穿戴式,甚至是植人式装置。另一 方面,一些特殊领域和行业,如航空航天、深水作业和运动员训练等对穿戴式医疗 1 呼吸带的研制 仪器也有很广泛和迫切的需求。 1.2 研究意义 医学中，心电、呼吸、血压、体温、体动等基本人体生理参数中蕴涵着丰富 的人体健康信息,而生理参数的连续动态监测为了解相关系统的生理、病理状况 [2] 提供了丰富信息,如动态心电监测(Holter)、动态血压监测(AMBP)等 。但呼吸 监测远没有像心电监测那样得到重视和推广,但呼吸模式监测可以获得丰富的生 理/病理信息。呼吸信息可以通过口鼻气流、电阻抗体积描记以及拉阻呼吸描记 技术等技术来获取,相比较而言,口鼻气流佩带不方便,可穿戴呼吸测试衣物是发 展可穿戴系统的关键技术。 在呼吸生理学领域呼吸带已经有了很广泛的利用，而在语言学领域，呼吸带 主要用于言语呼吸动力及朗读节奏的研究。呼吸信号对应人的生理言语表达过程 中吸气和呼气过程。目前主要用于汉语普通话和民族语言的诗歌、小说、散文、 [3] 新闻等不同文体朗读时的呼吸韵律特性研究 。 1.3 研究目标与内容 旨在提供一种性能优良，能够准确记录胸腹呼吸信号的呼吸带。 研究主要通过对呼吸带进行压阻传感器设计，并选取适合实验的器材和材料 进行制作，对得到的产品进行测试改良，最终得到课题要求的呼吸带。能够稳定 的测量呼吸信号同时，保证织物的稳定性，长久有效工作。 1.4 章节安排 第一章，绪论。对本课题的研究背景、研究意义、研究目标和内容进行简要 概述，有逻辑地对论文整体结构进行排版。 第二章，文献综述。简要阐述了可穿戴呼吸测量方法的发展现状，并综述了 作为关键材料之一的导电纤维研究状况，其中对导电纤维和织物传感器两个研究 方向进行了简要说明，概述了近些年的研究方法和内容，以此作为本课题的研究 基础。 第三章，呼吸带的方案设计。对呼吸带传感器进行设计，样品制作方法，分 析选取导电纱