Een draagbaar apparaat is een soort computerapparatuur die op mensen, dieren en objecten kan worden geïnstalleerd en die informatie kan waarnemen, verzenden en verwerken. Sensor is het kernapparaat van een draagbaar apparaat, en de sensor in een draagbaar apparaat is het verlengstuk van de menselijke zintuigen, wat de functie van het ‘zesde zintuig’ van de mens versterkt, en het is het ‘kern’-instrument voor mensen/objecten om met de wereld te communiceren, wat de deur opent naar het ‘Perceptie-tijdperk’.
Inhoudsopgave
Wat zijn de sensoren in een draagbaar apparaat?
Over het algemeen kunnen de sensoren in een draagbaar apparaat in de volgende hoofdgroepen worden ingedeeld.
1. Bewegingssensor
Bewegingssensor bewegingscontrolesensor is een soort niet-elektriciteitsverandering (zoals snelheid, druk) in elektriciteitsveranderingen in het origineel. Inclusief: versnellingssensor, gyroscoop, geomagnetische sensor of elektronische kompassensor, atmosferische druksensor (door het meten van de atmosferische druk kan de hoogte worden berekend) enzovoort.
Deze sensoren realiseren voornamelijk de functies bewegingsdetectie, navigatie, entertainment, mens-computerinteractie, enz., Waarvan de elektronische kompassensor kan worden gebruikt om de richting te meten, navigatie te realiseren of te assisteren. Het leven draait om beweging, en beweging is een belangrijk en onmisbaar onderdeel van het leven. Daarom via de bewegingssensor op elk moment en overal kan het meten, registreren en analyseren van menselijke activiteiten van grote waarde zijn: de gebruiker kan het aantal hardloopstappen, zwemrondes, fietsafstand, energieverbruik en slaaptijd kennen, en zelfs de kwaliteit van de slaap analyseren, enzovoort.
Functies en realisatieprincipe van bewegingssensoren
Door de activiteit van het menselijk lichaam altijd en overal te meten, vast te leggen en te analyseren, stelt de bewegingssensor de gebruiker in staat het aantal hardloopstappen, zwemrondes, fietsafstand, energieverbruik en slaaptijd, enz. te kennen, en kan hij tegelijkertijd worden gebruikt voor navigatie, entertainment en mens-machine-interactie (HMI).
Neem als voorbeeld een draagbaar systeem voor het vastleggen van menselijke bewegingen. Om de beweging van het menselijk lichaam in realtime vast te kunnen leggen, moet een draagbaar systeem voor het vastleggen van menselijke bewegingen worden ontworpen. Het verkrijgt real-time informatie over de menselijke houding via traagheidsmeeteenheden die over het menselijk lichaam zijn verdeeld. Elke traagheidsmeeteenheid bestaat uit een miniatuur MEMS 3-assige gyroscoop, een MEMS 3-assige accelerometer, een MEMS 3-assige magnetometer en een MCU, die de gegevens van de sensoren verkrijgt en de houdingshoek van het overeenkomstige onderdeel oplost met behulp van het quaternion-gebaseerde uitgebreide Kalman-filter, en vervolgens de gegevens naar de MCU stuurt via CAN-bus en Bluetooth-module. Via de CAN-bus en Bluetooth-module worden de gegevens in realtime naar de computer geüpload en stuurt de computer de virtuele menselijke lichaamsbeweging aan via VC++- en OpenGL-programma's om de real-time reproductie van menselijke lichaamsbewegingen te realiseren.
De door de bewegingssensor te realiseren functies omvatten het verzamelen van sensorische gegevens van drie verschillende soorten traagheidsapparaten, berekening van de standhoek en bedrade communicatie. De bewegingssensor bestaat uit vijf hoofdcomponenten: MCU, versnellingssensor, gyroscoopsensor, magnetometer en CAN-interface. De MCU bevat modules zoals synchrone sequentiecommunicatiebus (I2C), asynchrone ontvanger-zender (UART) en drukknoppen, die een reeks bewerkingen van het knooppunt besturen. Het knooppunt wordt gevoed door draden en de MCU regelt de data-acquisitie, het oplossen van de standhoek en het verzenden en ontvangen van CAN voor de drie sensoren.
2.Bio-sensoren
Biosensoren zijn instrumenten die gevoelig zijn voor biologische stoffen en de concentratie ervan omzetten in telecommunicatiesignalen voor detectie. Het is een analytisch hulpmiddel of systeem dat bestaat uit een geïmmobiliseerd biogevoelig materiaal als herkenningselement (inclusief enzymen, antilichamen, antigenen, micro-organismen, cellen, weefsels, nucleïnezuren en andere biologisch actieve stoffen), een geschikte fysisch-chemische transducer (zoals zuurstofelektroden, lichtgevoelige buizen, veldeffectbuizen, piëzo-elektrische kristallen, enzovoort) en signaalversterkingsapparaten. Biosensoren hebben zowel ontvanger- als transducerfuncties.
Biosensoren omvatten glucosesensoren, bloeddruksensoren, hartsensoren, myo-elektrische sensoren, temperatuursensoren, hersengolfsensoren, enz. Deze sensoren vervullen voornamelijk functies zoals gezondheids- en medische monitoring en entertainment.
Functies van biosensoren en implementatieprincipes
Met behulp van draagbare technologie kunnen artsen de diagnose verbeteren en kunnen familieleden beter met patiënten communiceren.
Zo bestaat de draagbare medische apparatuur uit bloeddruksensoren kan de lichaamsgegevens van de gebruiker volgen en monitoren, het medische diagnostische model analyseren en verfijnen, de gezondheidsontwikkeling van de gebruiker voorspellen en vormgeven, de gebruiker gepersonaliseerde cardiovasculaire projecten en oplossingen voor gezondheidsbeheer bieden, en tegelijkertijd familieleden helpen om voor hun dierbaren te zorgen’ gezondheidsproblemen.
Bloeddrukmeter is via de sensor Om de arteriële bloedvatwandtrillingen van het menselijk lichaam te detecteren, veroorzaakt door kleine veranderingen in de manchetdruk, is de meest gebruikte methode de oscillerende methode, het basisprincipe is om de manchet te gebruiken die aan de arm is vastgemaakt, via de opblaasbare pomp naar de opblaasbare manchet om de voortplanting van bloedvaten in de aderen van de pulsatieaders te blokkeren, om een bepaalde druk te bereiken (meestal 124 ~ 316 kPa) begon leeg te lopen, wanneer de luchtdruk een bepaald niveau bereikt, stroomt het bloed door de bloedvaten, en een bepaalde hoeveelheid oscillerende golven, lopen geleidelijk leeg en lopen vervolgens leeg, omdat de druksensor die wordt gedetecteerd door het contact met de arm steeds losser wordt, daarom is de door de druksensor gedetecteerde druksensor kleine veranderingen. Wanneer de luchtdruk een bepaald niveau bereikt, kan het bloed door het bloedvat stromen en is er een bepaalde hoeveelheid oscillerende golven, die geleidelijk leeglopen, de oscillerende golf wordt groter en groter en vervolgens weer leeglopen, omdat het contact tussen de manchet en de arm steeds losser wordt. Daarom worden de door de druksensor gedetecteerde druk en fluctuaties steeds kleiner en kan de druksensor de druk en fluctuaties in de manchet onmiddellijk detecteren. De oscillerende golf wordt via de luchtbuis en via het bijbehorende versterkings- en filtercircuit naar de druksensor in de machine overgebracht. analoog/digitaal signaalconversie, centrale processorbesturing en andere verwerkingsverbindingen, het gepulseerde signaal en druksignaal dat via de manchet naar de luchtweg wordt verzonden, wordt omgezet in een digitaal signaal, dat verder wordt verwerkt om de systolische, diastolische en gemiddelde bloeddrukgegevens te verkrijgen. Deze dynamische bloeddrukmeter kan via Bluetooth en USB met een mobiel apparaat worden verbonden om de gegevens naar beroepsbeoefenaren in de gezondheidszorg te uploaden, en wordt meestal door de gebruiker buiten gedragen om 24 uur per dag bloeddrukmeting mogelijk te maken.
Bovendien kunnen draagbare apparaten die veranderingen in menselijke emoties waarnemen via sensoren zoals EEG en ECG entertainment en interactie realiseren. De Idea Cat Ear maakt bijvoorbeeld gebruik van de geavanceerde TGAM EEG-chip van NeuroSky, die menselijke hersengolven kan lezen. Verschillende patronen van hersengolven vertegenwoordigen verschillende stemmingen en toestanden. De TGAM-chip zal de hersensignalen die de emotionele toestand van een persoon vertegenwoordigen, omzetten in digitale signalen die door de oren van de kat kunnen worden herkend, om overeenkomstige commando’s uit te voeren en verschillende acties uit te voeren. Wanneer iemand bijvoorbeeld in een staat van concentratie verkeert, zal hij rechtop gaan staan, en wanneer hij ontspannen is, zal hij zijn schouders ophalen.
3. Omgevingssensoren
Omgevingssensoren omvatten: bodemtemperatuursensor, luchttemperatuur- en vochtigheidssensor, verdampingssensor, regensensor, lichtsensor, windsnelheid- en richtingsensor, enz., kunnen niet alleen nauwkeurig de relevante omgevingsinformatie meten, maar ook en de hostcomputer om netwerken te realiseren, om de tevredenheid van de gebruiker te maximaliseren bij het testen, registreren en opslaan van gemeten objectgegevens, zijn de wetenschappelijke onderzoeks-, onderwijs-, laboratoria- en landbouwafdelingen van het Bodembemestingsstation, het Landbouwinstituut en de relevante afdeling voor monitoring van het landbouwmilieu bij uitstek voor instrumenten van hoge kwaliteit. Het is de eerste keuze van kwalitatief hoogstaand instrument voor wetenschappelijk onderzoek, onderwijs, laboratorium- en landbouwafdelingen, bodembemestingsstations, landbouwwetenschappelijk instituut en aanverwante afdelingen voor monitoring van het landbouwmilieu.
Functions and Principles of Environmental Sensor Implementation
In today’s world, people are constantly exposed to health-threatening environments such as air/water pollution, noise/light pollution, electromagnetic radiation, extreme weather, etc. Worse still, we are often unaware of the fact that we are in such environments, such as pm2.5 pollution, which can lead to various chronic diseases. What is even more frightening is that we are often unaware of the fact that we are in such environments, such as pm2.5 pollution, which can lead to various chronic diseases. The air quality detection device – pm2.5 draagbare sensor, die bestaat uit deeltjessensoren, kan op het menselijk lichaam worden gedragen en kan alleen worden weergegeven of in combinatie met een mobiele telefoon en worden gedeeld met vrienden.
De WF200DP test trekt de te testen aerosol de kamer in door middel van een luchtpompende stofmeter. De te testen aerosol wordt bij het verdeelstuk van de stofmeter in twee delen gesplitst, waarvan er één door een hoogefficiënt filter gaat en in schone lucht wordt gefilterd, die fungeert als een beschermende omhulsel om de componenten van de sensorkamer te beschermen tegen verontreiniging door het te testen gas. Het andere deel, de aerosol, komt rechtstreeks in de spuitbus terecht sensor kamer als het te meten monster.
Deeltjes en moleculen verstrooien licht wanneer ze worden belicht en absorberen een deel van de energie van het licht. Wanneer een parallelle straal monochromatisch licht op het te testen deeltjesveld valt, wordt deze verstrooid en geabsorbeerd door de omringende deeltjes, en neemt de intensiteit van het licht af. Op deze manier kan de relatieve verzwakkingssnelheid van het invallende licht door het te testen concentratieveld worden verkregen. De grootte van de relatieve verzwakkingssnelheid is in principe een lineaire weerspiegeling van de relatieve stofconcentratie in het te meten veld. De grootte van de lichtintensiteit is direct evenredig met de sterkte van het signaal van de foto-elektrische conversie, en de relatieve verzwakkingssnelheid kan worden verkregen door het signaal te meten.
De weinig bekende sensoren in draagbare apparaten
Pico-elektrische sensoren
Ik ben er zeker van dat iedere lezer wel eens de ervaring heeft gehad zich zo nerveus en angstig te voelen dat je handen en voeten zweten vlak voordat je een heel belangrijke taak moet uitvoeren. Deze psychologische reactie wordt vertaald in een fysiologische reactie die kan worden gedetecteerd met behulp van een elektrocorticograaf.
Maakt gebruik van elektrodermale reacties om de gemoedstoestand van mensen te voelen en geeft feedback met verschillende berichten
De piëzo-elektrische sensor is een belangrijk onderdeel van polygraafinstrumenten.
Polygrafen werken samen met piëzo-elektrische sensoren, ademhalingsfrequentiesensoren en hartslagsensoren.
Het is belangrijk op te merken dat de piëzo-elektrische sensor het geluk, de woede, het verdriet of de vreugde van de gebruiker niet kan detecteren, maar alleen veranderingen in de psychologische toestand van de gebruiker kan waarnemen, en uit dergelijke veranderingen kunnen we enkele conclusies trekken.
Bijvoorbeeld door de PEEK-sensor van de polygraaf om de psychologische veranderingen in de spraak van de proefpersoon waar te nemen om te bepalen of hij of zij liegt.
For example, studies have shown that during a day’s activities, the human body’s electrodermal response level is lower in the morning when people wake up and in the evening when they go to sleep, while the electrodermal level is higher in the morning and in the afternoon at a certain time of the day, which is precisely the time when we are most productive in our studies or at work.
If we use a piezoelectricity detector to measure the level of our body’s piezoelectric response over several days, we will be able to find out which period of the day we are most productive through the level of the piezoelectricity waveform.
For piezoelectric sensors, we must understand things:
1. De elektrische respons van de menselijke huid wordt beïnvloed door drie factoren: temperatuur, menselijke activiteit en psychologische respons, dus de elektrische huidsensor zal worden beïnvloed en de nauwkeurigheid moet nog worden getest.
2, mensen zullen veel emoties per dag hebben, elke dag de tijd van de emoties gegenereerd door de emoties, emotionele categorieën zijn verschillend, zelfs als we de elektrische respons van de huid nauwkeurig meten, categorisering en organisatie van deze gegevens en het geven van wetenschappelijk advies is nog steeds de grootste hoofdpijn van de fabrikant.
Hartslagsensor
Als superwapen voor persoonlijke gezondheidsapparatuur is de hartslagsensor can monitor heart rate to track exercise intensity, different exercise training modes, etc., and can be used to extrapolate sleep cycles and other health actions associated with this data.
The relationship between heart rate change and sleep state during sleep.
Since the pulse rate changes with the sleep cycle and decreases during deeper sleep, we can monitor the sleep quality by the change of heart rate during sleep time. However, since the accuracy of heart rate sensors on mobile devices is low, the reliability of these sensors has yet to be considered. It is rumored that to ensure the reliability of heart rate measurement, Apple Watch has designed four heart rate sensors to accurately measure heart rate.
Momenteel worden in ziekenhuizen vaak elektroden gebruikt, die nauwkeuriger zijn.
Currently, there are two types of heart rate sensors, the photoelectric heart rate sensor that measures by light reflection and the electrode heart rate sensor that utilizes electrical potentials from different parts of the body. Although the former is not as accurate, it has the advantage of being small in size, so all mobile terminals currently use this type of measurement. The latter, which we often see in hospitals when measuring ECG, measures changes in heart rate by measuring potential changes at different points of the body. This method is accurate, but it must monitor both parts of the body at the same time, and we usually use cell phones and watches with one hand to touch the product, so it is not possible to do continuous monitoring.
Er zijn enkele dingen die we moeten begrijpen over hartslagsensoren:
1. Het eenvoudigweg doorgeven van de hartslagwaarde heeft voor u niet veel betekenis. Als u via de hartslaggegevens gedurende een bepaalde periode gezondheidsadviezen kunt blijven meten en geven, zoals slaapkwaliteit/rusttijd, zal dit zeer nuttig zijn voor de gebruiker.
2… Momenteel gebruiken de meeste mobiele terminals opto-elektronische hartslagsensoren, die een hoger foutenpercentage hebben dan hartslagsensoren met elektroden.
3. Elektrode-hartslagsensoren kunnen niet worden toegepast op kleinere draagbare apparaten, maar er zijn al fabrikanten die hieraan werken. Ik geloof dat het in de toekomst een standaardaccessoire zal worden voor geavanceerde apparaten.
Barometer
De barometersensor is een beetje begraven maar zeer nuttig item. Hoewel het alleen de luchtdrukgegevens kan meten, kunnen we via deze gegevens nauwkeurig de hoogte van de machine kennen. Als we de luchtdrukveranderingen over een bepaalde periode monitoren, kunnen we ook gegevens verkrijgen over de hoogteveranderingen van de machine, die kunnen worden gebruikt ter voorbereiding op verdere gegevensverwerking.
Met een barometer om de hoogte te meten, hoef je je geen zorgen te maken dat je niet kunt navigeren op een dubbeldeksweg als deze.
Atletische horloges uitgerust met barometersensoren kan hoogtegegevens voor atleten meten.
Welke voordelen heeft de barometersensor via de gemeten hoogtegegevens naar de gebruiker brengen? Buitensporters kunnen intuïtief hun eigen hoogte begrijpen; toekomstige navigatiekaarten kunnen niet alleen weten waar we ons in het vliegtuig bevinden, en zelfs weten waar we ons op de vloer bevinden, en dit is absoluut de onvermijdelijke trend van de toekomstige ontwikkeling van navigatie; Draagbare apparaten kunnen alleen het aantal stappen detecteren dat mensen dagelijks lopen, maar kunnen met een barometer ook het aantal gelopen trappen detecteren, waardoor de gegevens over het calorieverbruik nauwkeuriger worden.
Dingen die we moeten begrijpen over barometerdruksensoren:
1. Omdat het een onderdeel is voor het meten van de luchtdruk, zullen abnormale luchtdrukveranderingen zeker de geldigheid van de door de gebruiker verkregen informatie beïnvloeden. Tijdens de vliegtuigvlucht wordt bijvoorbeeld voor het comfort van de passagiers druk uitgeoefend op de cabine, de interne luchtdrukwaarde van het vliegtuig is anders dan die van buitenaf, we zullen niet in staat zijn om de juiste hoogte-informatie te krijgen.
2. Momenteel Barometrische druksensoren worden op grote schaal gebruikt in mobiele terminals, maar vanwege het gebrek aan ondersteuning voor applicatiesoftware worden ze vaak buiten beschouwing gelaten door gebruikers.
3. Barometerdruksensoren zijn zeer praktische componenten die kunnen worden gebruikt om tijdens het wandelen hoogte-informatie te lezen van apparatuur die ermee is uitgerust.
Conclusie
De opkomst van draagbare slimme apparaten heeft ons een geheel nieuwe manier van leven gebracht, maar vanwege de beperkingen van andere factoren, zoals het technologieniveau en de kosten, is de volwassenheid van draagbare slimme apparaten nog steeds niet volwassen genoeg om aan de bevredigende verwachtingen te voldoen. Echter, als een zeer belangrijk onderdeel van de sensor, vooral de verschillende functies van draagbare slimme apparaten, zijn allemaal afhankelijk van de functionele integratie van verschillende soorten sensoren en innovatie om daarom nauwkeurigere, geminiaturiseerde, geïntegreerde sensoren te ontwikkelen om aan de vraag te voldoen.
In de toekomst, zoals modern “elektronische sensor” technology continues to advance, wearable devices will continue to develop. In the meantime, a variety of new pressure sensors will emerge, and the application of sensors will enter into even greater splendor.
![Waarom moet de luchtpomp tarra zijn? | [Luchtpompoplossing PCBA]](https://wfsensors.com/wp-content/uploads/2024/06/WF183DE-1100kPa-Digital-Model-Absolute-Pressure-Sensor-1.jpg)