基于多传感器信息融合的智能服装系统.pptVIP

基于多传感器信息融合技术的智能服装 一、概 述 1.多传感器信息融合的概念 随着科学技术的发展，传感器性能获得了很大的提高，人们获得信息的能力也有了 极大的提高，所获得的信息表现出的多样性、数量的巨大性、信息之间关系的复杂性。 如何实时的对来自不同知识源和多个传感器采集的信息或数据进行综合处理，并做出全 面、高效、合理的判断、估计和决策，这一问题的解决已经大大的超出了人脑的综合处 理能力，为此20世纪70年代，一门新兴的学科——多传感器信息融合应运而生。 为了更好的阐述信息融合这一概念，可以把传感器获得的信息分成三类：冗余信息、 互补信息和协同信息。冗余信息是由多个独立传感器提供的关于环境信息中同意特征 的多个信息，也可以是某一传感器在一段时间内多次测量得到的信息；在一个多传感器 系统中，若每个传感器提供的环境特征都是彼此独立的，即感知的是环境各个不同侧面 的信息，则这些信息成为互补信息；在一个多传感器系统中，若一个传感器信息的获得 必须依赖另一个传感器的信息，或一个传感器必须与另一个传感器配合工作才能获得所 需要的信息是，则这两个传感器提供的信息称为协同信息。 多传感器信息融合，又称多传感器数据融合，指的是对不同知识源和多个传感器所获 得的信息进行综合处理，消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾，利用信息互补 降低不确定性，已形成对系统环境相对完整一致的理解，从而提高智能 系统决策规划的科学性，反应的快速性和正确性，进而降低决 策风险的过程。传感 器之间的冗余信息增强了系统的可 靠性，多传感器之间的互补信息扩展了单个传 感器的性能。 2.项目简介 项目名称：基于多传感器信息融合技术的智能服装系统。 项目研究内容：智能服装本质上是嵌入式多温度传感器信息的采集和融合处理，主 要关系到两个主要方面，一是温度的采集；二是对于采集到的温度进行融合分析作出反 应动作；对于温度的采集，这里使用红外测温传感器。对于信息的融合分析，在国内外 有很多的理论，J.Z.Sasiadek把融合的方法分成三大类：一是基于随机某性的合方 法；而是基于最小二乘法的融合方法；三十只能型的融合方法。基于随机模型的融合方 法主要有贝叶斯推理、证据理论、鲁棒估计、递归算子；基于最小二乘法的融合方法主 要有卡尔曼滤波、最有理论；智能型的融合方法主要有模糊逻辑方法、神经网络方法、 遗传算法、人工智能方法、粗集理论、支持向量机、小分析理论等。由于智能外套并 不是什么很复杂的系统，所以选用基于最小二乘法的融合方法就行。整体设计:利用温度 传感器得到人体当前状态下的体温，将各个传感器上传的数据用最小二乘法的融合方法 得到一个当前的最优温度，根据使用者的设定进行升温或降温的处理。 3.系统工作原理 温度传感器 DS1620 从设备环境的不同位置采集温度，单片机 AT89C51 获取 采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定 的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超 过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备 (压缩制冷器) ， 当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 ， 单片机通过三极管驱动继电器开启升 温设备 (加热器) 。 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或 者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时 候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。 系统中将通过串口通讯连接PC机存 储温度变化时的历史数据，以便观察整个温度的控制过程及监控温度的变化全过程。 4.智能服装的发展前景 随着生活质量的提高，人们已经不再仅满足于衣服的材料，对于衣服的功能 有了更多的要求，而对于衣服的价值所在，能够使人穿的温度适宜是最基本的存 在价值之一，所以此类调节温度的智能服装必将会在不远的将来带来一个新的研 究热潮，多传感器信息融合解决这个问题的一个很有效可行的方法，随着科技的 发展以及数学上对新算法的研究，智能服装必将朝着简洁（即看不出有明显的传 感器），实用（即判断温度与作出反应很准确）的方向发展，相信在不远的将来 你我穿的衣服虽然表面于现在的没什么不同，但功能上已经有了质的飞跃，这一 切都得依靠嵌入式多传感器的帮助。 Ⅰ.微控制器模块 由