基于ARM技术的服装舒适性检测系统的设计

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                    ???? 0引言
　　随着生活水平的提高，人们对服装的舒适性有了更高的要求。服装舒适性的研究范围涉及三个基本领域：物理、生理和主观心理。现阶段，国内外的服装舒适性研究主要集中在生理舒适性领域。服装生理舒适性领域的研究主要集中在热湿舒适性、接触舒适性和压感舒适性三大领域。服装压力、温湿度的状态是*价服装生理舒适性的重要指标。不适当的服装压力会影响着装者的疲劳感和工作效率，且关系到人体的健康。一般来说，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(手工)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*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。本文设计了基于ARM技术的便携式的服装压力、温湿度测量系统。
　　1 服装舒适性检测系统的构成
　　服装舒适性检测系统由数据采集模块、数据采集及存储的控制模块、数据分析模块构成，结构如图1所示。数据采集模块的前端是由多个FlexiForce压力传感器、压力-电压信号转换电路和DHT90温湿度数字传感器组成，这些传感器用来获取被测部位的压力和温湿度信号，并通过信号调理电路(信号变换电路、滤波电路等)将所测的压力转换为电压信号。数据采集及存储的控制模块是本系统的核心，主要负责数据采集和存储控制，该模块利用ARM9处理器芯片S3C2440内置10 b模／数转换器(ADC)，该ADC能以500 KSPS的采样速率将模拟电压信号转换为10 b分辩率的数字信号并利用其GPIO接口实现温湿度数字信号的采集。另外该模块利用SD卡作为存储介质实现对压力、温湿度数据的离线存储。数据分析模块主要负责读取SD卡存储的测量结果数据，该模块借助LabVIEW语言开发出的方便、形象逼真的仪器面板将测量结果保存并以直观的形式显示出来。




　　2．2 数据采集及存储控制的硬件设计
　　数据采集及存储控制模块是本系统的核心，该模块性能直接影响整个服装测量系统的测量精度和运行速度。数据控制及存储模块结构框图如图3所示，数据采集及存储控制模块的核心部分是三星公司生产的高性能S3C2410微处理器。该处理器是基于ARM920T内核的16／32位RISC嵌入式微处理器，片上主要集成有117个通用I／O接口，24个外部中断源，4个具有PWM功能的计时器及1个内时钟，8通道10位ADC，3通道的UART，4通道的SDRAM控制器，1个LCD控制器，具有日历功能的RTC(实时时钟)，SD卡接口等。同时，S3C2410还提供一组完整的系统外围设备，主要有MAX232、按键、LED、SD存储卡、SDRAM、SRAM等。




　　3．2 数据分析模块的软件实现
　　数据分析模块只涉及软件实现，该模块采用LabVIEW 7．1软件实现了采集数据的输出、图形的实时显示与Excel测试报告的生成与保存功能，程序示意图如图5所示。数据分析模块的软件实现首先是打开离线保存在SD存储卡里的温湿度压力信号的文件；其次进入While loop循环通过对控制按钮设定连续读取文件中的信号，并将其数据分流实现各通道压力、温湿度信号的图形化显示；最后保存Excel测试报告并关闭文件。




　　4 测试实验
　　图6显示的曲线分别是服装舒适性检测系统对人体在正常工作状态下后背、腋窝温湿度和肩部、腹部压力测试的结果。由于人体在正常工作状态时其同一部位的压力及温湿度值随时间变化不大，图6所示的测试的结果符合人体正常着装状态下不同部位的压力及湿度实际变化情况。
　　5 结语
　　设计一种基于嵌入式ARM处理器的便携式服装压力、温湿度测量系统。该系统在单个芯片上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，基于LabVIEW实现实时数据分析，且系统具有体积小、功耗低、速度快、测试准确、工作可靠等特点，该便携式系统可以为服装舒适性的客观*定提供依据和基础，为服装功能测量系统的开发提供了一条新的思路。