【摘 要】
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目前,随着互联网技术的快速发展及工业4.0的提出,未来的社会生活将会发生巨大的变化。目前5G技术的发展以及6G技术的提出让万物互联不仅仅只是期望而有望成为事实,而要实现万物互联,其中的一个关键技术突破点就在于人机交互新型传感器的开发。例如智能家居系统中如何感知人体的温度及人体的位置从而实现家居系统的智能调控,无人看护的老人如何感知判断自身的身体状况指标并上传到监控系统,仿生型机器人如何具有类似于人
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目前,随着互联网技术的快速发展及工业4.0的提出,未来的社会生活将会发生巨大的变化。目前5G技术的发展以及6G技术的提出让万物互联不仅仅只是期望而有望成为事实,而要实现万物互联,其中的一个关键技术突破点就在于人机交互新型传感器的开发。例如智能家居系统中如何感知人体的温度及人体的位置从而实现家居系统的智能调控,无人看护的老人如何感知判断自身的身体状况指标并上传到监控系统,仿生型机器人如何具有类似于人体皮肤感知外界信息的能力等等。为此,各种类型的电子皮肤器件被报道出来并有了较为喜人的研究成果。已有的报道中可以实现各种类型的电子皮肤包括有压力感知、温度感知、位置感知和自我修复等。然而,实际上大多数提出的电子皮肤通常是具有单一的检测功能,同时检测传感两种或两种以上的信息仍然非常困难。为此,本文制备了一种能进行人机交互的温度和压力感知传感器,并通过结构上不同功能层之间的叠加设计,实现同时测量压力信号和温度信号的功能。其中温度传感部分由果胶粉末和黄原胶粉末混合制备,所制备出来的果胶黄原胶共混膜在30℃-51℃范围内的灵敏度可以达到2.563%℃,而在51℃至70℃范围内灵敏度达到0.992%/℃。对于压力传感器,使用PDMS(聚二甲基硅氧烷),CNT(碳纳米管)和绵白糖来制造具有多孔结构的PDMS-CNT(聚二甲基硅氧烷-碳纳米管)导体,其具有0.5 s的快速响应能力。此外,本文不仅仅只是制备了能够实现同时测量压力信号和温度信号的传感器器件,还同时把这个传感器器件通过具有分压功能的电路与STM32单片机采样功能配合VC电脑客户端的界面显示做成了一个电子皮肤系统。这个电子皮肤系统能够在传感器器件检测到温度及压力信号的时候,通过STM32进行电压值的采样分析并判断是否超过设定阈值从而决定是否通过串口通信发送有效信号至电脑客户端进行相应的警报显示,进而实现过压和过温的警报功能。本文面向物联网的人机交互感知传感关键技术研究具有能够同时检测两种传感信号的优势,并且将传感器件做成了一个具有过压及过温警报功能的电子皮肤系统,这将为电子皮肤和物联网技术未来共同发展提供一种有效的解决方案。
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