فهرست

مقدمه ۱

فصل اول

۱- منسوجات هوشمند و بررسی تحقیقات انجام شده ۳

۱-۱- منسوجات هوشمند و علائم حیاتی بدن انسان ۴

۱-۱-۱- معرفی منسوجات هوشمند ۴

۱-۱-۱-۱- منسوجات قابل پوشش (منــــــسوجات هوشمند قابل پوشش) ۵

۱-۱-۱-۲- منسوجات صنعتی غیر قابل پوشش (منسوجات هوشمند غیر قابل پوشش )۶

۱-۱-۲- علائم سلامتی بدن ۶

۱-۱-۲-۱- ضربان قلب در واحد زمان ۶

۱-۱-۲-۲- تعداد تنفس در واحد زمان ۶

۱-۱-۲-۳- دمای بدن در زمانهای مختلف ۶

۱-۲- معرفی انواع سنسورها ۷

۱-۲-۱-سنسورهای بر پایه الکترواکتیو پلیمر ۱۲

۱-۲-۱-۱-  سنسورهای پیزورزیستیو که پایه پلیمر های فعال دارند ۱۲

۱-۲-۱-۲-  سنسورهای پیزو الکتریک که پایه پلیمر های فعال دارند ۱۲

۱-۲-۱-۳-  سنسورهای بیو مدیکال ۱۳

۱-۲-۲- فعال کننده ها ۱۴

۱-۲-۳- سنسورهای بر مبنای اجزای الکترونیکی ۱۵

۱-۲-۴- منابع جریان ۱۵

۱ -۲-۴-۱-سل های الکتروشیمیایی ۱۹

۱-۲-۴-۲-پیزو الکتریک های مولد ۱۹

۱-۲-۴-۳- الاستومرهای دی الکتریک ۲۰

۱-۲-۴-۴- مولد های جنبشی ۲۰

۱-۲-۴-۵- مولد های ترموالکتریک ۲۱

۱-۲-۴-۶- مولد های پیروالکترولیک ۲۱

۱-۲-۴-۷- مولد های فتوالکتریک ۲۱

۱-۲-۴-۸- سوپر خازنها ۲۲

۱-۲-۵- مواد سیمی الکتریکی ۲۲

۱-۳- طراحی بافت برای منسوج هوشمند قابل پوشش ۲۶

۱-۳-۱- متغیرهای طراحی ۲۷

۱-۳-۲- متغیرهای ارزشی ۲۸

۱-۳-۳- متغیرهای اجرایی ۲۸

۱-۴- دستاوردها در منسوجات هوشمند ۳۰

۱-۴-۱-  خلاصه ای از جدیدترین دستاوردها در منسوجات هوشمند ۳۰

فصل دوم

طراحی و ساخت منسوج هوشمند قابل پوشش

۲-۱- مقدمه ۳۷

۲-۲- ساخت منســـــــــوج هوشمند ۴۰

 ۲-۲-۱- طراحی و ساخت لباس ۴۰

۲-۳- اندازه¬گیری کرنش ۴۱

۲-۴- سنسور استرین¬گیج ۴۱

۲-۴-۱- جنس استرین¬گیجها ۴۲

۲-۴-۲- مقاومت الکتریکی استرین¬گیجها ۴۴

۲-۴-۳- مشخصات استرین¬گیج  (پیزورزیستیو) استفاده شده ۴۵

۲-۴-۴- نصب سنسور ۴۵

۲-۵- اندازه¬گیری تغییرات جزئی مقاومت ۴۶

۲-۵-۱- پل وتسون ۴۶

۲-۵-۲- متعادل¬کردن مدار ۴۷

۲-۶- فیلترها ۴۸

۲-۷- تقویت کننده ۴۸

۲-۷-۱- مفهوم تقویت و تقویت کننده در الکترونیک ۴۸

۲-۷-۱-۱- چگونگی تقویت در ترانزیستور ۴۹

۲-۷-۱-۲ پارامترهای تقویت کننده ۵۰

۲-۷-۲- تقویت کننده های عملیاتی ۵۱

۲-۷-۳- گین یا بهره ۵۲

۲-۷-۴- تقویت کننده¬های ابزاری ۵۴

۲-۸- مبدل آنالوگ به دیجیتال ۵۷

۲-۸-۱- ویژگیهای مبدلهای A/D. 61

2-8-1-1- نوع خروجی ۶۱

۲-۸-۱-۲- قابلیت تفکیک ۶۱

۲-۸-۱-۳- دقت ۶۱

۲-۸-۱-۴- زمان تبدیل ۶۲

۲-۹- کالیبراسیون سیستم تشخیص تنفس ۶۳

فصل سوم

۳- نرم¬افزار مورد استفاده جهت پردازش داده های تنفسی ۶۴

۳-۱- مقدمه ۶۵

۳-۲- پورت سریال ۶۵

۳-۳- دیتاگیری و نمایش سیگنال در حوزه زمان ۶۵

۳-۳-۱- سرعت دیتاگیری ۶۵

۳-۳-۲- تعداد دیتاها در سیکل ۶۶

۳-۴- مراحل اجرای برنامه ۶۶

۳-۵- فلوچارت ۶۷

۳-۶- توابع ۶۷

۳-۶-۱- پنجره کاربر نرم¬افزار ۶۸

۳-۶-۲- توابع کلاس view 68

3-6-3- تابع file creation 69

3-6-4- تابع timer 69

3-6-5- تابع  start stop 69

فصل چهارم

۴- آزمایشات ۷۱

۴-۱- مقدمه ۷۲

۴-۲- بدست آوردن سیگنال تنفس ۷۲

۴-۳- آزمایشات ۷۲

فصل پنجم

۵- بحث و نتیجه¬گیری ۷۵

۵-۱- بحث و نتیجه¬گیری ۷۶

۵-۱-۱- تاثیر گیج بر دامنه سیگنال ۷۷

۵-۱-۲- تاثیر گیج بر پیک منحنی ۷۸

۵-۱-۳- ارتباط گیج و جنس سنسور ۷۸

۵-۲-تحلیل نتایج ۷۸

۵-۳-نتیجه گیری کلی ۸۰

۵-۴- پیشنهاد برای تحقیقات بعدی ۸۰

۶- ضمایم ۸۲

۶-۱- برنامه نوشته شده به زبان ویژوال C   ۸۲

۶-۲- داده های مربوط به سیگنال های گرفته شده از سه نوع پارچه ۸۵

۷- منابع و مراجع ۱۲۱

مقدمه

انسان از ابتدای خلقت تا کنون، تنوع پوشش خود را از برگ درخت تا منسوجات هوشمند امروزی، اختیار نموده است. در گذر زمان با فهم و کشف تکنولوژی های جدید و نیز شناسایی مواد خام موجود در طبیعت، توانسته است تا با بکار گیری دانش و امکانات موجود همواره رفاه بیشتر خود را فراهم سازد شاید روزگاری بافت منسوجی از جنس پنبه که بسیار لطیف باشد و بتواند به عنوان پوشش برای ادمی بکار رود، چندان قابل تصور نمی نمود و شاید افکار زمانهای قدیم برگ درختان را به عنوان پوشش خود به طور دائم متصور می شدند، یا شاید اگر ایده تولید و دست یابی به منسوج جدید، نیز به ذهن می رسید، باز این سئوال  که حال چگونه میتوان برای مصرف کنندگان بسیار زیاد روی کره زمین این محصول را تولید کرد، تعللی در اوج گرفتن ایده های جدید ایجاد می نمود.

بشر در طول زمانهای گذشته همواره با اعجاز تجربه، بر ناباوری خود بر مسائل فایق آمده و همچنان در رشته های مختلف علمی و در سطوح مختلف، انقلابهای علمی ، دست باور را بر سبد دانشهای تحقق نیافته زده است. در حوزه نساجی دیری نگذشته است که الیاف نوری، الیاف میکرو، الیاف نانو ، …و به تازگی منسوجات هوشمند، حوزه های جدید کاری را برای محققین باز نموده¬اند. بدیهی است اگرچه در بررسی هر کدام از این تکنولوژیها و کسب محصولات ناشی از هر کدام، همواره سئوالاتی چون آیا میتوان تعداد کثیر مصرف کنندگان را با این مصنوع جدید تامین نمود؟(همانگونه که انسانهای اولیه نیز به سختی می توانستند متصور شوند که روزی با احداث کارخانجات بافندگی بسیار زیاد، آدمیان را بتوان از پوشش برگ رهایی بخشید).

پس از اختراع  ماشین بافندگی ژاکارد، ذخیره کردن داده ها و مکانیزه شدن آن پذیرفته شد و امروزه پس از گذشت ۲۰۰ سال، ارتباط بین نساجی و کامپیوتر، ملموس شده است، و تولید منسوجاتی که قابلیت درک حرکات بدن و یا قابلیت گزارش دهی داشته باشند، در این راستا  مظهر مشارکت این دو صنعت می-باشند.

به منظور آگاه نمودن مردم از وضعیت سلامتی شخصی¬شان، پشتیبانی و اطلاع رسانی و سپس پیشرفتهای تکنولوژیکی باید در این راستا به¬کار برده شود، برای این منظور باید براحتی بتوان وسایل واسطه ای بین انسان و این ابزار را به¬کار گرفت. با به¬کار گرفتن پارچه های چند منظوره،(که بطور متداول به الکتروتکستایل ها یا منسوجات هوشمند معروف هستند)،  کسب یک زندگی سالم، ایمن، و راحت تر میسر می¬گردد. لذا چنانچه هوشمندی منسوجات، با ویژگی پوشانندگی آن ترکیب شود، می¬تواند یک محصول سودمند را تولید نماید.