[发明专利]一种基于小尺寸分布式光纤传感阵列的智能皮肤

权利要求书

1.一种基于小尺寸分布式光纤传感阵列的智能皮肤，其特征在于，包括表皮传感阵列、埋入式光纤传感阵列、数据采集系统模块、数据处理模式识别模块；

表皮传感阵列，被置于柔性材料的表层，由V型槽嵌入表皮中，V型槽数量可根据检测需要增加或减少，用于气体、液体成分检测，所用传感器为全光纤干涉式传感器；

埋入式光纤传感阵列，多个传感器埋入柔性材料中构成传感阵列；

数据采集系统模块，被配置用于传递测量数据，包括宽带光源、光合/分路器、传输光纤、光路切换开关、信号探测器及计算机；

数据处理模式识别模块，被配置用于对数据进行预处理，经过模式识别，送入神经网络进行训练，包括神经网络模式识别和训练；

还包含外设显示软件，用于实现对小尺寸范围的压力、触觉、位置、物体形状、摩擦力，以及气体和液体的成分、浓度、温度、振动的智能传感识别和显示；

所述表皮传感阵列和埋入式光纤传感阵列，是基于全光纤干涉式传感结构的全光纤分布式传感阵列，用于实现小尺寸范围的压力、触觉、位置、物体形状、摩擦力，以及气体和液体的成分、浓度、温度、振动的全分布式传感；

智能皮肤，为了固化的柔性材料中能够埋入光纤传感结构，每一个光纤出入端口加保护套；

所述数据采集系统模块，数据传递时通过无线或有线两种传输方式进行传递；

数据处理模式识别模块，数据的预处理包括：数据平滑、数据归一化、峰峰值的提取，计算中位数、方差、均值，计算短时过零率，计算小波包能量；

数据平滑：使用smooth函数，包括moving、lowess、loess、sgolay、rlowess、lowess多种方法，包括不同程度的平滑系数，对数据毛刺干扰进行去除；

数据归一化：使用自带的normalize函数，将数据统一到一致的范围内；

峰峰值的提取：使用自带的findpeaks函数；

计算中位数：使用自带的median函数直接求得中位数，反映数据整体的能量大小；

计算方差：使用var函数，反映数据的波动程度；

计算均值：使用自带的mean函数，准确反映整体的能量大小；

计算短时过零率：作为神经网络的一个辅助数据，反映出数据变化的程度；

计算小波包能量：利用小波变换提取小波包能量，处理高频信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于小尺寸分布式光纤传感阵列的智能皮肤，其特征在于，所述保护套材料为塑料套管。