专利名称：成鞋湿热舒适度测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种温度、湿度测量装置，特别是一种新型便携式的、具有鞋腔温 湿度测量、无线数据通信和测量数据分析管理功能的成鞋湿热舒适度测量装置。
背景技术：
足部关联着人体的五脏六腑和各个器官，被称为“人的第二心脏”，足部与人体健 康有很大关系。从鞋腔的微气候来说，影响人脚舒适性和健康性的主要因素是温度和湿度。 因此测定与控制鞋腔内温度、湿度具有重要的意义。目前，成鞋湿热舒适度主要停留在定性分析或针对鞋材本身的定量分析基础之 上，其中，国内通过测量皮革、化纤等材料透气性和透水汽性来间接反映温湿度的装置较 多，但大多不是针对鞋腔空间的。一般企业主要是通过邀请有经验的试鞋员进行试穿，这种 通过人的主观感知来测试湿热舒适度，还停留在定性分析上，且主观性太强，缺乏相应的理 论与数据支撑，无法客观准确的反映湿热舒适度。
发明内容本实用新型的目的是提供一种成鞋湿热舒适度测量装置，通过传感器提取鞋内的 温、湿度信号，经信号调整电路调整输入至测量仪，并通过ZigBee无线网络将此温湿度信 号传输给计算机，在计算机上显示实时曲线绘制及数据存储。本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的，一种成鞋湿热舒适度测量仪，其 特征在于包括鞋垫式传感器及与鞋垫式传感器相连接的信号调整电路，信号调整电路的 输出端口与测量仪连接，测量仪中设有单片机核心电路及ZigBee发送模块，单片机核心 电路通过ZigBee发送模块与ZigBee接收模块信号连接，ZigBee接收模块与计算机连接。所述鞋垫式传感器包括由顶层、底层及该顶层及底层相嵌合的温、湿度传感器阵 列分布层叠加而成。所述顶层采用微型多孔结构的泡沫材料P0R0N系列4701-40-30045-04。所述底层采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA绝缘薄膜材料。所述温、湿度传感器层由32个传感器通过栅线连接构成传感器阵列，对应每个传 感器单体的周边填充有绝缘胶体。所述温、湿度传感器阵列层为温度传感器阵列与湿度传感器阵列各呈4X4阵列 布线，且该阵列各单体温度传感器与湿度传感器相邻对应分布。所述单片机核心电路采用STC89LE54RD单片机，该单片机上分别设置有按键、IXD 显示、指示灯。所述计算机通过ZigBee网络同时连接多个测量仪进行成鞋湿热舒适度测量。本实用新型的有益效果是本实用新型涉及的成鞋湿热舒适度测量装置，可以通过传感器阵列定量的测量 温、湿度数据，对温、湿度进行客观判定，为企业对成鞋舒适性设计提供依据，同时为制鞋行业建立舒适性定量体系提供技术保障。现今，人们越来越注重脚的健康，对鞋的舒适性要求更高，作为影响人脚舒适性和 健康性的两大因素温度和湿度，对其的测量要求也更高，所以该成鞋湿热舒适性测量设备 将具有广阔的发展前景。

图1是本实用新型成鞋湿热舒适度测量结构示意图；图2(a)是鞋垫式传感器外形结构示意图；图2(b)是图2(a)的截面结构示意图；图2(c)是温度传感器阵列分布示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型做进一步说明。如图1所示，成鞋湿热舒适度测量结构，由鞋垫式传感器1、信号调整电路2、测量 仪3(包括单片机核心电路、ZigBee发送模块)ZigBee接收模块4和计算机5组成。信号 调整电路2的输出端口与测量仪3连接，测量仪3中设有单片机核心电路及ZigBee发送模 块，单片机核心电路通过ZigBee发送模块与ZigBee接收模块4信号连接，ZigBee接收模 块4与计算机5通过USB接口连接。通过鞋垫式传感器1提取鞋内的温、湿度信号，经过信号调整电路2将其调整成为 标准的脉冲信号，传输给单片机核心电路，单片机核心电路将其处理换算得到鞋腔温、湿度 的相对值，再利用ZigBee收、发模块无线网络传输给计算机5，完成实时曲线的绘制及数据 存储。如图2(a)所示，为鞋垫式传感器1的外形结构示意图，温、湿度传感器阵列按照图 示结构分布，传感器采用的是鞋垫式、多点测量的结构，其中实心点为温度传感器阵列，空 心点为湿度传感器阵列。该阵列各单体温度传感器与湿度传感器相邻对应分布。图2(b)为图2(a)的截面结构示意图，该鞋垫式传感器1分为三层，其结构由顶层 11、底层12及该顶层11及底层12相嵌合的温、湿度传感器阵列分布层13叠加而成。顶层11采用美国Rogers集团公司的P0R0N系列4701-40-30045-04高性能泡沫材 料，其微型多孔结构，使其具有卓越的冲击吸收能力，良好的耐压缩变形、可以保护传感器； 同时具有水汽渗透性佳的功能。中间一层为温、湿度传感器阵列分布层13，包括温、湿度传感器14各16个，将温、 湿度传感器14分别按照4X4阵列的结构布线，如图2(c)所示。在布局上，将图2(c)所示 温度传感器阵列与图2(c)布局相同的湿度传感器阵列相互叠加，将两阵列的各个单体温 度传感器与单体湿度传感器相邻对应布置，如图2(a)所示结构，该布局可根据人脚的特性 和测量点的需求进行合理分布。阵列采用在绝缘薄膜基底上光刻铜制栅线的方法来制作引 线，将栅线作为信号引出端，并通过排线将其送至信号调整电路2。将传感器的焊点15及这 一层的空缺处填充绝缘胶体16，固定温、湿度传感器14，并使其具有良好的绝缘性和屏蔽 性。底层12采用EVA (乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)材料制作，具有很好的柔韧性、抗冲击性。本实用新型单片机核心电路采用STC89LE54RD单片机，连接按键、IXD显示、指示 灯。该结构的成鞋湿热舒适度测量装置的计算机5通过ZigBee网络同时可连接多个 测量仪3进行成鞋湿热舒适度测量。本实用新型的使用方式是 鞋垫式传感器1是垫在鞋腔内的，通过排线将温湿度数据传输给信号调整电路2。信号调整电路2模块是安装在脚踝位置的，传感器鞋垫的排线通过接插元件进入 信号调整电路2，每一路的采样信号经过信号调整，转换成标准的脉冲电压信号，通过电缆 送至测量仪3中的单片机核心电路。测量仪3是携带在腰上的，方便人体的运动及对其的操作。它包括两个部分单片 机核心电路和ZigBee发送模块。采用STC89LE54RD单片机为系统控制核心，外围包括按键、LCD显示、指示灯等辅 助电路来完善系统功能。按键完成菜单选择、设置(包括采样频率、采样时间的设置，开启、 暂停数据采集等功能)；LCD显示菜单设置过程、采样数据等；指示灯指示电源、数据采集、 数据通信等信号。通信采用ZigBee无线网络可以让使用者在通信允许的范围内(200m内)自如活 动并完成数据实时传输，摆脱串口通信或是USB通信数据线长度受限的困扰，提高测量的 准确性。另外可以通过ZigBee组成无线传感器网络，实现多个测量仪同时测量。本实用新型采用系统下位机软件设计采用C语言。程序在WindOWS2000环境下采 用KeiluVisioM软件编写。可实现对鞋腔温湿度数据的采集、采集时间、频率的设定、采集 数据的实时显示和传输等功能。系统的上位机软件具有采样数据的实时曲线显示、历史数据查询、打印报表、用户 管理等功能，操作简单，使用方便。
权利要求成鞋湿热舒适度测量装置，其特征在于包括鞋垫式传感器(1)及与鞋垫式传感器(1)相连接的信号调整电路(2)，信号调整电路(2)的输出端口与测量仪(3)连接，测量仪(3)中设有单片机核心电路及ZigBee发送模块，单片机核心电路通过ZigBee发送模块与ZigBee接收模块(4)信号连接，ZigBee接收模块(4)与计算机(5)连接。
2.根据权利要求1所述的成鞋湿热舒适度测量装置，其特征在于所述鞋垫式传感器 ⑴包括由顶层(11)、底层(12)及该顶层(11)及底层(12)相嵌合的温、湿度传感器阵列 分布层(13)叠加而成。
3.根据权利要求2所述的成鞋湿热舒适度测量装置，其特征在于所述顶层(11)采用 微型多孔结构的泡沫材料PORON系列4701-40-30045-04。
4.根据权利要求2所述的成鞋湿热舒适度测量装置，其特征在于所述底层(12)采用 乙烯_醋酸乙烯酯共聚物EVA绝缘薄膜材料。
5.根据权利要求2所述的成鞋湿热舒适度测量仪，其特征在于所述温、湿度传感器层 (13)由32个传感器(14)通过栅线连接构成传感器阵列，对应每个传感器单体的周边填充 有绝缘胶体(16)。
6.根据权利要求2所述的成鞋湿热舒适度测量装置，其特征在于所述温、湿度传感器 阵列层(13)为温度传感器阵列与湿度传感器阵列各呈4X4阵列布线，且该阵列各单体温 度传感器与湿度传感器相邻对应分布。
7.根据权利要求1所述的成鞋湿热舒适度测量装置，其特征在于所述单片机核心电 路采用STC89LE54RD单片机，该单片机上分别设置有按键、IXD显示、指示灯。
8.根据权利要求1所述的成鞋湿热舒适度测量装置，其特征在于所述计算机(5)通 过ZigBee网络同时连接多个测量仪(3)进行成鞋湿热舒适度测量。
专利摘要本实用新型涉及一种成鞋湿热舒适度测量装置，其特征在于包括鞋垫式传感器(1)及与鞋垫式传感器(1)相连接的信号调整电路(2)，信号调整电路(2)的输出端口与测量仪(3)连接，测量仪(3)中设有单片机核心电路及ZigBee发送模块，单片机核心电路通过ZigBee发送模块与ZigBee接收模块(4)信号连接，ZigBee接收模块(4)与计算机(5)连接。通过传感器提取鞋内的温、湿度信号，经信号调整电路调整输入至测量仪，并通过ZigBee无线网络将此温湿度信号传输给计算机，在计算机上显示实时曲线绘制及数据存储。
文档编号G01D21/02GK201672937SQ20102010678
公开日2010年12月15日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者宋孟华, 张玉杰, 施凯, 葛金娟, 贾继涛, 邹华侨, 魏召侠 申请人:陕西科技大学