可穿戴传感器 应用、设计与实现

阐述可穿戴传感器原理、设计、制造和实施。主要内容包括穿戴式柔性传感器的制备与表征，穿戴式传感器的物理特性、设计和应用穿戴式医疗传感器信号调理智能电路，以及基于Python的传感器数据采集、数据提取和数据分析的基于GUI的软件开发。

译者序
前言
贡献者名单
作者简介
第1章 测量生理参数的可穿戴传感器：物理、特性、设计和应用1
1.1 简介1
1.2 可穿戴传感器的类型3
1.3 用于动物健康的可穿戴传感器4
1.4 可穿戴传感器的工作原理5
1.5 可穿戴传感器制造中的问题7
1.6 利用电气特性制造可穿戴传感器9
1.7 电化学可穿戴传感器14
1.8 压电可穿戴传感器15
1.9 可穿戴传感器的制造17
1.10 在电极上沉积传感膜19
1.11 可穿戴传感器的应用21
1.12 总结22
参考文献22
第2章 可穿戴柔性传感器：制造与表征24
2.1 简介24
2.2 柔性传感器的制造25
2.3 制造工艺27
2.4 纳米粒子功能化30
2.5 传感参数31
2.6 总结33
参考文献33
第3章 可穿戴医疗传感器信号调节智能电路37
3.1 简介37
3.2 通过指尖光电容积描记法估算血液参数38
3.3 PPG器件设计的注意事项44
3.4 使用基于PPG的智能可穿戴设备进行心率监测46
3.5 基于NIRS-HDtDCS可穿戴设备的脑氧饱和度监测49
3.6 使用PCG进行心音测量53
3.7 总结55
参考文献55
第4章 基于Python框架的面向传感器数据采集、提取和分析任务的图形用户界面软件开发59
4.1 简介59
4.2 使用Visual Studio 2017和Python的传感器数据接收、存储和分析的软件框架59
4.3 设计和开发GUI60
4.4 总结75
参考文献76
第5章 医疗物联网系统的架构与安全77
5.1 简介77
5.2 系统流程81
5.3 安全路由83
5.4 云端85
5.5 系统实现87
5.6 结果88
5.7 总结94
参考文献95
第6章 可穿戴设备物联网：访问控制和身份管理97
6.1 简介97
6.2 IoT的安全性99
6.3 讨论108
6.4 总结112
参考文献113
第7章 可穿戴人体传感器网络的安全和隐私119
7.1 简介119
7.2 WBSN的广义系统架构120
7.3 WBSN中的安全需求121
7.4 WBSN中的威胁和攻击123
7.5 WBSN中安全与隐私的解决方案124
7.6 总结128
参考文献128
第8章 无线植入物体的网络安全130
8.1 简介130
8.2 可植入医疗设备131
8.3 黑客攻击的伦理分析133
8.4 IMD安全需求134
8.5 IMD安全设计中的权衡136
8.6 支持紧急访问的安全设计138
8.7 支持常规检查的安全设计143
8.8 解决资源受限的安全设计144
8.9 讨论和未来的研究146
8.10 总结147
参考文献147
第9章 VitalMON：用于温度监测的可穿戴传感器系统151
9.1 简介151
9.2 系统体系结构153
9.3 硬件和固件设计158
9.4 基于P-VSM的热红外TM测温方法167
9.5 使用WTA测量TM温度的可行性研究171
9.6 用户数据隐私和安全考虑179
9.7 伦理问题180
9.8 总结180
参考文献180
第10章 可穿戴视觉传感器中使用的低内存图像编码器183
10.1 简介183
10.2 用于WVS的低内存图像编码器186
10.3 结果与讨论200
10.4 总结205
参考文献205
第11章 基于智能鞋垫可穿戴系统的IoT平台212
11.1 简介212
11.2 背景工作213
11.3 将SmartStep集成到IoT框架中216
11.4 使用场景216
11.5 SmartStep作为IoT节点所面临的挑战217
11.6 支持SmartStep作为IoT节点的硬件设计218
11.7 电池子系统和无线充电218
11.8 SmartStep的容错固件设计219
11.9 基站容错的Android应用221
11.10 将数据从SmartStep传输到云服务器的基础设施223
11.11 测试场景：长期案例研究224
11.12 未来的发展方向224
11.13 总结224
参考文献225
第12章 用于无线人体传感器网络的基于HRV的生物特征隐私保护与安全机制228
12.1 简介228
12.2 相关工作230
12.3 使用WBSN的医疗保健系统的安全需求231
12.4 背景233
12.5 生理信号采集的可穿戴平台235
12.6 基于HRV的WBSN生物特征安全机制237
12.7 实验结果与讨论241
12.8 总结246
参考文献247