具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况下，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当…时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似的，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述的条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

下面结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

随着科学技术的发展，智能服装的研究和发展越来越受到关注。智能服装是电子信息学科、材料学科、纺织学科及其它相关学科结合与交叉的产物。智能服装可以用于监测人体外部环境或内部状态的变化，应用场景十分广泛。例如，在一种应用场景中，可以通过结合温度传感器的智能服装为用户进行温度监测。

根据资料统计显示，我国消防员当前装备条件相对较差，在火场内扑救时多穿着隔热防护服，由于其的密封与材质问题会导致消防员在火场时对火场环境感知不明显，在周边环境发生不足以肉眼观察微小变化有可能危及生命时，消防员对其感知不明显可能造成不必要的人员伤亡。对此，提供一种灵敏的、具有温度监测功能的消防服能够帮助消防员和指挥调度员更好地感知火场环境，也有助于指挥调度人员更好的进行指挥和调度，保护火场人员的生命安全。

目前全世界大概有50个国家从事传感器的研制生产工作，在市场上，温度传感器种类众多，常用的包括双金属式、玻璃液体式、压力式、电阻式和热敏式温度传感器。在应用于高精度、高可靠性的场合时，也有许多适用的温度传感器。例如，DALLAS(达拉斯)公司生产的DS18B20温度传感器，与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字值读出方式，可以分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量。

而如何将温度传感器与织物进行结合也越来越受到关注，现有技术中，通常将传感器等电子元件安装在服装面料上，从而制作智能服装。但目前来说，电子元件与服装的结合还存在多方面的问题。首先，电子元件的体积大小不够微型，安装在服装上给人以异物感，且无法真正达到柔性的效果，同时还会影响传感器实际所检测到的数据。其次，模块的功能性不强，测量精度与准确度达不到相关要求，有时所测得的数据与实际情况偏差较大，无法满足用户的真正需要。第三，可穿戴设备未形成一个系统，资源整合有待加强。大部分智能服装，其功能的实现都强调以数据为中心，主要集中在对数据的分析、处理和综合上，但由于各数据分析平台的数据整合方式及标准不同，导致了分析结果的多样化；各平台的数据分析结果不能互用，使得各信息得不到合理利用，输出的数据也缺乏有效性，且输出的数据不利于直观分析，不能带来更好的用户体验效果。综上，现有技术的问题在于，直接将电子元件安装在服装面料上会影响服装的美观，且温度传感器等电子元件会带来异物感，影响用户的穿戴体验；另外大部分电子元件无法实现柔性传感，其检测数据准确性无法得到保证；同时，输出数据不利于进行直观分析，同样影响用户体验。

为了解决现有技术的问题，本发明方案提供一种温度监测智能面料，上述温度监测智能面料包括织物和多个准分布式的温度传感器，上述温度传感器通过三维机织法植入上述织物中，其中，上述织物至少包括两层编织结构。本发明方案中，将温度传感器植入至少两层编织结构的织物中，在不损坏温度传感器的前提下达到隐藏温度传感器的视觉效果。且通过三维机织法将温度传感器和织物进行结合，达到柔性传感的特点，使得温度传感器能贴体穿戴并进行温度监测。与现有技术中直接将电子元件安装在服装面料上的方案相比，本发明方案有利于提高温度监测智能面料制成的服装的美观度，使温度传感器更加贴合皮肤，实现了柔性温度传感器的准分布式监测，提高了传感与监测的准确性，且降低了异物感，提升了穿戴体验。

如图1所示，本发明实施例提供一种温度监测智能面料1，上述温度监测智能面料1包括织物11和多个准分布式的12，上述温度传感器12通过三维机织法植入上述织物11中，其中，上述织物11至少包括两层编织结构。

本实施例图1中，画出两个温度传感器12作为示例，具体的温度传感器12可以为多个，在此不做具体限定。具体的，上述三维机织法可以将上述温度传感器12嵌入织物11的两层编织线中，例如，可以在织物11的两层经纱之间将上述温度传感器12充当纬纱。本实施例中，上述温度传感器12为柔性温度传感器，具体的，上述温度传感器12的形态与上述织物11的纺织纤维非常相似，从而可以将上述温度传感器12与上述织物11很好的结合，且不会带来异物感，达到柔性的特点。同时，将上述温度传感器12织入织物11中，可以达到隐藏温度传感器12的目的，有利于提高上述温度监测智能面料1制成的面料的美观度。三维机织织物主要通过多经织造方法制得，本实施例中，上述三维机织法可以包括壁间集成法和交叉壁集成法，实际使用过程中，还可以包括其它集成方法，在此不做具体限定。

由上可见，本发明方案提供一种温度监测智能面料1，上述温度监测智能面料1包括织物11和至少一个温度传感器12，上述温度传感器12通过三维机织法植入上述织物11中，其中，上述织物11至少包括两层编织结构。本发明方案中，将温度传感器12植入至少两层编织结构的织物11中，在不损坏温度传感器12的前提下达到隐藏温度传感器12的视觉效果。且通过三维机织法将温度传感器12和织物11进行结合，达到柔性传感的特点，使得温度传感器能贴体穿戴并进行温度监测。与现有技术中直接将电子元件安装在服装面料上的方案相比，本发明方案有利于提高温度监测智能面料制成的服装的美观度，使温度传感器更加贴合皮肤，实现了柔性温度传感器的准分布式监测，提高了传感与监测的准确性，且降低了异物感，提升了穿戴体验。

具体的，本实施例中，如图2所示，上述温度监测智能面料1还包括，至少一根光纤13，上述温度传感器12为多点准分布式的光纤布拉格光栅传感器，上述光纤布拉格光栅传感器对应的多点光纤布拉格光栅传感区域设置在上述光纤13中。

本实施例中，采用光纤布拉格光栅(FBG，Fiber Bragg Grating)传感器作为上述温度传感器12，FBG即在纤芯内形成的空间相位周期性分布的光栅，其作用的实质就是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。上述FBG传感器可以挂接于光纤13中，从而通过将光纤13与织物11进行织造实现将FBG传感器(即上述温度传感器12)与织物11相结合。利用光纤13的柔性特点降低温度监测智能面料1的异物感。上述多点光纤布拉格光栅传感区域是所有的光纤布拉格光栅传感器对应的传感区域组成的进行温度传感的区域。

本实施例中，上述温度监测智能面料1包括多根光纤13，上述多根光纤13分别设置于织物11的不同位置，每一根上述光纤13中设置有多个FBG传感器，且各FBG传感器挂接于上述光纤13的不同位置，从而实现对上述温度监测智能面料1的不同位置进行实时的温度监测。

具体的，上述光纤13与传统纺织纤维非常相似，且可以对上述光纤13进行涂层处理，使用亲肤涂料降低上述光纤13的异物感。进一步的，还可以使用防火、防水等涂料使上述光纤13达到防火、防水等效果。

为了将光纤13植入到织物11中，同时不损坏光纤13和温度传感器12，并使光纤13与织物11很好地结合，降低异物感，本实施例中采用三维机织法将光纤13与织物11进行织造结合。最终可得织物11外观平整，温度传感器12与织物11形成统一的整体，从外观上很难发现织物11中隐藏的温度传感器12，增加了面料的舒适性和美感。

具体的，本实施例中，上述织物11包括两层编织结构，上述织物11由两层经纱组成，且上述两层经纱由一层纬纱隔开，上述光纤13作为上述纬纱。

图3是本发明实施例提供的一种两层编织结构的织物的结构示意图，图3中织物由两层经纱组成，且上述两层经纱由一层纬纱隔开，两组纬纱在织物中上下交错且穿过经纱。图4是本发明实施例提供的一种将光纤13与织物结合的结构示意图，如图4所示，本发明实施例中，光纤13嵌入到两层编织线中，且将光纤13作为织物的纬纱。其中，上述织物还可以包括多层编织结构，其具体的编织层数可以根据实际需求进行选择和调整，在此不做具体限定。当上述织物包括多层编织结构时，上述光纤13可以设置于织物的任意两个经纱层之间，而不必考虑采用何种交错方法，如图5所示。在一种应用场景中，上述织物还可以包括多层中空结构，此时，上述光纤13可以插入上述织物的中空路径中，在经纱中充当纱线，如图6所示。

具体的，本实施例中，如图7所示，上述温度监测智能面料1还包括：

至少一个数据处理控制板14，上述数据处理控制板14用于获取所有上述光纤布拉格光栅传感器采集的模拟信号，将上述模拟信号进行处理和传输。

现有技术中，可穿戴设备未形成一个系统，资源整合有待加强。大部分智能服装，其功能的实现都强调以数据为中心，主要集中在对数据的分析、处理和综合上，但由于各数据分析平台的数据整合方式及标准不同，导致了分析结果的多样化；各平台的数据分析结果不能互用，使得各信息得不到合理利用。因此本实施例中，为温度监测智能面料1设置数据处理控制板14，上述数据控制板14可以设置于上述织物11上，根据上述数据处理控制板14可以将温度传感器12(即光纤布拉格光栅传感器)采集的信号进行处理和传输，提高信息的合理性。

具体的，上述数据处理控制板14为STM控制板，如图8所示，本实施例中，上述数据处理控制板14(即STM控制板)包括依次通信连接的模拟数字转换模块141、数据端口142、数据处理模块143和无线传输模块144；

上述模拟数字转换模块141用于获取所有上述光纤布拉格光栅传感器采集的模拟信号，并对上述模拟信号进行模拟数字转换，生成数字信号；

上述数据端口142用于将上述模拟数字转换模块141生成的数字信号传输给上述数据处理模块143；

上述数据处理模块143用于根据上述数字信号生成温度数据；

上述无线传输模块144用于将上述温度数据发送至目标分析设备，以触发上述目标分析设备基于上述温度数据进行热分布分析。

本发明实施例中，在上述温度监测智能面料1上集成STM控制板，从而对FBG传感器采集的信号进行分析和处理，直接转换成温度数据，从而可以适用于不同的分析系统，提高数据合理性和可用性。图9是本发明实施例提供的一种上述STM控制板的具体结构示意图，如图9所示，上述STM控制板还包括多路转换模块和旋转开关，可以用于进行多路切换，从而获取多条光纤13上的柔性温度传感器采集的温度相关的模拟信号。然后通过A/D转换器(即上述模拟数字转换模块141)将模拟信号进行模拟数字转换处理，获得温度相关的数字信号，并将上述数字信号通过Rx/Tx端口(即数据端口142)传输至数据处理模块143。上述数据处理模块143基于预设的转换规则将上述数字信号转换成温度数据，其中，上述转换规则可以根据对应的温度传感器进行设置和调整，在此不做具体限定，获得的温度数据可以直接指示对应的温度值。在一种应用场景中，上述数据处理模块143获得温度数据后，可以将上述温度数据再传输至Rx/Tx端口，通过Rx/Tx端口将温度数据传输至蓝牙模块(即上述无线传输模块144)，通过Rx/Tx端口进行数据中转。在另一种应用场景中，也可以另外设置新的端口来进行温度数据的中转传输，在此不做具体限定。进一步的，通过蓝牙模块将上述温度数据发送到电脑端(即目标分析设备)。实际使用过程中还可以通过其它通信方式进行温度数据的传输，上述目标分析设备还可以是其它具有分析功能的智能设备，在此不做具体限定。本实施例中，上述电脑端在收到上述温度数据后，可以进一步进行热分布分析，获取上述温度监测智能面料1的各个位置对应的温度并进行动态的可视化输出，图10是本发明实施例提供的一种热分布示意图。具体的，可以预先对各温度传感器12进行编号并确定其位置，还可以根据上述温度监测智能面料1的形态和各温度传感器12的位置进行三维建模，从而根据各温度传感器12对应的温度数据进行三维热分布动态显示。且可由电脑端的软件实现温度变化的三维动态可视化分析。

本发明实施例还提供一种温度监测智能服装，上述温度监测智能服装由上述任意一种温度监测智能面料1制成。

图11是本发明实施例提供的一种消防服面料的结构示意图，具体的，本实施例中，如图11所示，上述温度监测智能服装为智能消防服，上述智能消防服包括外层、防水透气层、隔热层和舒适层，上述温度监测智能面料1与上述隔热层融合。从而可以基于上述温度监测智能面料1实现对消防服的各处温度的智能监测，还可以实现对消防员身体各处的温度的三维动态可视化输出，确保消防员更好地掌握自己的情况(或帮助指挥调度员更好地感知火场环境)，保护消防员生命安全。具体的，上述隔热层可以由隔热材料和上述温度监测智能面料1融合制成，从而可以保护上述温度监测智能面料1，防止其中的传感器被损坏。在一种应用场景中，还可以用上述温度监测智能面料1制成上述外层，从而可以更灵敏的感知火场温度，上述温度监测智能面料1的具体设置位置可以根据实际需求进行调整，在此不做具体限定。可选的，还可以为上述温度监测智能面料1添加防水、防火的涂层，起到更好的保护作用。

如图12所示，本发明实施例还提供一种温度监测方法，上述方法应用于上述任意一种温度监测智能面料1，具体的，上述方法包括如下步骤：

步骤S100，实时获取所有上述温度传感器采集的模拟信号；

步骤S200，对上述模拟信号进行模拟数字转换，生成数字信号；

步骤S300，根据上述数字信号生成温度数据；

步骤S400，根据上述温度数据进行热分布分析。

其中，上述温度监测智能面料的具体结构可以参照前述具体描述，在此不再赘述。具体的，本发明实施例提供的温度监测方法，基于上述温度监测智能面料实时获取温度相关的模拟信号，并经处理后获得温度数据，从而根据温度数据进行热分布分析，可以为穿戴温度监测智能面料制成的服装的用户实时进行温度监测和可视化输出，有利于用户进行直观的温度分析。

具体的，本实施例中，如图13所示，上述步骤S400包括：

步骤S401，获取上述温度监测智能面料的三维图形信息，其中，上述三维图形信息中包括各温度传感器的位置和编号；

步骤S402，根据上述三维图形信息和上述温度数据生成上述温度监测智能面料对应的三维空间温度分布图并输出，其中，上述温度数据包括温度传感器编号和各温度传感器编号对应的温度值。

具体的，本实施例中，可以预先为温度监测智能面料中的各个温度传感器进行编号，其编号与对应的位置相关，根据其编号和位置可以绘制温度监测智能面料的三维立体图形，三维立体图形中标出了各温度传感器的位置。从而在获得温度数据后，根据温度数据中各个温度传感器的编号及各个温度传感器测得的温度值，在上述三维立体图形中标记各处的温度值，从而生成上述温度监测智能面料对应的三维空间温度分布图并进行可视化输出。

需要说明的是，本实施例中所用的光纤光栅使用KrF准分子激光光束制备获得。具体的，用电子束曝光刻好的图形掩膜置于光纤上，相位掩膜具有压制零级，增强一级衍射的功能。紫外光经过掩膜相位调制后衍射到光纤上形成干涉条纹，写入周期为掩膜周期一半的布拉格光纤光栅(FBG)。这种成栅方法不依赖于入射光波长，只与相位光栅的周期有关，因此，对光源的相干性要求不高。所以在本实施例中使用KrF准分子激光光束来制备所用光纤光栅。

本发明实施例还提供具体的实验以验证上述温度监测智能面料的性能，具体的，验证上述温度监测智能面料上集成的FBG的性能。具体的，如图14所示，采用可编程温湿度的密室作为实验热室，模拟温度可变的环境，探讨其灵敏度和稳定性，实验结果显示，上述温度监测智能面料的灵敏度较高，稳定性较好；如图15所示，采用一对光纤支架用于对光纤的曲率测量，以模拟后期纤维弯曲的实际使用，探讨在弯曲情况下FBG是否还具有良好的传感稳定性，实验结果显示，在不同曲率情况下，FBG中心波长的变化范围较小，说明其传感稳定性较好；采用不同的三维机织法(例如壁间集成法和跨壁集成法)嵌入FBG，将不同纺织集成的FBG放置在温室中进行传感能力测试，探讨在不同集成方法下FBG的传感性能是否一致，实验结果显示，在不同的纺织集成方法下光谱基本数据相同，说明不同纺织集成方法下FBG的传感性能一致；如图16所示，采用多个加热台模拟多热源的复杂温度环境，测试上述温度监测智能面料上FBG传感器的实时温度分布，实验结果显示，处于复杂温度环境下的不同FBG能较好的反应对应位置的温度。

结合上述实验，验证了本实施例中上述温度监测智能面料在可穿戴应用中的灵敏度、稳定性和可用性。上述基于FBG温度传感器的智能柔性面料，具有10.61±0.08pm/℃的高灵敏度，在各种温度环境下具有较高的稳定性和一致性，使得捕捉到的人体生理信号更加精确。

应理解，上述实施例中各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将上述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各实例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟是以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，上述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以由另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

上述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。上述计算机可读介质可以包括：能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，上述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不是相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。