基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别系统及方法。其包括柔性湿度传感器阵列以及数据采集器，还包括与数据采集器电连接的微控制器，微控制器对所接收的湿度阵列信息处理后，能提取得到柔性湿度传感器阵列内每行柔性湿度传感器单元测量时相应湿度特性信息，所述湿度特性信息包括高湿度次数Yna、高湿度出现的位置Ynb以及每行重复出现高湿度的状态信息Ync；微控制器将提取得到m行的湿度特性信息与所述微控制器内预先存储的湿度识别模型比较，以识别所述湿度特性信息对应的湿度信息。本发明专利技术能有效实现湿度信息的提取与湿度信息的识别，提高识别精度与可靠性。提高识别精度与可靠性。提高识别精度与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种手势识别系统及方法，尤其是一种基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别系统及方法。

技术介绍

[0002]随着互联网的发展，人机互动变得越来越重要，互动方式变得越来越多，因此，发展多样的人机互动方式显得尤为重要。作为人机互动载体，传感器可以有效地将各种人体发出的信号转换为机器可识别的信息。常见的人机互动传感器往往需要人体与其直接发生物理接触产生信号，如压力传感器等。因此，由于物理接触的特性可知，物理接触的互动方式不可避免的带来传感器的机械磨损，或在某些应用场合受到限制，如有毒有害环境内存在有毒有害物质或气体，导致在具体互动时不能直接物理接触。
[0003]为了解决物理接触互动方式的问题，非接触式交互传感器等应用而生。然而，常见的非接触式传感器往往需要较为复杂的制备流程和昂贵的制备设备，如红外传感器。因此，可有效检测指尖湿度的湿度传感器可以实现非接触的人机交互，即实现利用人手指尖的汗液蒸发产生的湿度作为信息源作为人机互动的手段。
[0004]采用湿度传感器实现人机互动的手段时，可以不用与传感器发生直接物理接触而实现交互，可以延长人机交互系统的寿命，此外，还能降低制造的难度以及成本，环保节能。
[0005]为了能实现负载信息的交互，一般需要采用湿度传感器阵列，当采用湿度传感器阵列时，如何能有效实现信息提取进而进行有效识别等是目前急需解决的难题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别系统及方法，其能有效实现湿度信息的提取与湿度信息的识别，提高识别精度与可靠性，同时在微控制器内进行湿度数据的处理和分析时，无需上传云端，加快处理信息反馈的速度。
[0007]按照本专利技术提供的技术方案，所述基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别系统，包括柔性湿度传感器阵列以及与所述柔性湿度传感器阵列电连接的数据采集器，柔性湿度传感器阵列内包括m行n列的柔性湿度传感器单元；还包括与数据采集器电连接的微控制器，在采样频率f下经过采样时间t时，所述数据采集器采集得到柔性湿度传感器阵列相应的湿度阵列信息，且数据采集器将所采集得到的湿度阵列信息传输至微控制器内；
[0008]在接收到湿度阵列信息后，微控制器对所接收的湿度阵列信息处理，以能提取得到任一行柔性湿度传感器单元测量相应的湿度特性信息，所述湿度特性信息包括高湿度出现数量Yna、高湿度出现的位置Ynb以及每行重复出现高湿度的状态信息Ync；
[0009]微控制器将提取得到所有行柔性湿度传感器单元相对应的湿度特性信息与所述微控制器内预先存储的湿度识别模型比较，以识别所述湿度特性信息对应的湿度信息。
[0010]数据采集器在采样频率f下经采样时间t时，微控制器对所接收的湿度阵列信息处
理时，将t*f个湿度阵列相加，以能得到湿度特性阵列，微控制器根据湿度特性阵列能提取得到湿度特性信息；湿度特性信息中每行重复出现高湿度的状态信息Ync包括重复出现高湿度的次数以及所述重复出现高湿度的位置信息。
[0011]所述微控制器还与显示屏连接，微控制器通过显示屏能显示输出识别后的湿度信息；
[0012]柔性湿度传感器阵列内每列柔性湿度传感器单元的一端相互连接成公共端后与数据采集器适配连接，柔性湿度传感器阵列内每列柔性湿度传感器单元的另一端与数据采集器的数据采集端口连接。
[0013]所述柔性湿度传感器阵列内柔性湿度传感器单元采用半导体工艺同时制备得到，所述柔性湿度传感器单元包括柔性衬底以及若干设置于柔性衬底上的湿敏单元，所述湿敏单元包括设置于柔性衬底上的湿敏基底以及与所述湿敏基底适配的湿敏纳米森林。
[0014]所述柔性湿敏传感器还包括设置于柔性衬底的衬底支撑层，所述衬底支撑层与湿敏基底为同一工艺步骤层；
[0015]所述柔性衬底包括PET柔性膜、PI柔性膜或PEN柔性膜，所述湿敏基底包括ITO。
[0016]所述柔性湿度传感器单元由下述工艺制备得到，所述制备工艺包括如下步骤：
[0017]步骤1、提供柔性衬底，并在所述柔性衬底上设置湿敏材料层；
[0018]步骤2、对所述湿敏材料层图形化，以能得到位于柔性衬底上的衬底支撑层以及若干湿敏基底；
[0019]步骤3、制备聚合物层，所述聚合物层压盖在衬底支撑层、湿敏基底上，且支撑在柔性衬底上；
[0020]步骤4、对上述聚合物层图形化，以能得到包覆湿敏基底的湿敏基底包覆体；
[0021]步骤5、对所述湿敏基底包覆体进行纳米森林工艺，以能得到与湿敏基底适配的湿敏纳米森林。
[0022]所述聚合物层为光敏聚酰亚胺或非光敏聚酰亚胺；聚合物层的厚度为1μm～20μm。
[0023]聚合物层采用光敏聚酰亚胺时，对聚合物层光刻后得到湿敏基底包覆体。
[0024]聚合物层采用非光敏聚酰亚胺时，步骤4具体包括如下步骤：
[0025]步骤4.1、在聚合物层上设置聚合物掩膜层，所述聚合物掩膜层覆盖在聚合物层上；
[0026]步骤4.2、对聚合物掩膜层刻蚀图形化，以能得到聚合物刻蚀掩膜层；
[0027]步骤4.3、利用聚合物刻蚀掩膜层对聚合物层干法刻蚀，以能得到湿敏基底包覆体；
[0028]步骤4.4、去除上述聚合物刻蚀掩膜层。
[0029]一种基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别方法，包括柔性湿度传感器阵列以及与所述柔性湿度传感器阵列电连接的数据采集器，柔性湿度传感器阵列内包括m行n列的柔性湿度传感器单元；还包括与数据采集器电连接的微控制器，在采样频率f下经过采样时间t时，所述数据采集器采集得到柔性湿度传感器阵列相应的湿度阵列信息，且数据采集器将所采集得到的湿度阵列信息传输至微控制器内；
[0030]在接收到湿度阵列信息后，微控制器对所接收的湿度阵列信息处理，以能提取得到任一行柔性湿度传感器单元测量相应的湿度特性信息，所述湿度特性信息包括高湿度出
现数量Yna、高湿度出现的位置Ynb以及每行重复出现高湿度的状态信息Ync；
[0031]微控制器将提取得到所有行柔性湿度传感器单元相对应的湿度特性信息与所述微控制器内预先存储的湿度识别模型比较，以识别所述湿度特性信息对应的湿度信息。
[0032]本专利技术的优点：在接收到湿度阵列信息后，微控制器对所接收的湿度阵列信息处理后，能提取得到柔性湿度传感器阵列内每行柔性湿度传感器单元测量得到相应的湿度特性信息，所述湿度特性信息包括高湿度数量Yna、高湿度出现的位置Ynb以及每行重复出现高湿度的状态信息Ync；
[0033]微控制器将提取得到m行的湿度特性信息与所述微控制器内预先存储的湿度识别模型比较，以识别所述湿度特性信息对应的湿度信息，即能有效实现湿度信息的提取与湿度信息的识别，提高识别精度与可靠性；在微控制器内进行湿度数据的处理和分析时，无需上传云端，加快处理信息反馈的速度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别系统，包括柔性湿度传感器阵列(4)以及与所述柔性湿度传感器阵列(4)电连接的数据采集器(1)，柔性湿度传感器阵列(4)内包括m行n列的柔性湿度传感器单元(5)；其特征是：还包括与数据采集器(1)电连接的微控制器(2)，在采样频率f下经过采样时间t时，所述数据采集器(1)采集得到柔性湿度传感器阵列(4)相应的湿度阵列信息，且数据采集器(1)将所采集得到的湿度阵列信息传输至微控制器(2)内；在接收到湿度阵列信息后，微控制器(2)对所接收的湿度阵列信息处理，以能提取得到任一行柔性湿度传感器单元(5)测量相应的湿度特性信息，所述湿度特性信息包括高湿度出现数量Yna、高湿度出现的位置Ynb以及每行重复出现高湿度的状态信息Ync；微控制器(2)将提取得到所有行柔性湿度传感器单元(5)相对应的湿度特性信息与所述微控制器(2)内预先存储的湿度识别模型比较，以识别所述湿度特性信息对应的湿度信息。2.根据权利要求1所述的基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别系统，其特征是：数据采集器(1)在采样频率f下经采样时间t时，微控制器(2)对所接收的湿度阵列信息处理时，将t*f个湿度阵列相加，以能得到湿度特性阵列，微控制器(2)根据湿度特性阵列能提取得到湿度特性信息；湿度特性信息中每行重复出现高湿度的状态信息Ync包括重复出现高湿度的次数以及所述重复出现高湿度的位置信息。3.根据权利要求1或2所述的基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别系统，其特征是：所述微控制器(2)还与显示屏(3)连接，微控制器(2)通过显示屏(3)能显示输出识别后的湿度信息；柔性湿度传感器阵列(4)内每列柔性湿度传感器单元(5)的一端相互连接成公共端后与数据采集器(1)适配连接，柔性湿度传感器阵列(4)内每列柔性湿度传感器单元(5)的另一端与数据采集器(1)的数据采集端口连接。4.根据权利要求1或2所述的基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别系统，其特征是：所述柔性湿度传感器阵列(4)内柔性湿度传感器单元(5)采用半导体工艺同时制备得到，所述柔性湿度传感器单元(5)包括柔性衬底(6)以及若干设置于柔性衬底(6)上的湿敏单元，所述湿敏单元包括设置于柔性衬底(6)上的湿敏基底(13)以及与所述湿敏基底(13)适配的湿敏纳米森林(11)。5.根据权利要求4所述的基于柔性湿度传感器阵列的湿度信息识别系统，其特征是：所述柔性湿敏传感器(5)还包括设置于柔性衬底(6)的衬底支撑层(12)，所述衬底支撑层(12)与湿敏基底(13)为同一工艺步骤层；所述柔性衬底(6)包括PET柔性膜、PI柔性膜或PEN柔性膜，所述湿敏基底(13)包括ITO。6.根据权利要求5所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈贵东，关若飞，毛海央，
申请(专利权)人：江苏创芯海微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：