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摘要：本发明公开了一种柔性可穿戴光纤传感器及人动态全形体分布式监测方法，人动态全形体监测系统包括解调仪、上位机、若干柔性可穿戴光纤传感器；其中柔性可穿戴光纤传感器由柔性弯曲光纤模块、第一光纤光栅、第二光纤光栅以及光纤光栅保护结构构成。运用光纤光栅波分复用技术，将若干柔性可穿戴光纤传感器串联，通过魔术贴和松紧带固定于用户身体，对用户运动状态进行监测，包括关节弯曲角、肌肉拉伸量，呼吸率等生理参数。本发明通过检测光纤光栅光谱信号中心波长对应光强的变化实现对拉伸和弯曲程度的识别，实时监测人体活动时的关节弯曲角、肌肉拉伸量，呼吸率等生理参数，具有高精度和灵敏度，且结构简单、可自由穿戴而不影响用户的运动自由度。

主权项：1.一种利用柔性可穿戴光纤传感器进行人动态全形体分布式监测方法，其特征在于：将若干柔性可穿戴光纤传感器通过魔术贴和腰带分布式固定设置在用户预设位置；所述柔性可穿戴光纤传感器，包括第一柔性薄膜、第二柔性薄膜、第二固化模具（102）、毛细钢管（103）、第一光纤光栅（104）、第二光纤光栅（105）、单模石英光纤（106）、魔术贴（108）；所述第一柔性薄膜中设置有若干半径为R0的弯曲单模石英光纤（106）安装槽；所述第二柔性薄膜为一片面积与所述第二固化模具（102）表面契合的柔性薄膜；所述第二固化模具（102）为一“工”字型3D打印结构，其上表面有一“工字型”凹槽，凹槽底面中间部位有一长方形凸起结构用于设置所述第一柔性薄膜，凹槽底面左右两端各有两个圆柱体凸起结构用于套挂魔术贴，模具两边开有直径为d的圆形槽使套有所述毛细钢管的单模石英光纤能从中穿过；所述单模石英光纤（106）上有第一光纤光栅（104）、第二光纤光栅（105），所述第一光纤光栅（104）、第二光纤光栅（105）上均套设有所述毛细钢管（103）；所述第一柔性薄膜固定设置在所述第二固化模具（102）内，所述单模石英光纤（106）设置在弯曲的单模石英光纤（106）安装槽内，所述单模石英光纤（106）一端与外界解调仪连接；所述第一柔性薄膜固化于第二柔性薄膜中；所述魔术贴（108）分别固定设置在所述第二柔性薄膜左右两端；监测拉伸工况时，通过经损耗后的第二光纤光栅FBG2的实时光强获得拉伸值，利用公式（1）测得FBG2的实时光强与拉伸值的对应关系： （1）其中：I1为初始状态下第一光纤光栅FBG1的峰值光强；I2为初始状态下FBG2的峰值光强；I1x为受到拉伸时各拉伸情况下第一光纤光栅FBG1的峰值光强；I2x为受到拉伸时各拉伸情况下第二光纤光栅FBG2的峰值光强；n为每排设置的光纤弯曲半圆个数，为初始状态下的弯曲光纤光强损耗系数；为受到拉伸时各拉伸情况下弯曲光纤光强损耗系数；为各拉伸情况下的拉伸长度；R0为封装入柔性薄膜内呈单排多排分布的曲形光纤初始半径；监测弯曲工况时，通过经损耗后的第二光纤光栅FBG2的实时光强获得关节转角，利用公式（2）测得FBG2的实时光强与关节转角的对应关系： （2）其中：I1为初始状态下第一光纤光栅FBG1的峰值光强；I2为初始状态下FBG2的峰值光强；I1x为受到拉伸时各拉伸情况下第一光纤光栅FBG1的峰值光强；I2x为受到拉伸时各拉伸情况下第二光纤光栅FBG2的峰值光强；n为每排设置的光纤弯曲半圆个数，为初始状态下的弯曲光纤光强损耗系数；为受到拉伸时各拉伸情况下弯曲光纤光强损耗系数；R0为封装入柔性薄膜内呈单排多排分布的曲形光纤初始半径；为关节转角，r为关节简化成柱形的半径；为关节弯曲导致传感器产生的伸长量；利用公式（3）测得吸气后腹部膨胀导致的柔性薄膜伸长量随运动时间t变化的变化关系： （3）其中：Lt为运动时随时间t变化的薄膜长度，L0为附着于腹部的传感器柔性薄膜的初始长度；r0为围绕腹部的弧形状态柔性薄膜的初始半径；θ0为围绕腹部的弧形状态柔性薄膜的初始圆心角；为吸气后腹部膨胀拖动柔性薄膜弧形半径增大量。

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