人體運動前後振動數據相對於生理資訊之研究

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姓名

侯宇軒(Yu-Hsuan Hou) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

人體運動前後振動數據相對於生理資訊之研究
(Study on Vibration Data Before and After Physical Activity in Relation to Physiological Information)

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摘要(中)

年我國防政策逐步強化兵源，希望在軍人訓練能有充分的防護輔助系統，本論文開發感測穿戴裝置，可為衣服、胸帶、項鍊等形式，感測器穿戴在人體上，透過我們的感測器來收集人體在運動前後以及運動時的振動數據，先依照振動數據來分析計算，再將其做傅立葉轉換，便可得到其在頻域的資訊且透過其轉換後產生的圖來分析，來看出其中每個人在運動前後身體振動的差異性。除此之外再將不同人的振動頻率數據轉換完成後的圖做比較，互相比對來得出其是否有規律性以及是否能將透過資料比對出受測者身體狀況，如果發現身體有異常生理現象需要急救的前兆，可以發出警訊，直接通知醫師和家人和急救團隊。
將感測器穿戴在胸前所測得的振動大部分來自呼吸時的振動以及心跳的振動，而根據高雄醫學大學附設中和紀念醫院的亞急性呼吸照護病房所做之呼吸道評估報告所述，呼吸及心跳的比率大約是1:4，依據此標準。

摘要(英)

In recent years, our national defense policy has gradually strengthened the recruitment of military personnel, aiming to ensure that military training is supported by adequate protective auxiliary systems. This paper develops a wearable sensor device, which can take the form of clothing, chest straps, necklaces, etc. The sensors are worn on the body to collect vibration data before, during, and after exercise. The data is first analyzed and calculated based on the vibration data, then subjected to Fourier transformation to obtain information in the frequency domain. The resulting graphs are analyzed to observe the differences in body vibrations before and after exercise for each individual. Additionally, by comparing the transformed vibration frequency data of different individuals, we can determine if there are regular patterns and whether the data can be used to assess the physical condition of the subjects. If any abnormal physiological phenomena that require emergency intervention are detected, an alert can be issued to notify doctors, family members, and emergency teams directly.
The vibrations detected by the sensor worn on the chest mainly come from breathing and heartbeat vibrations. According to the respiratory assessment report of the subacute respiratory care ward of Kaohsiung Medical University Chung-Ho Memorial Hospital, the ratio of breathing to heartbeat is approximately 1:4.

關鍵字(中)

★ 振動

關鍵字(英)

★ vibration

論文目次

目錄
摘要
ABSTRACT II
誌謝 IV
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XI
第一章緒論 1
1-1. 研究背景 1
1-2. 研究動機 3
1-3. 研究貢獻 3
第二章文獻回顧 5
2-1. 呼吸 6
2-1-1. 呼吸原理 6
2-1-2. 呼吸頻率 7
2-2. 心率 8
2-2-1. 運動時的心率 8
2-2-2. 心率與呼吸頻率之關係 8
2-3. 神經系統 9
2-3-1. 中樞神經系統（Central Nervous System, CNS） 9
2-3-2. 周邊神經系統(Peripheral Nervous System.PNS) 9
第三章理論 11
3-1. 傅立葉轉換 11
3-1-1. 傅立葉轉換的定義 13
3-1-2. 離散傅立葉轉換 13
3-1-3. 快速傅立葉轉換 15
3-2. 振動值 18
3-3. 其他振動的影響 18
3-4. 測量運動前後之心率及呼吸頻率 19
3-5. 感測器設備 19
3-5-1. CC2650MODA藍芽晶片 19
3-5-2. LIS2DH12三軸加速規 20
3-5-3. SHT21溫度、濕度感測器 21
3-5-4. 電路設計 21
第四章實驗 25
4-1. 實驗架構 25
4-2. 實驗流程 27
4-2-1. 測量運動前振動 27
4-2-2. 測量運動中振動 27
4-2-3. 測量運動後振動 27
4-2-4. 處理數據 27
4-3. 實驗結果 28
4-4. 討論 39
第五章研究結論與未來展望 43
5-1. 結論 43
5-2. 未來展望 44
參考文獻 45

參考文獻

參考文獻
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https://blog.yeshuanova.com/2019/04/fft_intro/

指導教授

張榮森(Rong-Seng Chang)

審核日期

2024-7-26

推文