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原書序

原書前言

第1章 引言

1.1 本書的主要內(nèi)容

1.2 傳感器的歷史概述

1.3 傳感器應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)力

1.3.1 健康與健身

1.3.2 人口老齡化

1.3.3 個(gè)性化醫(yī)療

1.3.4 公共衛(wèi)生

1.3.5 技術(shù)交互

1.3.6 國家安全

1.3.7 物聯(lián)網(wǎng)

1.3.8 水和食物原書序

原書前言

第1章 引言

1.1 本書的主要內(nèi)容

1.2 傳感器的歷史概述

1.3 傳感器應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)力

1.3.1 健康與健身

1.3.2 人口老齡化

1.3.3 個(gè)性化醫(yī)療

1.3.4 公共衛(wèi)生

1.3.5 技術(shù)交互

1.3.6 國家安全

1.3.7 物聯(lián)網(wǎng)

1.3.8 水和食物

1.3.9 環(huán)境挑戰(zhàn)

1.4 傳感器應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

1.5 傳感器實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新

參考文獻(xiàn)

第2章 傳感技術(shù)與傳感器基礎(chǔ)

2.1 傳感器和傳感技術(shù)的定義

2.2 主要傳感模式介紹

2.3 機(jī)械傳感器

2.3.1 MEMS傳感器

2.3.2 加速度計(jì)

2.3.3 陀螺儀

2.4 光學(xué)傳感器

2.4.1 光電傳感器

2.4.2 紅外傳感器

2.4.3 光纖傳感器

2.4.4 干涉儀

2.5 半導(dǎo)體傳感器

2.5.1 氣體傳感器

2.5.2 溫度傳感器

2.5.3 磁傳感器

2.5.4 光學(xué)傳感器

2.5.5離子選擇性場(chǎng)效應(yīng)晶體管

2.6 電化學(xué)傳感器

2.6.1 電位型傳感器

2.6.2 電流型傳感器

2.6.3 電量傳感器

2.6.4 電導(dǎo)傳感器

2.7 生物傳感器

2.7.1 生物傳感器的換能器

2.7.2 生物傳感器的主要特性

2.8 應(yīng)用領(lǐng)域

2.8.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)

2.8.2 醫(yī)療

2.8.3 保健

2.9 傳感器特性

2.9.1 檢測(cè)范圍

2.9.2 傳遞函數(shù)

2.9.3 線性和非線性

2.9.4 靈敏度

2.9.5 環(huán)境影響

2.9.6 輸入修正

2.9.7 輸入干擾

2.9.8 遲滯

2.9.9 分辨率

2.9.10 度

2.9.11 精度

2.9.12 誤差

2.9.13 統(tǒng)計(jì)特性

2.9.14 可重復(fù)性

2.9.15 公差

2.9.16 動(dòng)態(tài)特性

2.10 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第3章 傳感器關(guān)鍵技術(shù):硬件和軟件概述

3.1 智能傳感器

3.2 傳感器系統(tǒng)

3.3 傳感器平臺(tái)

3.3.1 Arduino I/O板

3.3.2 Shimmer

3.3.3 智能手機(jī)和平板電腦

3.4 智能傳感器的微控制器

3.4.1 CPU

3.4.2 常用微控制器

3.5 接口和嵌入式通信

3.5.1 嵌入式數(shù)字接口和協(xié)議

3.5.2 模擬接口

3.6 傳感器通信

3.6.1 標(biāo)準(zhǔn)有線接口

3.6.2 中短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)

3.6.3 專有無線協(xié)議

3.7 電源管理和能量采集

3.7.1 電源管理

3.7.2 能量采集

3.8 微控制器的軟件和調(diào)試

3.8.1 IDE

3.8.2 開發(fā)語言

3.8.3 測(cè)試代碼

3.9 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第4章 傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淅碚摷霸O(shè)計(jì)

4.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成要素

4.1.1 傳感器節(jié)點(diǎn)

4.1.2 信息匯聚器、基站及網(wǎng)關(guān)

4.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

4.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

4.3.1 個(gè)人局域網(wǎng)絡(luò)

4.3.2 家庭傳感器網(wǎng)絡(luò)

4.3.3 廣域網(wǎng)

4.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征和挑戰(zhàn)

4.4.1 安全

4.4.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)

4.5 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第5章 傳感器數(shù)據(jù)處理和增強(qiáng)

5.1 數(shù)據(jù)認(rèn)知

5.2 物聯(lián)網(wǎng)

5.3 傳感器和云

5.4 數(shù)據(jù)質(zhì)量

5.4.1 解決數(shù)據(jù)質(zhì)量問題

5.5 傳感器數(shù)據(jù)融合

5.6 數(shù)據(jù)挖掘

5.7 數(shù)據(jù)可視化

5.8 大傳感數(shù)據(jù)

5.9 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第6章 法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)：傳感器技術(shù)的注意事項(xiàng)

6.1 醫(yī)療設(shè)備法規(guī)

6.1.1 CE認(rèn)證

6.1.2 美國食品藥品監(jiān)督管理局

6.1.3 其他醫(yī)療設(shè)備監(jiān)管者

6.2 醫(yī)療設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)

6.2.1 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證

6.2.2 質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)

6.2.3 臨床研究標(biāo)準(zhǔn)

6.2.4 數(shù)據(jù)互操作性標(biāo)準(zhǔn)

6.3 環(huán)境傳感器的法規(guī)

6.3.1 環(huán)境噪聲

6.3.2 環(huán)境空氣質(zhì)量

6.3.3 室內(nèi)空氣質(zhì)量

6.3.4 飲用水

6.3.5 射頻頻譜的監(jiān)管和分配

6.4 挑戰(zhàn)

6.4.1 針對(duì)具體國家的監(jiān)管程序

6.4.2 移動(dòng)健康應(yīng)用程序

6.4.3 個(gè)性化醫(yī)療

6.4.4 大眾科學(xué)

6.5 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第7章 生物傳感器的數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)

7.1 論證的基礎(chǔ)

7.2 為什么基于“應(yīng)該”的技術(shù)開發(fā)難有成效

7.3 基于“應(yīng)該”設(shè)計(jì)的后果

7.4 為什么設(shè)計(jì)需要考慮種種“可能因素”

7.5 “可能因素”數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)的要求

7.6 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第8章 家庭與社區(qū)傳感器的使用

8.1 醫(yī)療領(lǐng)域的挑戰(zhàn)

8.2 研究設(shè)計(jì)

8.2.1 提出研究問題

8.2.2 臨床群體特征

8.3 家庭使用傳感器

8.3.1 家用與社區(qū)使用的傳感技術(shù)

8.3.2 穿戴式傳感器的評(píng)估應(yīng)用

8.3.3 周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感技術(shù)

8.3.4 用戶設(shè)備入口

8.3.5 用戶反饋

8.4 家用傳感器的管理

8.5 遠(yuǎn)程使用傳感器結(jié)構(gòu)

8.6 樣機(jī)設(shè)計(jì)過程

8.6.1 與用戶共同設(shè)計(jì)

8.6.2 與多學(xué)科團(tuán)隊(duì)成員共同設(shè)計(jì)

8.7 數(shù)據(jù)分析與智能數(shù)據(jù)處理

8.8 案例研究

8.8.1 案例一：量化計(jì)時(shí)起走(QTUG)測(cè)試

8.8.2 案例二：日常活動(dòng)和步態(tài)速度的環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)估

8.8.3 案例三：專注生活訓(xùn)練

8.9 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

8.9.1 安裝過程

8.9.2 關(guān)鍵傳感器的隱藏

8.9.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量

8.9.4 用戶參與

8.10 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第9章 醫(yī)療應(yīng)用的穿戴式、周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)與用戶使用的傳感技術(shù)

9.1 改變我們醫(yī)療工作的方式

9.2 傳感器檢測(cè)的背景信息在醫(yī)療中的應(yīng)用

9.3 基于醫(yī)院和社區(qū)的傳感技術(shù)用于評(píng)估和診斷

9.3.1 監(jiān)測(cè)生命體征

9.3.2 心率

9.3.3 血壓

9.3.4 體溫

9.3.5 呼吸速率

9.3.6 血氧的監(jiān)測(cè)

9.4 社區(qū)應(yīng)用的傳感技術(shù)

9.5 基于家庭的臨床應(yīng)用

9.5.1 慢性疾病管理

9.5.2 用于研究的不定期監(jiān)測(cè)

9.5.3 活動(dòng)和行為的監(jiān)測(cè)

9.5.4 生物力學(xué)康復(fù)

9.5.5 聚合與管理

9.5.6 智能手機(jī)作為醫(yī)療平臺(tái)

9.6 自我護(hù)理診斷試劑盒

9.6.1 酶/免疫學(xué)檢測(cè)

9.6.2 酶試紙

9.6.3 色譜濕法化學(xué)

9.6.4 家庭檢測(cè)市場(chǎng)

9.6.5 家庭基因測(cè)試

9.7 關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素和挑戰(zhàn)

9.7.1 醫(yī)療系統(tǒng)方面的驅(qū)動(dòng)因素和挑戰(zhàn)

9.7.2 技術(shù)驅(qū)動(dòng)因素和挑戰(zhàn)

9.7.3 消費(fèi)者驅(qū)動(dòng)因素和挑戰(zhàn)

9.8 基于傳感器醫(yī)療應(yīng)用的未來

9.9 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第10章 保健、健身及生活方式傳感技術(shù)的應(yīng)用

10.1 驅(qū)動(dòng)力與阻力：運(yùn)動(dòng)與健身傳感技術(shù)

10.1.1 運(yùn)動(dòng)與健身傳感技術(shù)的驅(qū)動(dòng)力

10.1.2 運(yùn)動(dòng)與健身傳感技術(shù)的障礙

10.2 運(yùn)動(dòng)與健身傳感技術(shù)的應(yīng)用

10.2.1 支持無線技術(shù)

10.2.2 健身傳感技術(shù)

10.2.3 服裝傳感技術(shù)

10.2.4 運(yùn)動(dòng)裝備傳感技術(shù)

10.2.5 運(yùn)動(dòng)和健身的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

10.3 活動(dòng)與保健

10.3.1 肥胖與體重管理

10.3.2 睡眠

10.3.3 姿態(tài)監(jiān)測(cè)

10.3.4 人身安全

10.4 保健、健身和生活方式中傳感應(yīng)用的未來

10.5 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第11章 對(duì)人類健康的環(huán)境監(jiān)測(cè)

11.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力

11.1.1 產(chǎn)品成本

11.1.2 智能手機(jī)

11.1.3 市民認(rèn)知

11.1.4 采樣

11.1.5 環(huán)境傳感技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

11.2 應(yīng)用瓶頸

11.2.1 功耗

11.2.2 穩(wěn)定性和成本

11.2.3 技術(shù)限制

11.2.4 安全問題

11.2.5 可用性和可拓展性

11.2.6 兼容性

11.2.7 數(shù)據(jù)質(zhì)量和所有權(quán)

11.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)

11.3.1 空氣質(zhì)量和大氣條件

11.3.2 環(huán)境天氣

11.3.3 UVA/UVB檢測(cè)

11.4 水質(zhì)監(jiān)測(cè)

11.4.1 水質(zhì)物理參數(shù)檢測(cè)傳感技術(shù)

11.4.2 水質(zhì)化學(xué)性質(zhì)傳感技術(shù)

11.4.3 水質(zhì)生物病原體傳感技術(shù)

11.4.4 移動(dòng)式水質(zhì)檢測(cè)傳感技術(shù)

11.4.5 環(huán)境噪聲污染

11.5 輻射檢測(cè)

11.6 環(huán)境對(duì)食品的影響

11.7 環(huán)境監(jiān)測(cè)的未來方向

11.8 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第12章 總結(jié)與展望

12.1 現(xiàn)狀

12.2 展望

12.2.1 普遍性

12.2.2 技術(shù)

12.2.3 個(gè)性化醫(yī)療

12.2.4 眾包

12.2.5 傳感技術(shù)交互

參考文獻(xiàn)