CC BY
13
Солодилова Н. З. Solodilova N. Z.
доктор экономических наук, профессор, директор Института экономики и сервиса, ФГБОУВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Российская Федерация
Ахмеджанов Ф. М. Akhmedzhanov Е. M.
кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и конструирование одежды», ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Российская Федерация
Крымский В. Г. Krymsky V. G.
доктор технических наук, профессор Института экономики и сервиса, ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Российская Федерация
Будеева О. Н. Budeeva O. N.
кандидат исторических наук, заведующая кафедрой «Технология и конструирование одежды», ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Российская Федерация
УДК 004.89:687.1 DOI: 10.17122/1999-5458-2020-16-3-50-62
ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ АППАРАТНОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ. Часть 1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДСИСТЕМ СЕНСОРОВ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
В статье приводится анализ ситуации, складывающейся в отношении разработки аппаратного и программного обеспечения интеллектуальной одежды.
Интеллектуальная одежда в настоящее время должна быть частью информационной системы, функционирующей в рамках Интернета вещей. Такая система обладает определенной архитектурой, включающей ряд основных подсистем (сенсоров, исполнительных элементов, управления, передачи информации и других).
Первая часть статьи посвящена рассмотрению особенностей аппаратного обеспечения (АО) интеллектуальной одежды применительно к двум значимым подсистемам: сенсоров и исполнительных органов. Многие компоненты АО в этом случае выполняются на тканевой основе, что соответствует привлечению технологии «умной ткани» (или «электронной ткани»). Показано, что в зависимости от назначения можно выделить большие группы сенсоров и исполнительных элементов, в функционировании которых применяются разные физические принципы. При этом большинство из них представлено вариантами, реализованными на тканевой основе. Для всех указанных компонентов предусмотрены способы передачи полученной информации в другие подсистемы для ее дальнейшей обработки и использования с целью поддержки принятия решений.
Проведенный анализ дает возможность для дальнейшего исследования перспектив и тенденций развития АО интеллектуальной одежды в условиях быстро меняющихся требований со стороны потребителей.
Ключевые слова: интеллектуальная одежда, аппаратное и программное обеспечение, электронная ткань, подсистема сенсоров, подсистема исполнительных элементов.
FUNDAMENTALS OF THE DEVELOPMENT OF HARDWARE AND SOFTWARE FOR INTELLEGENT CLOTHING.
Part 1. ANALYSIS OF FEATURES OF HARDWARE FOR SUBSYSTEMS OF SENSORS AND ACTUATORS
The paper analyzes state-of-the-art in the area of the development of hardware and software for smart garment.
Smart garment should now be a part of information system operating within the Internet of things. Such a system has specific architecture including a number of basic subsystems (sensors, control, communication, etc.).
The first part of the paper focuses on consideration of the hardware features for two important subsystems of sensors and actuators. In this case, many hardware components are made as textile-based ones, which corresponds to the involvement of «smart textile» (or «e-textile») technology. It is shown that, depending on the purpose, it is possible to distinguish large groups of sensors and actuators, in the functioning of which different physical principles are applied. Moreover, most of them are presented by options implemented on a textile basis. For all these components, methods are provided for transferring the received information to other subsystems for its further processing and use to support decision making.
The performed analysis makes it possible to further study the prospects and development trends of intelligent clothing hardware in the context of rapidly changing requirements from consumers.
Key words: smart garment, hardware and software, e-textile, sensing subsystem, actuator subsystem.
Введение
Интеллектуальная одежда, также известная как «умная» одежда, по существу представляет собой тканевую основу, в которую встраиваются разнообразные смарт-аксессуары (СА). В свою очередь, СА могут включать в себя наборы текстильных и /или нетекстильных сенсоров, электронные модули обработки их сигналов, средства аудио- или визуального отображения, полученной таким образом информации и, при необходимости, средства поддержки принятия решений [1, 2]. Различают СА пассивные (способны только фиксировать характеристики внешней среды и параметры человече-
ского тела), активные (вырабатывают реакции на измеренные величины) и «сверхумные» (обеспечивают адаптацию к изменяющимся внешним условиям) [2].
На сегодняшний день многие СА обеспечивают передачу данных по компьютерным сетям или сетям мобильной связи. По этой причине можно говорить о появлении «Интернета умной одежды» как важного компонента «Интернета вещей» (Intemet-of-Things, или ^Х) [3]. Предметы такой одежды общаются друг с другом и с другими объектами, в том числе — и с удаленными серверами, в единой цифровой среде. В результате применение интеллектуальной одежды соз-
1 2
Рисунок 1. Система «умной» антиэлектростатической защиты (информация с Интернет-сайта компании «БВН инжиниринг»)
дает беспрецедентные возможности для решения глобальных проблем в целом ряде областей: мониторинг состояния здоровья
[4], возрастные изменения и реабилитация
[5], безопасность труда [6] и другие.
В частности, характерным примером интеллектуальной одежды, спроектированной для повышения безопасности труда, может служить специализированный костюм (рисунок 1) со встроенной системой антиэлектростатической защиты разработки компании «БВН инжиниринг» (г. Новочеркасск Ростовской области, Россия). Эта система (рисунок 1) содержит:
• сенсор 1, воспринимающий электростатическое поле;
• анализатор 2, сравнивающий измеренное значение контролируемого параметра с заданным критическим значением;
• управляющий блок 3, который в случае превышения отмеченного критического уровня передает импульс на блок оповещения 4;
• собственно блок оповещения 4, который при получении импульса с помощью звукового сигнала оповещает об опасности возникновения электростатического разряда;
• автономный источник питания 5.
Данная разработка позволяет осуществлять непрерывный контроль ситуации в условиях производств, характеризуемых повышенным риском образования электростатических разрядов и искр. При получении оповещения об опасности работник может
предотвратить возникновение искр или взрыва простым изменением положения тела.
Согласно техническому отчету Европейской комиссии по указанной тематике [7], сложились все предпосылки к тому, что СА и интеллектуальная одежда будут использоваться в ближайшем будущем во все возрастающем масштабе. Соответствующие устройства и предметы одежды должны быть гибкими, модными и, в некоторых случаях, невидимыми. Кроме того, необходимо, чтобы при эксплуатации СА обеспечивалось эффективное управление энергопитанием, а также осуществлялись высокопроизводительные вычислительные технологии [8].
С точки зрения функционирования в рамках IoT системам, включающим в себя предметы интеллектуальной одежды, присуща определенная архитектура, примерный вид которой показан на рисунке 2 (приведен в публикации [9]). Обозначения на этом рисунке поясняются в таблице 1.
Такая архитектура подразумевает наличие соответствующего аппаратного и программного обеспечения (АО и ПО), с помощью которых реализуются требуемое функционирование всех подсистем и их взаимодействие с целью решения общих задач, стоящих перед системой. При разработке АО и ПО интеллектуальной одежды необходимо опираться на накопленный опыт и учитывать наиболее перспективные тенденции развития данного направления.
Таблица 1. Пояснения обозначений на рисунке 2
Обозначение Смысл обозначения
Smart Garment Интеллектуальная одежда
Control Subsystem Подсистема управления
Sensing Subsystem Подсистема сенсоров
Location Subsystem Подсистема контроля местоположения
Actuator Subsystem Подсистема исполнительных элементов
Display Subsystem Подсистема визуального воспроизведения информации
Power Subsystem Подсистема энергопитания
Communication Subsystem Подсистема коммуникаций
Storage Subsystem Хранилище данных
Blockchain Module Блокчейн-модуль
Communication Gateway Коммуникационный шлюз
Internet or Internal LAN Интернет или локальная сеть
Cloud Services Облачные сервисы
Blockchain Блокчейн
Smart Contracts «Умные контракты»
Remote Users Удаленные пользователи информации
Ниже дается краткий анализ ситуации, сложившейся применительно к указанной проблематике.
Разработка аппаратного обеспечения интеллектуальной одежды: подсистемы сенсоров и исполнительных элементов
Основным признаком, по которому классифицируются компоненты АО интеллектуальной одежды, является тот факт, выполнены ли они на тканевой основе (Textile-Based) или состоят из «внешних» по отношению к ткани устройств, использующих другие многообразные материалы. В первом случае речь идет о привлечении технологий «умной ткани» (Smart Textile, e-Textile), которые на современном этапе позволяют получать на тканевой основе многие электронные узлы. Примером может служить образование полевого транзистора на базе тканевых нитей, покрытых специальным полимером PEDOT: PSS (рисунок 3, приведенный в работе [10]). Одна из этих нитей образует электрод затвора (Gate), а вторая — электроды стока и истока (Drain) транзистора. На пересечении двух нитей помещается электролит (Electrolyte).
Проанализируем специфику формирования АО интеллектуальной одежды для подсистем сенсоров и исполнительных элементов, которые входят в общую архитектуру системы, включающей интеллектуальную одежду (рисунок 2).
Рисунок 2. Обобщенная архитектура систем с участием предметов интеллектуальной одежды
Рисунок 3. Обобщенная архитектура систем с участием предметов интеллектуальной одежды
Подсистема сенсоров
Такие подсистемы могут включать несколько типов сенсоров, которые отслеживают различные события окружающей среды и параметры человеческого организма [10-12]. Здесь следует выделить:
• Сенсоры для контроля движения. Наиболее часто используются акселерометры и гироскопы. Инфракрасные или ультразвуковые сенсоры могут быть использованы для определения приближения к препятствию или удаления от него [13]. Пассивные инфракрасные (Passive Infrared, или PIR) сенсоры применяются для обнаружения движения людей или животных относительно пользователя. Кроме перечисленных, к этому классу сенсоров относятся датчики наклона, датчики вибрации и шагомеры.
• Сенсоры для измерения температуры тела человека. Существуют различные сенсоры, которые можно использовать для измерения температуры тела. В частности, широко применяются термисторы или резистивные датчики температуры (Resistance Temperature Detectors, или RTD). Они могут быть успешно выполнены на тканевой основе.
В качестве примера остановимся на тканевом (текстильном) термографе (рисунок 4, приведенный в публикации [14]). Он состоит из ряда чувствительных к температуре тканевых нитей (Temperature Sensing Yarns) из полиэстера, в структуру которых введены
микрокапсулы с термисторами (Micro-Pods Containing the Thermistors).
На рисунке 4 показаны общие размеры термографа.
Следует отметить, что погрешности измерения температуры с помощью таких устройств пока остаются довольно большими и могут достигать нескольких десятых градуса.
H'ippuiilw« ,_JÜLmm_
sensirgjfiuiie
ifl.îmn
122 mm
Mirrt-pOili " {QhtAutlflg Miv uiïnnlslcite
Рисунок 4. Схематическое изображение термографа на тканевой основе
• Сенсоры для контроля показателей жизненно важных функций организма. Эта группа устройств включает сенсоры для контроля частоты сердечных сокращений, частоты дыхания, артериального давления, насыщения крови кислородом, уровня глюкозы в крови, электродермальных характеристик и других параметров. Также встроенные сенсоры можно использовать для получения электрокардиограмм (ЭКГ) и электроэнцефалографии (ЭЭГ). Многие из них могут быть выполнены на тканевой основе [15-18].
Собственно для выполнения измерений используются разнообразные физические принципы. Так, на рисунке 5 (приведен в работе [16]) проиллюстрирован часто применяемый подход, основанный на изменении емкости искусственно сформированного конденсатора при выполнении измерений.
Рисунок 5. Иллюстрация емкостного принципа измерения показателей организма
Отмеченная емкость зависит от расстояния между пластинами конденсатора. Эти пластины выполняются из проводящей ткани (Conductive Fabric), например, содержащей волокна на базе соединений серебра. Между пластинами помещается диэлектрик (Dielectric Substance). При измерении, в частности, давления и фиксации одной из пластин за
счет жесткого вкладыша происходит деформация второй пластины.
Смещение ее части Ad приводит к соответствующему изменению емкости, что является информативной характеристикой измеряемого показателя.
Общая ситуация с контролем показателей функций человеческого организма при использовании интеллектуальной одежды отражена в содержании таблицы 2, составленной на основе данных, которые приведены в работе [16].
При этом возможности расширения спектра измеряемых показателей постоянно возрастают [18].
• Сенсоры определения местоположения. Это устройства, которые можно использовать для позиционирования «умного» предмета одежды, фиксации его абсолютных (например GPS) или относительных (удаление от дома или иного центра отсчета) координат. Одним из широко используемых здесь подходов является определение показателя уровня принимаемого сигнала (Received Signal Strength Indicator, или RSSI) [19].
Таблица 2. Сенсорный мониторинг состояния организма при использовании интеллектуальной одежды
№ Вид мониторинга Контролируемые характеристики Сенсор Типология
1 ЭКГ Электрические показатели сердечной деятельности, частота сердечных сокращений (ЧСС) Электродный На клею, на тканевой основе, в виде микроплаты
2 ЭЭГ Электрические показатели деятельности мозга Электродный На клею, на тканевой основе
3 ЭМГ Электрические показатели мускульной активности Электродный На клею, на тканевой основе
4 Респираторная функция Частота дыхания, объемы вдыхаемого и выдыхаемого воздуха Тензодатчик; электродный датчик для измерения импеданса Аппаратные средства, на клею, на тканевой основе
5 Содержание газов в крови SpO2, CO2, ЧСС LED/оптиче-ский Аппаратные средства, оптоволокно для передачи сигнала
6 Давление крови Систолическое / диастолическое давления, ЧСС Манжетный Аппаратная система
7 Поверхностное давление (в частности при компрессионной терапии) Контактное давление Пьезорезистив-ный или емкостный Тонкопленочные структуры с использованием так называемых «пьезорезистивных чернил»; емкостные датчики как на тканевой основе, так и нетекстильные
8 Сопротивление Гальваническое сопротивление кожи (Galvanic Skin Resistance, или GSR), сопротивление тела Электродный датчик для измерения импеданса Аппаратная система
- 55
Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 3, т. 16, 2020
Подход обеспечивает достаточно хорошую точность при позиционировании в ограниченных пространствах (например в жилом помещении), но результаты зависят от условий работы и применяемого технического оснащения. Он основан на том, что при работе с сигналами в стандартах Wi-Fi или Bluetooth 4.0 справедливо соотношение [20]
Ps = Po - 10 • n • lg(s/so), где s — расстояние от приемника сигнала (предмета интеллектуальной одежды) до передатчика;
s0 — расстояние от приемника до точки, где выполнялось измерение мощности P0 его сигнала (выбранное единичное (калибровочное) расстояние, например, 1 м);
P0 — мощность сигнала приемника, измеренная на единичном расстоянии s0 от него (децибел);
n — коэффициент потерь мощности сигнала при распространении в среде (для воздуха n=2);
Ps — собственно RSSI (децибел).
При измеренных значениях мощностей это соотношение всегда можно разрешить относительно расстояния s от предмета интеллектуальной одежды до базовой станции или маяка. Это и позволяет осуществить требуемое позиционирование.
С точки зрения аппаратного обеспечения при данном подходе в ткань одежды вшивается соответствующий чип, с помощью которого реализуется приемник, укомплектованный вязаной антенной. Она содержит «впле-
тенные» в структуру ткани медные нити толщиной 0,3 мм. Такая антенна допускает деформации в процессе ношения одежды.
Существуют и другие технологии, позволяющие определять координаты предметов интеллектуальной одежды. К ним можно отнести использование инфракрасных систем [21], систем на основе ультразвука [22], технологии сверхширокополосной связи [23] или систем инерциальной навигации [24].
• Сенсоры взаимодействия. Они предназначены для обнаружения прикосновений с помощью механических переключателей или переключающих тактильных датчиков. На рисунке 6, который приводится в публикации [25], схематически показано устройство такого датчика, выполненного на тканевой основе. Сенсор содержит четыре слоя. Самый верхний и самый нижний слои - проводящие, содержат компоненты из серебра. Второй сверху слой является сетчатым. При отсутствии воздействия (силы Е он обеспечивает разрыв контактов с третьим сверху слоем, выполненным из пьезорезистивного материала. При нажатии, в то же время, те или иные сопротивления Rfc)rce оказываются включенными в цепь, что влияет на результирующее сопротивление
Также для аналогичных целей могут использоваться емкостные или резистивные сенсорные экраны. В настоящее время существуют тканевые/лазерные клавиатуры и даже 2D сенсорные панели [26].
Рисунок 6. Устройство тактильного датчика на тканевой основе
• Сенсоры для контроля окружающей щения (в частности, на основе светозависи-среды. Они собирают информацию о параме- мых резисторов (Light-Dependent Resistances, трах окружающей среды: температуре воз- или LDR) либо фотодиодов), уровне ультрадуха, высоте над уровнем моря, уровне осве- фиолетового облучения, уровне звука/шума
(микрофоны, устройства распознавания речи), атмосферном давлении, влажности. Также к этому классу следует отнести сенсоры, определяющие присутствие в окружающей среде вредных газов (например угарного газа).
Примером могут служить газовые сенсоры на тканевой основе, позволяющие улавливать опасные вещества в воздухе и выполняющие по существу функции «электронного носа» (рисунок 7, приведенный в работе [27]).
Рисунок 7. Газовый сенсор на тканевой основе
Сенсор содержит ряд вышитых на ткани электродов, на которые с помощью специальной технологии (Drop Coating Process) наносится смесь выбранного полимера (чувствительного к тому или иному газу) и наноком-позитов SWNT-COOH. Проводящие нити (Conductive Threads) и кнопки (Snap Fasteners) используются для обеспечения контактов сенсора с внешними цепями. При появлении молекул детектируемого газа за счет изменения свойств полимера меняется сопротивление сенсора. Это является информативным признаком для идентификации опасности.
В более широком смысле в сенсорную подсистему могут быть включены разнообразные устройства для обнаружения химических, биологических, радиоактивных и взрывчатых (Chemical, Biological, Radioactive, Nuclear, Explosive, или CBRNE) веществ [28].
• Сенсоры для распознавания окружения. Этот класс сенсоров используется для распознавания объектов, которые окружают пользователя. Здесь могут применяться металлооксидные полупроводники (Complementary Metal-Oxide Semiconductors, или CMOS), приборы с зарядовой связью (Charge-
Coupled Devices, или CCD) и инфракрасные камеры. Кроме того, если к объектам, находящимся в окружении пользователя, прикреплены метки радиочастотной идентификации (Radio Frequency Identification, или RFID) и ближнего поля (Near-Field Communication, или NFC), то они могут считываться с помощью встроенного в интеллектуальную одежду считывающего устройства [29].
Подсистема исполнительных элементов
Исполнительные элементы дают возможность пользователям интеллектуальной одежды и различным компонентам соответствующей информационной системы выполнять определенные действия с предметами этой одежды либо с другими объектами. Применительно к интеллектуальной одежде в число исполнительных элементов принято включать как собственно устройства для выполнения действий, так и средства отображения информации, «помогающие» пользователю перейти к тем или иным действиям. Ниже дается краткая характеристика некоторых значимых групп таких элементов.
• Визуальные индикаторы. Данные устройства отображают информацию с помо-
щью света и изображений, полученных за счет светодиодов, оптоволокна или с использованием дисплеев, например ЖК-дисплея или дисплея на основе электронных чернил. Здесь в качестве примера можно привести гибкий дисплей, выполненный непосредственно в ткани с включением в ее состав оптоволокна (рисунок 8, опубликованный в работе [30]). Этот дисплей разработки компании France Telecom R&D обеспечивает воспроизведение статических изображений либо анимированной графики.
Рисунок 8. Гибкий тканевый дисплей с использованием оптоволокна разработки компании France Telecom R&D
Для использования оптоволокна в дисплее его подвергают обработке (механической, химической или с помощью лазера) с тем, чтобы создать неоднородности и обеспечить «утечки» света в различных точках этого волокна. Таким путем формируется гибкий светящийся экран.
• Устройства генерации, передачи и преобразования звука. Эти устройства излучают звук и голос через зуммеры, динамики, наушники или синтезаторы речи. Многие из них реализуются на тканевой основе [31].
Представляют также интерес элементы интеллектуальной одежды, которые реаги-
руют на звуковые сигналы, преобразуя их, например, в вибрации.
Такая разработка выполнена, в частности, фирмой СШеСпсий совместно с Молодежным симфоническим оркестром Гамбурга (Германия). Предложенный вариант блузы содержит 30 микро-преобразователей звука в вибрации (рисунок 9, фотография с сайта https://inhabitat.com).
По утверждениям авторов, подобная интеллектуальная одежда способна создать у слушателей музыки яркие и необычные ощущения.
Ш
Рисунок 9. Интеллектуальная одежда с преобразователями «музыка — вибрации»
• Преобразователи электроэнергии в перемещения и вибрации, а также в нагрев и охлаждение. Для целей получения перемещений или вибраций чаще всего используют встроенные в одежду электродвигатели, вибрационные двигатели, соленоиды или электромагнитные клапаны в микро-исполнении [32].
Для обеспечения функций регулирования температуры могут применяться резистив-ные нагреватели [33]. При этом тепло, выделяемое на резистивных элементах, можно сделать зависимым от внешней температуры, основываясь на информации об этом параметре, которую выдают соответствующие компоненты блока сенсоров.
Перечисленные здесь группы исполнительных элементов далеко не исчерпывают всего разнообразия таких устройств в составе АО интеллектуальной одежды. Тем не менее, они дают представление о подходах, которые применяются в указанной области.
Вывод
По замыслу авторов, данная статья открывает цикл публикаций, содержащих аналитические обзоры существующих тенденций в формировании аппаратного и программного обеспечения сложных информационных систем, включающих предметы интеллектуальной одежды.
Здесь рассмотрены особенности построения АО для двух значимых подсистем: сенсоров и исполнительных элементов. Анализ показал, что большая часть отмеченных компонентов имеет варианты исполнения, реализованные непосредственно на тканевой основе. Этот факт означает, что прогресс в сфере разработки интеллектуальной одежды во многом связан с успешностью создания новых материалов, относящихся к «умной ткани», или «электронной ткани».
Список литературы
1. Wu Y., Chen R., Wang J., Sun X., She M. Intelligent Clothing for Automated Recognition of Human Physical Activities in Free-Living Environment // The Journal of the Textile Institute. 2012. Vol. 103. No. 8. P. 806-816.
2. Ramasamy K.M. Smart and Intelligent Textile // Proceedings of International Seminar on Smart Textile in Modern Era - SMARTEX FASHION'18. Tamil Nadu, India: SHANLAX Publ., 2018. 4 p.
3. Fernández-Caramés T.M., Fraga-Lamas P. A Review on Human-Centered IoT-Connected Smart Labels for the Industry 4.0 // IEEE Access. 2018. Vol. 6. P. 25939-25957.
4. Haghi M., Thurow K., Stoll R. Wearable Devices in Medical Internet-of-Things: Scientific Research and Commercially Available Devices // Health Inf. Res. 2017. Vol. 23. P. 4-15.
5. Bhomer M., Tomico O., Hummels C. Smart Textile Services to Support Rehabilitation // Proceedings of the Nordic Design Research Conference (NORDES 2013). Copenhagen, Denmark: The Royal Danish Academy of Fine Arts, 2013. Vol. 9. P. 12.
6. Bonfiglio A., Curone D., Secco E.L., Magenes G., Tognetti A. Emergency and Work // Wearable Monitoring Systems. Springer Science & Business Media, 2011. P. 205-219.
7. European Commission. Smart Wearables: Reflection and Orientation Paper:
С другой стороны, все подсистемы, поддерживающие выполнение интеллектуальной одеждой требуемых функций, так или иначе участвуют в процессах получения и обработки информации. По этой причине АО должно предусматривать достижение необходимых показателей при совместной работе с программным обеспечением [34, 35].
Эти и других вопросы должны быть рассмотрены в последующих публикациях цикла.
Авторы также планируют провести исследование возможностей интеллектуальной одежды производственного назначения с точки зрения ее влияния на безопасность труда и повышение надежности человека -оператора. Для этого предполагается использование оригинальных модификаций методик расчета указанной надежности [36, 37].
Technical Report. Brussels, Belgium: European Commission, 2016. 31 p.
8. Mattana G. Realization and Characterization of Organic Electronic Devices for E-Textiles Applications: Ph.D. Thesis. Cagliari, Italy: University of Cagliari, 2011. 93 p.
9. Fernández-Caramés T.M., Fraga-Lamas P. Towards the Internet-of Smart-Clothing: A Review on IoT Wearables and Garments for Creating Intelligent Connected E-Textiles // Electronics. 2018. Vol. 7. No. 405. 36 p.
10. Stoppa M., Chiolerio A. Wearable Electronics and Smart Textile: A Critical Review // Sensors. 2014. Vol. 14. P. 11957-11992.
11. Smart Clothes and Wearable Technology (J. McCann, D. Bryson - Eds.) // Sawston/ Cambridge, UK: Woodhead Publishing, 2009. 484 p.
12. Wang Z., Yang Z., Dong T. A Review of Wearable Technologies for Elderly Care that Can Accurately Track Indoor Position, Recognize Physical Activities and Monitor Vital Signs in Real Time // Sensors. 2017. Vol. 17. No. 341. 36 p.
13. Mohammad T. Using Ultrasonic and Infrared Sensors for Distance Measurement // World Academy of Science, Engineering and Technology. 2009. Vol. 3. P. 273-278.
14. Lugoda P., Hughes-Riley T., Morris R., Dias T. A Wearable Textile Thermograph // Sensors. 2018. Vol. 18. No. 2369. 22 p.
Data processíng facílítíes and systems
15. Liu Y., Wang H., Zhao W., Zhang M., Qin H., Xie Y. Flexible, Stretchable Sensors for Wearable Health Monitoring: Sensing Mechanisms, Materials, Fabrication Strategies and Features // Sensors. 2018. Vol. 18. No. 645. 35 p.
16. Andreoni G., Standoli C.E., Perego P. Defining Requirements and Related Methods for Designing Sensorized Garment Garments // Sensors. 2016. Vol. 16. No. 769. 16 p.
17. Tao X., Huang T.-H., Shen C.-L., Ko Y.-C., Jou J. G.-T., Koncar V. Bluetooth Low Energy-Based Washable Wearable Activity Motion and Electrocardiogram Textronic Monitoring and Communicating System // Advanced Materials Technologies. 2018. Vol. 3. Publ. 1700309.
18. Hatamie A., Angizi Sh., Kumar S., Pandey Ch.M., Simchi A., Willander M., Malhotra B.D. Review-Textile Based Chemical and Physical Sensors for Healthcare Monitoring // Journal of the Electrochemical Society. 2020. Vol. 167. Publ. 037546.
19. He S., Chan S.H.G. Wi-Fi Fingerprint-Based Indoor Positioning: Recent Advances and Comparisons // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2015. Vol. 18. P. 466-490.
20. Park J.J., Yang L.T., Lee C. Future Information Technology // 6th International Conference on Future Information Technology, FutureTech 2011: Proceedings. New York: Springer, 2011. P. 89-90.
21. Gu Y., Lo A., Niemegeers I. A Survey of Indoor Positioning Systems for Wireless Personal Networks // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2009. Vol. 11. P. 13-32.
22. Ureña J., Gualda D., Hernández A., García E., Villadangos J.M., Pérez M.C., García J.C., García J.J., Jiménez A. Ultrasonic Local Positioning System for Mobile Robot Navigation: From Low to High Level Processing // Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Technology. Curran Associates, Inc., 2015. P. 3440-3445.
23. Osman M.A.R., Rahim M.K.A., Azfar M., Samsuri N.A., Zubir F., Kamardin K. Design, Implementation and Performance of Ultra-Wideband Textile Antenna // Progress in Electromagnetics Research. 2011. Vol. 27. P. 307-325.
24. Nawrat A., J^drasiak K., Daniec K., Koteras R. Inertial Navigation Systems and Its
Practical Applications // New Approach of Indoor and Outdoor Localization Systems. London: InTech, 2012.
25. Buscher G.H., Koiva R., Schurmann C., Haschke R., Ritter H.J. Flexible and Stretchable Fabric-Based Tactile Sensor // Robotics and Autonomous Systems. 2015. Vol. 63. P. 244-252.
26. Ferri J., Fuster C.P., Llinares L.R., Moreno J., Garcia-Breijo E. Integration of a 2D Touch Sensor with an Electroluminescent Display by Using a Screen-Printing Technology on Textile Substrate // Sensors. 2018. Vol. 18. No. 3313. 13 p.
27. Seesaard T., Lorwongtragool P., Kerdcharoen T. Development of Fabric-Based Chemical Gas Sensors for Use as Wearable Electronic Nose // Sensors. 2015. Vol. 15. P. 1885-1892.
28. Castano L.M., Flatau A.B. Smart Fabric Sensors and E-Textile Technologies: A Review // Smart Materials and Structures. 2014. Vol. 23. 27 p.
29. Kamisalic A., Fister I., Turkanovic M., Karakatic S.Sensors and Functionalities of Non-Invasive Wrist-Wearable Devices: A Review // Sensors. 2018. Vol. 18. No. 1714. 33 p.
30. Cochrane C., Meunier L., Kelly F.M., Koncar V. Flexible Displays for Smart Clothing: Part I — Overview // Indian Journal of Fibre & Textile Research. 2011. Vol. 36. P. 422-428.
31. Li Y., Torah R., Wei Y., Grabham N., Tudor J. Dispenser-Printed Sound-Emitting Fabrics for Applications in the Creative Fashion and Smart Architecture Industry // Journal of the Textile Institute. 2018. Vol. 110. No. 1. P. 1-9.
32. Smart Textiles: Fundamentals, Design, and Interaction (S. Schneegass, O. Amft — Eds.). Berlin/Heidelberg, Germany: Springer, 2017. 405 p.
33. Wang F., Gao C., Kuklane K. A Review of Technology of Personal Heating Garments // International Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE). 2010. Vol. 16. No. 3. P. 387-404.
34. Самарин А. Электроника, встроенная в одежду, — технологии и перспективы // Новые технологии. 2007. № 4. С. 221-228.
3 5. Самарин А. Электроника, встроенная в одежду, — технологии и перспективы (окончание) //Новые технологии. 2007. № 5. С. 146-152.
36. Ахмеджанов Ф.М., Крымский В.Г. Интервально-вероятностный алгоритм оценки человеческой надежности: новая модификация методики SPAR-H // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2017. Т. 13. № 4. С. 81-90.
37. Ахмеджанов Ф.М., Крымский В.Г. Алгоритм оценки надежности человека-оператора на основе модифицированной методики HEART // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2019. Т. 15. № 1. С. 60-69.
References
1. Wu Y., Chen R., Wang J., Sun X., She M. Intelligent Clothing for Automated Recognition of Human Physical Activities in Free-Living Environment. The Journal of the Textile Institute, 2012, Vol. 103, No. 8, pp. 806-816.
2. Ramasamy K.M. Smart and Intelligent Textile. Proceedings of International Seminar on Smart Textile in Modern Era — SMARTEX FASHION'18. Tamil Nadu, India: SHANLAX Publ., 2018. 4 p.
3. Fernández-Caramés T.M., Fraga-Lamas P. A Review on Human-Centered IoT-Connected Smart Labels for the Industry 4.0. IEEE Access, 2018, Vol. 6, pp. 25939-25957.
4. Haghi M., Thurow K., Stoll R. Wearable Devices in Medical Internet-of-Things: Scientific Research and Commercially Available Devices. Health Inf. Res., 2017, Vol. 23, pp. 4-15.
5. Bhomer M., Tomico O., Hummels C. Smart Textile Services to Support Rehabilitation. Proceedings of the Nordic Design Research Conference (NORDES 2013). Copenhagen, Denmark: The Royal Danish Academy of Fine Arts, 2013. Vol. 9. P. 12.
6. Bonfiglio A., Curone D., Secco E.L., Magenes G., Tognetti A. Emergency and Work. Wearable Monitoring Systems. Springer Science & Business Media, 2011, pp. 205-219.
7. European Commission. Smart Wearables: Reflection and Orientation Paper: Technical Report. Brussels, Belgium, European Commission, 2016. 31 p.
8. Mattana G. Realization and Characterization of Organic Electronic Devices for E-textiles Applications: Ph.D. Thesis.
Cagliari, Italy, University of Cagliari, 2011. 93 p.
9. Fernández-Caramés T.M., Fraga-Lamas P. Towards the Internet-of Smart-Clothing: A Review on IoT Wearables and Garments for Creating Intelligent Connected E-Textiles. Electronics, 2018, Vol. 7, No. 405, 36 p.
10. Stoppa M., Chiolerio A. Wearable Electronics and Smart Textile: A Critical Review. Sensors, 2014, Vol. 14, pp. 1195711992.
11. Smart Clothes and Wearable Technology (J. McCann, D. Bryson - Eds.). Sawston/ Cambridge, UK, Woodhead Publishing, 2009. 484 p.
12. Wang Z., Yang Z., Dong T. A Review of Wearable Technologies for Elderly Care that Can Accurately Track Indoor Position, Recognize Physical Activities and Monitor Vital Signs in Real Time. Sensors, 2017, Vol. 17, No. 341, 36 p.
13. Mohammad T. Using Ultrasonic and Infrared Sensors for Distance Measurement. World Academy of Science, Engineering and Technology, 2009, Vol. 3, pp. 273-278.
14. Lugoda P., Hughes-Riley T., Morris R., Dias T. A Wearable Textile Thermograph. Sensors, 2018, Vol. 18, No. 2369, 22 p.
15. Liu Y., Wang H., Zhao W., Zhang M., Qin H., Xie Y. Flexible, Stretchable Sensors for Wearable Health Monitoring: Sensing Mechanisms, Materials, Fabrication Strategies and Features. Sensors, 2018, Vol. 18, No. 645, 35 p.
16. Andreoni G., Standoli C.E., Perego P. Defining Requirements and Related Methods for Designing Sensorized Garment Garments. Sensors, 2016, Vol. 16, No. 769, 16 p.
17. Tao X., Huang T.-H., Shen C.-L., Ko Y.-C., Jou J. G.-T., Koncar V. Bluetooth Low Energy-Based Washable Wearable Activity Motion and Electrocardiogram Textronic Monitoring and Communicating System. Advanced Materials Technologies, 2018, Vol. 3, Publ. 1700309.
18. Hatamie A., Angizi Sh., Kumar S., Pandey Ch.M., Simchi A., Willander M., Malhotra B.D. Review-Textile Based Chemical and Physical Sensors for Healthcare Monitoring. Journal of the Electrochemical Society, 2020, Vol. 167, Publ. 037546.
Data processíng facíutíes and systems
19. He S., Chan S.H.G. Wi-Fi Fingerprint-Based Indoor Positioning: Recent Advances and Comparisons. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 2015, Vol. 18, pp. 466-490.
20. Park J.J., Yang L.T., Lee C. Future Information Technology. 6th International Conference on Future Information Technology, FutureTech 2011: Proceedings. New York, Springer, 2011, pp. 89-90.
21. Gu Y., Lo A., Niemegeers I. A Survey of Indoor Positioning Systems for Wireless Personal Networks. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 2009, Vol. 11, pp. 13-32.
22. Ureña J., Gualda D., Hernández A., García E., Villadangos J.M., Pérez M.C., García J.C., García J.J., Jiménez A. Ultrasonic Local Positioning System for Mobile Robot Navigation: From Low to High Level Processing. Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Technology. Curran Associates, Inc., 2015, pp. 3440-3445.
23. Osman M.A.R., Rahim M.K.A., Azfar M., Samsuri N.A., Zubir F., Kamardin K. Design, Implementation and Performance of UltraWideband Textile Antenna. Progress in Electromagnetics Research, 2011, Vol. 27, pp. 307-325.
24. Nawrat A., Jçdrasiak K., Daniec K., Koteras R. Inertial Navigation Systems and Its Practical Applications. New Approach of Indoor and Outdoor Localization Systems. London, InTech, 2012.
25. Büscher G.H., Kôiva R., Schürmann C., Haschke R., Ritter H.J. Flexible and Stretchable Fabric-Based Tactile Sensor. Robotics and Autonomous Systems, 2015, Vol. 63, pp. 244-252.
26. Ferri J., Fuster C.P., Llinares L.R., Moreno J., Garcia-Breijo E. Integration of a 2D Touch Sensor with an Electroluminescent Display by Using a Screen-Printing Technology on Textile Substrate. Sensors, 2018, Vol. 18, No. 3313, 13 p.
27. Seesaard T., Lorwongtragool P., Kerdcharoen T. Development of Fabric-Based Chemical Gas Sensors for Use as Wearable Electronic Nose. Sensors, 2015, Vol. 15, pp. 1885-1892.
28. Castano L.M., Flatau A.B. Smart Fabric Sensors and E-Textile Technologies: A Review. Smart Materials and Structures, 2014, Vol. 23, 27 p.
29. Kamisalic A., Fister I., Turkanovic M., Karakatic S.Sensors and Functionalities of Non-Invasive Wrist-Wearable Devices: A Review. Sensors, 2018, Vol. 18, No. 1714, 33 p.
30. Cochrane C., Meunier L., Kelly F.M., Koncar V. Flexible Displays for Smart Clothing: Part I — Overview. Indian Journal of Fibre & Textile Research, 2011, Vol. 36, pp. 422-428.
31. Li Y., Torah R., Wei Y., Grabham N., Tudor J. Dispenser-Printed Sound-Emitting Fabrics for Applications in the Creative Fashion and Smart Architecture Industry. Journal of the Textile Institute, 2018, Vol. 110, No. 1, pp. 1-9.
32. Smart Textiles: Fundamentals, Design, and Interaction (S. Schneegass, O. Amft — Eds.). Berlin/Heidelberg, Germany, Springer, 2017. 405 p.
33. Wang F., Gao C., Kuklane K. A Review of Technology of Personal Heating Garments. International Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE), 2010, Vol. 16, No. 3, pp. 387-404.
34. Samarin A. Elektronika, vstroennaya v odezhdu, - tekhnologii i perspektivy [Electronics Built into Clothes - Technologies and Prospects]. Novye tekhnologii - New Technologies, 2007, No. 4, pp. 221-228. [in Russian].
35. Samarin A. Elektronika, vstroennaya v odezhdu, — tekhnologii i perspektivy (okonchanie) [Electronics Built into Clothes — Technologies and Prospects (Continuation)]. Novye tekhnologii — New Technologies, 2007, No. 5, pp. 146-152. [in Russian].
36. Akhmedzhanov F.M., Krymskii V.G. Interval'no-veroyatnostnyi algoritm otsenki chelovecheskoi nadezhnosti: novaya modifikatsiya metodiki SPAR-H [An Interval-Probabilistic Algorithm for Assessing Human Reliability: a New Modification of Spar-H Methodology]. Elektrotekhnicheskie i informat-sionnye kompleksy i sistemy - Electrical and Data Facilities and Systems, 2017, Vol. 13, No. 4, pp. 81-90. [in Russian].
37. Akhmedzhanov F.M., Krymskii V.G. Algoritm otsenki nadezhnosti cheloveka-operatora na osnove modifitsirovannoi metodiki HEART [Heart Algorithm for Assessment of Human Operator Reliability Based on Modified Heart Methodology]. Elektrotekhnicheskie i informatsionnye kompleksy i sistemy — Electrical and Data Facilities and Systems, 2019, Vol. 15, No. 1, pp. 60-69. [in Russian].
