柔性光电探测器具有体积小、重量轻、可弯曲等特点，可以直接安装在不规则物体的表面，实现对空间信息的连续测量，目前已被广泛应用于小型化能源设备、可穿戴电子产品、虚拟现实交互装备、植入式医疗器械的开发和制备，在新能源、微电子、人工智能、医疗保健等领域展现出了巨大的应用前景。基于光热电效应的新型光电探测器具有大带宽、零偏压、高速、室温工作等优势，并且随着新型热电材料和纳米光子学的发展，其在响应度和响应速度方面均取得了令人瞩目的进展。若选取适当的光敏材料和衬底材料，光热电效应亦可应用于柔性光电探测器，尤其是可在传统光子学探测技术难以企及的长波红外至太赫兹波段实现应用。本文综述了近年来可见光至太赫兹波段柔性光热电探测器的研究进展，介绍了具有柔性特性的碳材料、无机和有机化合物在光热电探测领域的探索、应用与优化机理，并简要讨论了该类探测器的发展前景和面临的挑战。

为了解决水下环境中物联网感知终端的能源供给难题, 利用氮化镓量子阱二极管的多功能光电特性, 采用兼容的制造工艺, 在同一块氮化镓芯片上集成能源、照明、通信和感知等器件, 在器件之间实现互联, 制备出氮化镓能源通信感知一体化芯片, 并对该芯片进行了可见光无线传能和通信实验。实验结果表明: 该芯片能够吸收外界的光脉冲信号并产生稳定的信号输出, 且信号发射速率能够达到1 Mb/s, 具有中继通信的潜力; 在水下环境中该芯片也能实现能源的采集与信号通信。

现行的疲劳监测设备造价昂贵, 便携性差且有效性不高, 正面疲劳监测方案极大地影响了使用者的工作效率, 因此进行实用且准确的疲劳监测方案研究十分有意义。提出了新型的侧眼眼动疲劳监测眼镜并结合N-Range图像处理算法提高眼部定位的鲁棒性与疲劳监测的准确率。在侧眼图像处理过程中, 用N*N的卷积核及Sigmoid函数计算激活图, 采用OTSU阈值分割法对激活图进行阈值分割, 将小于阈值的像素点激活值置于0。据此计算水平方向与垂直方向的标准差投影, 从投影图中通过平均阈值法定位出人眼区域, 随后通过计算人眼高宽比表征眼部闭合度, 采用基于PERCLOS的P80疲劳评测方法为设备的使用者进行实时的疲劳分析。实验结果表明现行设备所存在的问题, 通过我们的方案得到了很好的解决, 即使在复杂的环境中, 本文的方法仍然表现出色, 疲劳判决准确度达到了94%。疲劳监测眼镜与N-Range算法可以实现在不影响使用者作业效率的前提下, 仍然保持着较高的疲劳监测精度, 具有较高的实用价值。

针对可穿戴设备中光电容积脉搏波检测呼吸速率准确性不高和实时性不够的问题，提出了一种基于时频谱的自适应信号分解算法。该算法采用瞬时中心频率估计方法获得脉搏波时频谱和瞬时心率估计值，对脉搏信号进行相干解调提取呼吸信号成分，进而利用呼吸信号成分检测呼吸速率。实验结果表明，与传统连续小波变换方法相比，本文提出的自适应信号分解算法的呼吸速率计算时间提高了84.68%。通过中位数误差及四分位距误差的方差分析，表明该算法比连续小波分解算法和自回归模型算法具有更好的计算精度，中位数误差均值分别提高了96.001%和97.978%，四分位距误差均值分别提高了75.014%和52.732%。

基于TMS320F28335设计了一种人体运动识别与测评装置。利用运动传感器MPU6050获取人体运动姿态数据，并与标准数据相比较，能够实时提醒使用者动作的规范程度。独特的可编程教练模式，能够现场采集和处理标准数据，适用于体育训练和患者康复。该装置使用串口LCD作为显示模块，能够显示所测人体运动的加速度、角度和人体运动轨迹的测评与分析结果。给出了系统液晶显示电路的硬件设计和软件流程图。实验结果表明，所设计的显示电路模块接口简单，使用方便，体积适中，能够满足可穿戴人体运动轨迹测评的显示要求。

根据智能眼镜针对不同客户的使用场景和功能需求,对两种智能眼镜的设计方案进行了探究,并对智能眼镜的功能组成、工作流程进行了分析说明。另外,对比分析了这两种智能眼镜和当前市场上其他类似产品的不同点,并对智能眼镜的发展趋势进行了展望。