随着社会的进步和人们生活水平的提高,人们的户外休闲活动时间的逐渐增长,而睡袋作为露营活动的必备品,其在冷环境下(低于15 ℃)使用时的舒适度也受到也越来越多的关注。与此同时,计算机技术与电子通信技术的不断发展,将传统纺织品与电子信息技术的有机结合既扩大了电子信息工程技术的应用领域,同时也为智能纺织品的开发提供了新的方向。电子智能纺织品也成为纺织品发展的一个重要方向。本文通过将传感、通信、信息处理等技术手段与睡袋结合开发了一种用于改善人体热舒适性的新型智能温控睡袋,并对其对于人体生理及心理指标的影响进行了评价。本文第一章主要介绍了人体热环境与服装的相互关系,并回顾了评价服装及睡袋系统舒适性的主要方法。通过总结前人对睡袋的研究,总结了目前关于睡袋的几种模型,即Holand模型,KSU模型,den Hartog模型,Belding模型和Goldman模型和EN13537(2012)提出的睡袋使用温度预测模型。通过总结前人的研究发现当前应用于冷环境下的睡袋产品都存在对人体局部(脚部)保护不足的现象。通过34区“Newton”型暖体假人对EN13537标准制定时所使用的标准睡袋的研究,对比不同实设备及环境条件下使用暖体假人测试睡袋热阻时的测试误差。并指出测量误差的出现会直接不同实验室根据EN13537(2012)预测睡袋的舒适温度时的影响。此外还通过线性回归方程,拟合出睡袋标准热阻与实测热阻之间的关系,得出睡袋标准热阻和测试热阻之间经验公式,为保证本课题下一步评价EN13537(2012)定义的舒适温度下使用睡袋时人体的热生理反应提供有效的工具。通过真人试穿实验对睡袋在EN13537标准定义的舒适温度下使用时人体的热生理及主观心理反应进行了评价。研究发现当睡袋在EN13537规定的环境温度下使用时,使用者在3小时的睡眠实验过程中的脚趾温度和脚部温度一直处于直线下降状态,男女受试者均感觉到脚部有很强的冷感觉。因此研究再次确定了 EN13537(2012)在预测睡袋舒适温度与舒适低温时的不足,即:EN13537(2012)定义的舒适温度及舒适低温只考虑了人体整体的热舒适性,没有考虑到人体局部的热舒适性。同时发现人体肢端热舒适性的恶化会影响人体整体舒适度。通过研究在睡袋中使用恒定功率加热时人体脚部对人体热生理及主观反应的影响发现:通过对睡袋进行局部加热,可有效改善睡袋使用过程中局部温度降低,舒适度下降的现象。通过使用加热睡袋,在改善使用者局部热舒适性,促进脚部血液循环的同时,也可一定程度上改善人体整体的热舒适性。但同时由于睡袋使用环境及人体个体差异的不同,恒定加热功率可能会导致加热不足或加热过量的现象。根据人体功效学原理,利用计算机编程技术,开发出可以改善人体局部热舒适性的智能温度控制系统。该系统通过传感技术实时监测人体皮肤温度,并通过采用PID控制模式控制加热功率,实现加热功率可根据生理参数变化实时调整的目的,即当特定生理参数低于设定值最低值时,加热片受控制器驱动开始工作时以最大功率工作。随着脚部温度的上升,加热功率逐渐降低,当达到设定温度上限时,加热片停止工作,等待下一个工作循环开始。这种节能的加热模式可在电源有限时有效延长系统加热时间。通过将所开发的智能温控装置与传统睡袋结合的方法开发出智能温控睡袋,并通过真人试穿的方式对所开发的智能温控睡袋进行生理及心理学评价。研究发现智能温控系统可以保证在睡袋使用过程中人体脚部一直处于热舒适状态(25-34℃)。与传统睡袋相比,这款新型智能温控睡袋可以有效改善人体局部及整体的热舒适性,防止睡袋在EN13537定义的舒适温度下使用时人体脚部温度急剧降低,为使用者提供8小时无冷感觉睡眠的舒适环境。与恒定加热功率的睡袋相比,新款智能温控睡袋可根据脚部温度的实时变化实时改变加热功率。从而有效的避免由于环境温度变化,个体差异或睡袋热阻变化时出现的加热不足或加热过度的现象。