可穿戴设备智能手环上的传感器_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
可穿戴设备智能手环上的传感器
上传于||暂无简介
阅读已结束，如果下载本文需要使用0下载券
想免费下载更多文档？
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢智能可穿戴设备——日本手臂运动监测传感器--《传感器世界》2015年07期
智能可穿戴设备——日本手臂运动监测传感器
【摘要】：正日本东京大学教授染谷隆夫研究小组研制出一种柔软的新型传感器,可借助特殊印刷工艺,粘在贴身衣服的外表面,能通过上肢肌肉运动时产生的微弱肌肉电信号来监测手臂运动状况,并有望用于测量心跳和血压。此前有一些材料能支持传感器在衣服布料表面配线,但材料的伸缩性不够理想,而新型传感器内部
【关键词】：
【分类号】：TP212【正文快照】：
日本东京大学教授染谷隆夫研究小组研制出一种柔软的新型传感器,可借助特殊印刷工艺,粘在贴身衣服的外表面,能通过上肢肌肉运动时产生的微弱肌肉电信号来监测手臂运动状况,并有望用于测量心跳和血压。此前有一些材料能支持传感器在衣服布料表面配线,但材料的伸缩性不够理想,而
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式，仅支持PDF格式
【相似文献】
中国期刊全文数据库
姜龙光;王燕山;刘恩朋;;[J];测控技术;2012年04期
;[J];传感器世界;2013年05期
宋成庆;[J];气象水文海洋仪器;1994年02期
严宏志,张亦军;[J];传感技术学报;2002年04期
邵元超;胡志忠;吴瑾;赫雷;;[J];电子设计工程;2013年01期
阎军;[J];仪器仪表与分析监测;1995年02期
王卫争;伊廷华;;[J];防灾减灾工程学报;2010年S1期
杜金强;何宇廷;崔荣洪;舒文军;常飞;;[J];南京航空航天大学学报;2010年03期
郭海林;王晓雷;;[J];仪表技术与传感器;2012年02期
;[J];全面腐蚀控制;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库
王荣;贾民平;;[A];第9届全国转子动力学学术讨论会ROTDYN'2010论文集[C];2010年
余维坤;;[A];中国水力发电工程学会电力系统自动化专委会2008年年会暨学术交流会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库
通讯员桂生 记者黄雄;[N];中国煤炭报;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
蔺彬;[D];兰州交通大学;2012年
陈栋;[D];电子科技大学;2012年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号咨询热线：400-883-3391
当前位置：
责任编辑：
ss.Write();
BCG即心脏冲压扫描，是一种非侵入式的心律测量技术。由于每次心脏搏动时，都会有血液从心室喷射进入血管，并随之对身体产生微弱的作用力。BCG正是通过测量该力，从而来达到研究心脏活动情况的目的。村田BCG模块SCA10H集成了先进的加速度传感器，可用于感应人体心脏跳动所引起的变化。为医院、家庭中睡觉的个人状态监测开辟了新的可能性。可以从正在睡觉的人的脉冲、呼吸频率、呼吸时间等生物信号来检测人离开床、以及分析睡眠状态等。BCG即心脏冲压扫描，是一种非侵入式的心律测量技术。由于每次心脏搏动时，都会有血液从心室喷射进入血管，并随之对身体产生微弱的作用力。BCG正是通过测量该力，从而来达到研究心脏活动情况的目的。村田BCG模块SCA11H集成了先进的加速度传感器，可用于感应人体心脏跳动所引起的变化。为医院、家庭中睡觉的个人状态监测开辟了新的可能性。可以从正在睡觉的人的脉冲、呼吸频率、呼吸时间等生物信号来检测人离开床、以及分析睡眠状态等。Jupiter SL871L-S是SL871L GNSS模块的GPS演变型，可同时支持GPS和QZSS并且与xL871家族(SL871L,SL871，SL871-S)的其他产品管脚兼容。SL871L-S还额外集成了LNA和DC单元，新增的LNA单元能够提高RF灵敏度，减少了TTFF时间；而DC单元则允许直接将主动天线输入信号进行无缝整合。SL871L-S通过标准UART接口输出定位数据，支持星历文件注入(A-GPS)和星级增强系统来提高精度，并且在任何情况下都具有低功耗的特点，专门进行优化以满足长时效电池应用。
内容最多500个汉字，1000个字符
1.尊重网上道德，遵守中华人民共和国的各项有关法律法规，不发表攻击性言论。
2.承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任。
3.新闻留言板管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容。
2011 传感器传家网 Copyright All rights Recerviced
版权所有 2009 粤ICP备号2016第三届物联网大会
智能后视镜产品方案对接会
中国LED智能照明高峰论坛
第三届·无线通信技术研讨会
第二届·中国IoT大会
ETFo智能安防技术论坛
移入鼠标可放大二维码
全球主流可穿戴传感器分类及主要方案盘点 - 全文
来源：互联网 作者：佚名日 15:13
[导读] IHS 预期，消费者对各类可穿戴设备的强劲需求，将让应用在可穿戴设备中的传感器出货量激增，预计在年间将成长七倍；可穿戴传感器出货量在 2013年为6，700万颗，2014年估计约8，500万颗，明年可成长一倍达1.75一颗，2019年出货量则估计为4.66亿颗。
　　 预期，消费者对各类可穿戴设备的强劲需求，将让应用在可穿戴设备中的传感器出货量激增，预计在年间将成长七倍；可穿戴传感器出货量在 年为6，700万颗，2014年估计约8，500万颗，明年可成长一倍达1.75一颗，年出货量则估计为4.66亿颗。而由于每款可穿戴式设备中的传感器数量不只一颗，传感器的种类、功能用途多种多样，所以可穿戴传感器的成长速度将会远高于可穿戴设备。
　　可穿戴传感器分类
　　1、运动传感器
　　从2008年开始，MEMS传感器陆续嵌入到手机、车载、穿戴、智慧家庭等各种电子设备，技术进步的同时当前面临的问题是MEMS缺应用，即MEMS能够做什么。本帖对MEMS器件的基本原理以及器件在各种各样的产品当中的应用做个简单的整理。
　　加速传感器及应用
　　加速传感器的工作原理用弹簧比喻很容易理解，震动情况弹簧有缩有伸距离会有转变，两端相当于电容的两级，距离转变电容输出就是不一样。当然我们在看加速传感器的时候，它的参数第一个就是RAGE，相当于量程是多少，手机上基本是2g，现在的器件当中最大可以扩到8g，用在类似游戏手柄上，打网球的时候即使甩动轻一点也可以检测到，但如果2g的时候根本没有办法识别打的近还是远。另外一个参数就是分辨率，手机当中更多应用到的12bit，再简单的可能是6bit，比如横竖屏的切换。
　　加速传感器的主要应用有哪些？
　　第一个是简单的横竖屏；
　　第二个是翻转应用，最初翻转应用是跟甩歌甩屏一起，但体验不好很多手机里面就没有这个功能 了；
　　第三个是计步器应用，2010年的时候日本很多手机也已经采用，技术很成熟，比如说走步，测 下来就是或者；
　　第四个是双击功能，设一个中间格的时间点，对两次中断的数据作对比，所以对双击是非常精确 的，比如说手环或者手表操作空间有限，可以用双击启动某一应用；
　　第五个是手势识别，检测左右倾斜及倾斜角度，例如在家庭室内装潢的时候，以前就是拿一个墨 线在墙生弹，现在有激光水平仪，但无法确摆放的器件水平面是平的，如果用量程是4g分辨率是 12bit加速传感器精确度就非常高。
　　第六个应用是防盗，当装有传感器的设备被拿起时，警报就会响；
　　第七个是FREEFALLDETECTION，例如现在用的笔记本如果摔下去，可能外表坏掉，但是硬盘不会 坏，因为里面有加速传感器，瞬间会检测到，它会让磁头离开磁盘。
　　第八个是检测震动，当洗衣机摆的不正的时候，振动的时候声音很大，传感器可以检测出震动频 率，避免整个东西跟外部东西产生共振；最后游戏应用最典型的就是手柄，对的体感有更大的提 高。
　　磁力计原理及应用
　　磁力计检测的是地球磁场，地球磁场在所有磁场当中是比较微弱的一环，任何带铁工艺的东西，包括手机当中的一些屏蔽罩，一些连接键包括一些卡槽都会产生磁场，这些磁场有可能是比地球磁场要大很多的。关于磁力器的应用最多的是地图方向指示，只能判断所在经纬度，有磁力器就可以知道东西南北。它还有在家庭中的应用，比如在门上加一个磁力器，它可以检测门开关的过程当中角度，从而判断门有没有锁。当然磁力器也可以定位，因为每个点的地球分布是不一样的。
　　还有应用就是室内定位导航，根据设定的位置目标，通过磁力器判断你到底在哪个方向走，走路可以判断你在室内走来算距离，但是现在还没得到规模使用，第一因为精确算法是到什么程度，第二是室内地图谁来提供。
　　气压计原理及应用
　　气压计内部集成了一些高度算法可以做高度计算。最典型的应用是在三维导航里面。现在很多城市都有高架，那你在高架上还是高架下，气压计精度在 30cm很容易解决这个问题（高架桥高度大于7m）。气压计还可以做天气预报。其实基本上天气预报基本上是通过累计变化来预测的，可以知道更长时间未来的天气变化情况。
　　触控传感器
　　飞思卡尔的产品，可以用于按键直接开锁。比如说手机屏幕大做一个手机套，套子上有不同按键，可以通过按键跟手机连通，这个应用也是非常有意思的。也可以做一些感知的应用，这样的话就相当于在光线不好或者没有办法看清楚这个键盘的时候，会直接点开键盘。
　　传感器广泛应用
　　飞思卡尔在穿戴式上的方案有个相当于BLESOC加上计步器算法的应用，比如MMA9555集成所有的计步器的算法（包括像手势识别的算法）。它的好处是这个计步器可以进一步识别你的走路、快跑、慢跑，可以计算出你的卡路里是多少。而任何时候东西有交互才会有快乐，比如朋友圈手环的PK运动里程。飞思卡尔通过各种SENSOR的融合以及相关的一些算法可以开发出来更多的应用，接下来手环产品更多会带来更多的显示的东西，这样飞思卡尔会有一些很多的产品。
　　传感器技术在手机、穿戴及各种电子设备中的应用越来越多，随之而来的是长待机和功耗问题。如手机整个CPU做计算的话，它的运行是非常大的，需要独立的协处理器SensorHub。而飞思卡尔了解处理器，也做这是最大的优势。
　　主要功能：运动监测、导航、娱乐、人机交互
　　国内传感器公司：美新半导体、明皜传感、矽睿科技、深迪半导体、士兰微电子、敏芯微电子等
　　典型设备：Nike+ FuelBand、Jawbone Up、Fitbit Flex、咕咚手环、Pebble、Geak Watch、InWatch、Galaxy Gear
　　生命在于运动，运动是生命中不可或缺的重要组成部分。因此，通过运动传感器随时随地测量、记录和分析人体的活动情况具有重大价值：用户可以知道跑步步数、游泳圈数、骑车距离、能量消耗和睡眠时间等。图2为基于运动传感器的可穿戴设备发展历程，从简单的计步器到复杂的智能手表，传感器用量&与日俱增&，运动监测&精益求精&。
　　基于运动传感器的可穿戴设备发展历程
》了解更多更新技术设计窍门与市场大势，关注&&
》了解更多可穿戴设备技术，关注EE Design：
　　2、生物传感器
　　生物传感器：血糖传感器、血压传感器、心电传感器、肌电传感器、体温传感器、脑电波传感器等
　　功能：健康和医疗监控、娱乐
　　国内传感器公司：神念科技、敏芯微电子、芯敏微系统、纳芯微电子等
　　典型设备：CardioNet MCOT&、康康血压、中卫莱康-腕式心电监测仪、iHolter（心安宝）、秘密意念猫耳朵
　　健康预警、病情监控&&借助可穿戴技术，医生可以提高诊断水平，家人也可以与患者进行更好的沟通。以康康血压为代表的可穿戴医疗设备，与专业医疗机构合作，长期对数以千万的用户身体数据进行追踪和监测，分析提炼出医学诊断模型，预测和塑造用户的健康发展状况，为用户提供个体化心血管专项贴身医疗及健康管理方案，同时也帮助家人关怀亲人的健康状况。
　　康康血压&&有温度的智能血压计
　　此外，以秘密意念猫耳朵为代表的可穿戴设备，通过脑电、心电等传感器感知人类情绪变化从而实现娱乐互动。例如，在电视相亲活动中，当女嘉宾看到中意的对象，大脑处于高度感兴趣的状态时，猫耳朵就会高高竖起并来回转动，表达爱慕之情。
　　秘密意念猫耳朵&&读懂女孩的心思
　　3、环境传感器
　　环境传感器：温湿度传感器、气体传感器、pH传感器、紫外线传感器、环境光传感器、颗粒物传感器、气压传感器、麦克风等
　　功能：环境监测、天气预报、健康提醒
　　国内传感器公司：康森斯克电子、炜盛电子、艾谱科微电子、芯晨科技、敏芯微电子、芯奥微传感等
　　典型设备：.5便携式检测仪、AirWaves口罩、便携式个人综合环境监测终端
　　环境监控，守护健康。马斯洛理论将人的需求分为五种，像阶梯一样从低到高，按层次逐级递升，分别为：生理上的需要、安全上的需要、感情上的需要、尊重的需要和自我实现的需要。现在生理上的需要一般都可以满足，接下来就是安全上的需要，也就是保证身心健康不受威胁的需要。事实上，人们经常会处于一些对健康有威胁的环境中，比如空气/水污染、噪音/光污染、电磁辐射、极端气候等。更可怕的是，很多时候我们处身于这样的环境中却浑然不知，如PM2.5污染，从而引发各种慢性疾病。借此市场机遇，初创公司羽承科技利用颗粒物传感器推出了目前市场上最小、最轻便的空气质量检测装置&&.5便携式检测仪。该检测仪可佩戴在人体上，既可单独显示，也可结合手机使用并分享给好友。
　　.5便携式检测仪
　　健康 = 基因 + 生活习惯 + 环境
　　可穿戴设备在中国健康医疗领域的需求基础：（1）中国不断加剧的老龄化趋势（如图6所示），独居老人增多，人力成本上升是可穿戴医疗设备增长的基础。（2）慢性病年轻化，患病时间长，需求大。（3）中国医疗资源严重不足，医生与患者比例失调，通过可穿戴设备进行个性化健康管理，减少就医次数。图7和图8为中国男性和女的主要健康问题，数据来源于《第二届中国城市健康状况大调查》。
　　图 老年人增长及老年人占总人口比重
　　图 男性健康主要问题构成
　　图 女性主要健康问题构成
　　人类的健康主要有三个影响因素：基因、生活习惯和环境，即公式：&健康 = 基因 + 生活习惯 + 环境&。通常基因是&命中注定&，无法改变的，即常量；而健康、生活习惯是可以改变的，环境也是可以&逃避&的，均为变量。针对可&变&的健康、生活习惯和环境，可穿戴设备可分别通过生物传感器、运动传感器和环境传感器来监测和提醒用户，以改善人体健康和提高生活质量，并且大量的用户临床数据存在巨大的商业价值和社会价值。
　　然而，现在市场上的可穿戴设备往往仅采用一类传感器实现一种变量监测功能，难以实现全面、有效的健康反馈体系。所以，多种传感器的融合创新应用深受市场期待。例如：生物传感器&监测&到人体血压、血脂过高时，警告用户应改变不良生活习惯，加强体育锻炼；然后，运动传感器负责&监督&人体每天的锻炼情况，环境传感器负责&监控&人体周围环境状况（如有无吸烟和环境污染）；最终，通过三类传感器的有效配合很好地控制了心血管疾病。合理的慢性疾病管理，能够避免看急诊和住院治疗，减少就医次数，节约费用和人力成本。在全球范围内针对移动医疗服务效果的临床研究显示，出院后的远程监护可将病人的医疗费用降低、看医生的间隔时间延长、住院时间降低等，如表1所示。
　　通过可穿戴设备实现个性化医疗
　　全球范围内针对移动医疗服务效果的临床研究
　　研究疾病研究地区研究主题研究结果：成本降低
　　糖尿病美国出院后的远程监护每个病人的全部医疗费用可能降低 42%
　　高血压美国通过无线远程设备将主要生命体征信息传送到电子病历中看医生的间隔时间延长了 71%
　　心力衰竭欧盟远程监护接受心脏起搏器植入手术的病人降低住院时间35%；降低出院后看医生次数10%
　　现在，如果在大街上看到有人戴着Google Glass或Pebble智能手表，人们都会多看一眼，以为这是新鲜玩意儿。但是在科研领域，研究者们早已开始准备开发下一代可穿戴设备，其中令我们感到惊讶的有&电子皮肤、智能隐形眼镜、pH胶囊&。
》了解更多更新技术设计窍门与市场大势，关注&&
》了解更多可穿戴设备技术，关注EE Design：
　　可穿戴传感器主要厂商及其解决方案
　　物联网社会的到来，检测和输出无限接近人类的感觉和动作的信息的技术将愈发重要，在手表和眼镜中嵌入传感器及摄像元件等MEMS器件的可穿戴产品、组合使用多个传感器的传感器融合用途、通过互联网连接传感器检测到的各种信息等用途在未来会有很大发展空间。从运动检测、环境感知、压力测试，MEMS解决方案已经渗透到人们生活的方方面面。随着可穿戴设备的发展，未来传感器要致力于更加小型化，也需加快集成，技术会越来越主导局面，比如地磁传感器就需要和加速度传感器集成。
　　传感器解决方案主要厂商
　　1、德州仪器（TI）
　　在便携式消费电子产品应用中实现非接触式温度测量。TMP006根据 TI 在
技术方面的专业经验开发获得，是首款新型超小尺寸、低功耗且低成本的被动红外温度传感器与现有解决方案相比，其功耗要低90%，而尺寸却要小超过95%， 实现了全新市场及应用中的非接触式温度测量。
　　2、亚德诺半导体（）
　　作为微机械IC行业的先锋，Analog Devices， Inc.（简称ADI）推出首款全集成i（集成微机电系统）加速度计和陀螺仪。这类产品已通过TS-16949和QS9000认证，公司将继续改进产品和工艺，满足不断增长的客户需求。
　　20多年来，ADI公司一直是MEMS创新产品的领导者，不仅提供全面的惯性检测解决方案，包括备受赞誉的iMEMS加速度 计和陀螺仪、 iSensor& 智能传感器以及惯性测量单元（IMU）；同时技术还简化了运动检测在工业、医疗、消费电子、通信和汽车等众多领域中的应用，深受全球的市场领先公 司欢迎。
　　3、美信（Maxim）
　　美信就推出新型体征监测服（Fit），使专业医护人员能够以低成本频繁监测患者体质，提供更加有效的预防性医疗保健。该新型智能监护服集成了干电极
测量技术、复杂的信号处理技术、温度传感器、运动传感器、超低功耗微控制器及无线通信单元，有鉴于穿戴式设备对低功耗的要求，美信在此款设计中采用了超低 功耗的、并搭载了电源管理IC 。
　　4、飞思卡尔（Freescale）
　　飞思卡尔采用微机电系统（MEMS）支持传感技术。基于MEMS的传感器产品提供感应、处理、甚至控制周围环境的接口。飞思卡尔基于MEMS的传感器将非 常小的机械和电子元件组合在单一芯片上。飞思卡尔器件出货量已突破十亿大关，是传感器技术的领导者，专门提供经济高效、地功效、小型化、高性能、 集成式传感解决方案。
　　5、意法半导体（ST）
　　意法半导体的传感器产品包括MEMS（微机电传感器，包括加速度计、陀螺仪、数字罗盘、惯性模块、压力传感器和麦克风）、温度传感器和触摸传感器。到年初，意法半导体已销售了30多亿件微型机电传感器，引领着消费类和移动市场的发展。
　　6、Silicon Labs
　　Silicon Labs2月份推出业界首款单芯片数字紫外线（UV）指数传感器IC，设计旨在检测UV光照强度、心脏/脉搏速率、血氧饱和度，以及提供接近/手势控制等，特别适用于智能手机和可穿戴式产品。单芯片Si1132/4x光学传感器为智能手机和可穿戴式产品提供紫外线强度、环境光和生物识别的检测。
　　7 博世（Bosch）
　　2014年，博世（Bosch Sensortec）开发出最新的 BMI160 惯性量测单（IMU），将最先进的16位元3轴低重力加速度计和超低功耗3轴陀螺仪整合于单一封装，专为智慧型手机、平板电脑、可穿戴装置、遥控器、游戏控制器、头戴式装置及玩具等市场的高精度6轴、9轴永不断讯（always-on）应用而设计。主推：加速度传感器BMA250E、BMA250 、BMA222E、BMA222、BMA223等。　　
》了解更多更新技术设计窍门与市场大势，关注&&
》了解更多可穿戴设备技术，关注EE Design：
可穿戴设备相关文章
可穿戴设备相关下载
MEMS相关文章
MEMS相关下载
传感器相关文章
传感器相关下载
据相关机构预言，5G在2020年开始将成为下一代的移动通信标准，拥有一千倍数据速率的提升，与此同时也会有更多的联网设备加入5G通信系统，这对系统的...
姚远强调，下一代无线测试系统至少要满足以下几种需求，首先要能在测试速度进行优化的无线测试仪器，其次要能够提供待测设备控制和并行测试更容易...
创新实用技术专题
版权所有 & 深圳华强聚丰电子科技有限公司织物中可穿戴式传感器在体育运动中的应用
织物中可穿戴式传感器在体育运动中的应用
摘要：在运动过程中，可穿戴式传感器可以评估运动员在训练过程中的生理信号和身体运动学的性能指标。这种传感器完全地嵌入集成在运动员的服装里。这将允许监测其穿戴者运动全过程，因此他们在运动训练时，无需连接任何外部设备。使得这种生理监测进入一个完全自然的境界。通过发展纺织品中植入智能传感器，然后做成有益无害的运动服装中。文章中介绍了几种以纺织品为基础的传感器，已经集成进服装形成各种运动的应用。
可穿戴式传感器可用于监测人体在运动中的生理反应和运动学方面的性能。检测可以在一个自然环境中进行，所集成在服装中的传感器应该是舒适的、可穿戴式的和易用的。装有传感器的纺织品应该是在十分良好的工艺条件下制造出来的产品，辅助以某些技术的保障使之制成服装后便于存取信息。使得被植入传感器的织物做成服装后增加服装的功能，同时仍然保持正常的触觉特性的服装。
在这里，我们提出带有传感器的纺织品在运动过程中适宜监测穿着者运动的特性。第一个讨论的是PH传感器，它可以实时收集和分析穿戴者的汗液。这是一种嵌在织物是的新式化学传感器。接下来要讨论的是压阻传感器，它可以反馈身体运动的信息，比如像呼吸、关节运动和足底压力。织物链路使服装上所有的传感器为一体。每一个传感器类型都有各自的典型反映方式，同时潜在的应用也就呼之欲出了。
二、织物传感器
体液，化学传感器
在运动过程中，补液是一个重要的环节。它不仅能补充流失的汗液而且还能补充体内的电解质。本文作为欧盟基金组织资助的生物纺织品(Biotex)项目的一部分，基于系统的织物在训练中汗液的收集和分析已在研究之中。分布在织物通道里嵌入了PH敏感的着色指示剂，一旦有汗水附着就会有色差反映。通过位于通道上的发光二极管（LED）发出不同颜色光，一般情况下LED配对使用。这种吸湿排汗的面料通常用于运动员服装，它可以很好、实时、直接地收集和分析汗液。实时分析出来的信号可以直接反馈到教练员或运动员那里。关于汗液成分和排汗量的信息是补液成分的重要依据。这项技术提供了个体补液的策略，这对不同国家运动员适应当地的温度和湿度环境特别有效。当前系统的设计如图1所示，这段尺寸为60x40x7mm，它是连接到运动员腰部用的腰带上。无线微控制器（腰带为合成云母每平方英寸二点，或客户定制，设备由CSEM [ 6
]提供）是用来控制的LED进行光学检测。检测到的光强度的采样以0.2Hz每秒速率无线传送到附近的一个笔记本电脑进行分析验证，如图2所示。
&&图一、基于可穿戴式纺织品汗液分析腰带贴片&& 图二、PH汗液传感器实验装置
呼吸模式是一种评估身体功能运动状态可轻而易举获得的指标。当运动员提高运动频率或速率时，则伴随着快速率的呼吸和高频率的心跳。一种很隐蔽的可穿戴式传感器，在经过一堂训练课后，测量运动员呼吸模式，评估运动或恢复之间绩效。有的时候希望把呼吸放慢下来，控制呼吸是必需的，比如在练习瑜伽和普拉提等时。运动员的呼吸肌在经过训练后，显示出改善运动耐力和运动性能。这项技术用于测量呼吸频率和模式可以提供有用的生化反馈。改善的呼吸技巧也有利于健康和养生，特别对缓释精神压力有着很好的效果。通过织物应力或压力传感器可以检测呼吸频率来测量胸腔扩大和收缩状态。在一个口袋装有变性泡沫塑料包覆导电聚合物聚吡咯或用碳包裹着，在服装或胸带的胸部检测运动过程中的状态。当吸入时，胸腔扩大，泡沫被压缩，电导率增加。当呼出时，胸腔收缩，泡沫释放而析出的电导率返回到基线。类似地可用改性弹性针织面料来实现。这些传感器很容易在设计的时候植入服装中，并通过螺纹连接导电性。如图3所示带有lycra&
Ppy传感器的智能衫。
Lycra PPy Sensor
& 莱卡平面移动传感器；微处理器，无线传输装置;导电线,相互连接
&图三、嵌有测量呼吸频率拉伸传感器的背心&
身体运动学
动态姿势的调整是运动技能训练的基础。体育运动并不依赖于静态姿而取决于动姿。良好的运动姿态，实际上是一系列的姿势联系在一起而产生有效的运动。运动服装通常都是设计紧贴身体，以捕捉运动员在运动过程的理想手段。反馈信息对运动员加强身体的意识，有助于提高技术。最常见的方法是通过肉眼观察或调用视频播放，但这也不可能得到真正的实际效果。除了通过教练肉眼观察和昂贵的视频设备以外，还有体育服装的改进成了解决这个问题的捷径。
上一节中介绍的织物传感器也可以用于人体运动学的测量。关节运动可以用织物应变传感器，足底压力变化可以通过整合变形性泡沫鞋垫监视测得。这种方式中的动态信息可能从纺织品发出的微光显示，如腕关节屈曲时的拍球，跑步时膝关节的弯曲或行走过程中的步态分析。
三、织物中的链路
可穿戴式织物的工作原理：传感器通过织物内的控制系统提供必要的能源来获取数据并和传递信息。使用导电压敏电阻材料的优点是它们可以直接连接到导电丝。装在下梭壳中的Bekaert不锈钢线用缝纫机缝合进导电线中间。如何把导电丝连接到脆弱的微控制器组件的问题已经有一种被特别设计的可穿戴式开源硬件（Arduino）平台称为荷叶状技术（LILYPAD，又称睡莲状）解决。主电路板上带有孔的花瓣状，允许导电线缝合在一起形成一个连接。这就形成了一个牢固的连接，避免使用焊料或压制连接。荷叶状系统允许模块化结构分散到服装的各个部位。模块供电，光传感器，温度和加速度传感器集成在一起了。振动触觉模块，LED和蜂鸣器在一个特定刺激的情况下通过服装给用户即时反馈。这样的提示，可以提高运动员在训练中的运动技能和姿势。图4显示了如何采用睡莲状（LilyPad）主板缝合导电线并连接到电源模块的情景。导电线已使用绝缘热胶枪，虽然也可以使用三维织物涂料。如何确保织物的移动和折叠不发生重大短路。另一个问题是，不锈钢导电丝的纤维往往容易造成跨组件的短路。这就是为什么它必需有适当的绝缘连接的另一个原因。
&图四、莲花状开源硬件平台(Lilypad Arduino）与电源相连接，为锂离子聚合物电池
A、PH汗液传感器
PH汗液传感器采用人工汗液校准，范围控制从pH
4-8之间。三个校准值采用同一传感器标定结果如图5所示。这说明，该传感器PH值的变化敏感度小于0.2单位，响应是可重复的。将发光二极管可用于多个运动试验中同时含有染料的织物层很容易更换为每个使用顶盖。每个织物片用pH
8以下的运动试验标定。
&&图五、PH织物汗液传感器校准
在耗时一个小时的运动试验中，传感器被放置在身体背部的下方，纺织品中PH传感器得到的反馈如图6所示。在室内自行车自选速度的训练中。选择一块平坦的赛道，PH电极放置在运动员皮肤表面每五分钟采样一次。运动员在热身过程中一次能出足够多的汗液在皮肤上作为一个“初始”状态。结果表明，纺织传感器和参考测量pH值之间有很好的相关性。“初始”状态取决于身体开始出汗到被汗水渗透织物通道与传感器的表面相互作用的时间。进一步的测试需要找到一个PH值变化的理由，不幸的是，这方面的研究由于缺乏在采样汗水上的困难而搁浅。一个假设，运动过程中由于再吸收汗腺导管的缘故，皮肤最初分泌汗水是酸性的。然而，身体持续的运动，汗水分泌速度增以调节体温。这就大大减少了再吸收的过程，从而汗液中PH电解质浓度随之而增加。
B、呼吸速率传感器
胸腔扩大和收缩反映到呼吸织物传感器的响应为如图7所示。该传感器电路很简单很容易集成。它与电阻作为一个简单的分压器设置系列，由荷叶状开源装置的电源供电。信号由2赫兹频率采样。除了数据样本以外，荷叶状开源装置（Arduino）通过计算每个采样点用来检测峰值信号，然后找出它的拐点斜率。取拐点每个点之间的时间用于计算呼吸频率，在图7中显示times/
min的时间函数。可以看出，在A和B有一个较密的时间拐点之间，呼吸频率增加了。
&图六、PH传感器试验运动响应中
C、关节弯曲传感器
用织物面料做成的手套集成了弯曲传感器，它的工作原理如图8所示。市面上有售的瓦克公司弹性体的碳负载涂在（elastosil LR
3162 A / B）手套的手指部分。这种方法已被比萨大学在人体运动学中得到测量证实[ 16
]。莲花状开源平台（Arduino
Lilypad）使用一个模拟量输入收集数据，10HZ频率采样。食指传感器的响应如图8所示，如图9所示为手指的0到2移动位置。这手套已经开发应用于中风后康复过程中的上肢运动功能评估（Fugel-Meyer
Assessment）。Fugel-Meyer评估各种运动功能和打分基于性能，当值为0时即=无法弯曲；当值为1时可部分弯曲；当值为2时可完全弯曲。这里康复手套监测关节屈曲展示了自动评估病人性能的潜力。这种基于人体与服装之间相互作用的远程监控方法，就像一个训练有素的理疗师在家里不断地为患者提供专业的评估服务。这种方法可以在各种体育运动中实现对任何与关节有关的监控。图10显示的传感器集成到一个护肘的响应波形。从直臂到弯屈，重复进行肘关节的弯曲。反应良好表现出重复性。今后的工作是需要调查各种角度下屈曲程度。这种方法已经被卧龙岗大学在澳大利亚足球训练中，用导电聚合物传感器评估膝关节弯曲中得到证明。通过与教练和理疗师交流，确定对不同的运动项目放置传感器的位置是很重要的。这种方法可以提高运动效果，同时降低伤害的风险。
图七、呼吸模式，使用导电泡沫检测传感器实验数据
&图八手套的手指屈曲在传感器的响应
这里所提到的传感器，它提供了一种体育运动训练中低成本的解决方案，生理传感所得到的好处是训练者穿戴这种装备对训练没有任何影响。这种方法不仅对专业运动员有意义而且对那些希望在训练中得到帮助的业余运动员同样有效。这里需要有一种穿戴舒适、可直接使用的可穿戴技术来支撑。这就需要整合几方面的因素。一方面在面料上要开发功能性的能够嵌入其他材质的纺织品，另一方面要提供与计算机应用相连接的友好界面。作为一种人机交互界面的技术演变已经越来越变得无处不在，无处不有。所使用的技术应该是容易被人接受，容易被人理解的。比如，当一项运动训练结束后，能够收集所有的生理数据并给出反馈，事后还能下载到本地的。这就要求适合穿戴者的生活习惯，使得他们在穿戴过程中无忧无虑。这项技术在体育产业中有一个很大的市场，目前市场上有Nike +
iPod用于控制运动速度和训练时间，Numetrex 公司生产的心率感应运动文胸，Polar提供了心率监视器，带有GPS的步幅计数器。互动游戏是传感器应用越来越多的另外一个领域，比如像日本任天堂（Nintendo）开发的新一代视频游戏（Wii
Fit），监视有氧运动的平衡，强度以及瑜伽（yoga）训练。这种类型的反馈不仅有利于娱乐而且有利于康复为目的的。
图九、手指伸曲不同的位置织物传感器手套感应的状态
0：完全弯曲；1：半弯曲；2：完全伸直
嵌有传感器的织物通过技术手段集成的服装不影响面料的观感和感觉。这里我们提出了两种不同类型的嵌有传感器的织物----一种是收集和分析汗液的PH传感器的织物；另一种是捕捉身体运动轨迹的压阻式织物。它们展现了在体育运动中的有用性。今后的工作是进一步描述它们在特殊领域里应用的反映和评估。这也要求我们开发出适合用户更直观的和更灵活的界面。
图十、肘部在弯曲或伸直状态下弹性体传感器的响应&
衷心感在财政上支持的我们的欧盟组织(Biotex生物纺织品项目的一部分FP6-2004-IST-NMP-2)，和爱尔兰国家科学基金会(07-CE-I1147)。
已投稿到：
以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。