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传感器在智能纺织中的应用_从心电衣到智能床垫的柔性传感.docx
资料介绍
传感器在智能纺织中的应用：从心电衣到智能床垫的柔性传感
1 引言
智能纺织（E-textile）将传感器、导电材料和电子元件集成在织物中，使服装和家纺具备感知和通信功能。心电衣可以连续监测心率，智能床垫可以监测睡眠质量，智能运动服可以分析运动姿态。本文介绍智能纺织中的传感器技术和关键设计要点。
2 导电织物与电极
导电纱线：银纤维、不锈钢纤维、碳纳米管纤维等导电纱线，通过编织或刺绣方式集成在织物中，作为传感器电极或导线。
纺织电极：用导电织物制成的电极，可替代传统凝胶电极贴在皮肤上，用于心电、肌电信号采集。纺织电极的优势是透气、可水洗、可长期佩戴。
信号质量：纺织电极与皮肤的接触阻抗高于凝胶电极，信号质量较差，需要高输入阻抗的放大器（>10GΩ）和主动屏蔽驱动。
3 心电监测服装
电极位置：在服装内侧胸部位置集成3个纺织电极，分别对应右臂、左臂和右腿导联位置。
信号调理：使用高输入阻抗仪表放大器（如AD8232、ADS1292），增益100—1000倍，带宽0.5—100Hz，50Hz工频陷波滤波。
信号处理：R波检测算法从心电信号中提取心率，计算心率变异性（HRV），评估疲劳和压力状态。
4 智能床垫
压力传感器阵列：在床垫中嵌入柔性压力传感器阵列（压阻式或电容式薄膜），每平方米部署数百个传感点，形成压力分布图。
睡眠监测：通过压力分布图识别睡眠姿势（仰卧、侧卧、俯卧）、体动次数、离床时间，评估睡眠质量。
呼吸监测：通过压力传感器检测胸腔起伏引起的压力变化，提取呼吸频率和呼吸模式。
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