最近隨著智能養(yǎng)老的深入，越來(lái)越多養(yǎng)老從業(yè)者都在接觸一款智能化產(chǎn)品——智能床墊，甚至有很多傳統(tǒng)床墊領(lǐng)域也在接觸了解床墊的智能化。其實(shí)智能床墊的核心就是傳感器，傳感器的材質(zhì)如何，決定著體征數(shù)據(jù)收集的基礎(chǔ)。讓我們一起深入淺出的來(lái)了解一下各種傳感器的背后。

市面上智能床墊常用的傳感器有光纖的，有壓電薄膜(壓阻傳感器)的，有MEMS傳感器(主要是加速度傳感器)，還有雷達(dá)波的。這些傳感器從原理上來(lái)看，加速度傳感器是利用心臟搏動(dòng)或者呼吸時(shí)肺部產(chǎn)生的起伏壓力作用在剛性表面上，從而使傳感器采集到跟隨著壓力變化的連續(xù)信號(hào)；壓電薄膜傳感器的原理則是在電阻絲的一端加特定的電壓、同時(shí)在另一端采集電壓，當(dāng)電阻絲受到擠壓或褶皺時(shí)，采集端的電壓會(huì)出現(xiàn)變化從而產(chǎn)生了連續(xù)的變化曲線。

光纖傳感器的原理則是利用激光發(fā)射器發(fā)光，光線通過(guò)了一組以特定模型盤(pán)繞的光纖后到達(dá)另一端的光線接收器，當(dāng)有壓力作用在傳感器上時(shí)會(huì)使光纖產(chǎn)生微小的形變從而改變光線傳播的強(qiáng)度、光譜、能量等結(jié)果，所以當(dāng)人體壓在光纖傳感器上由于心臟搏動(dòng)或呼吸體動(dòng)導(dǎo)致壓力變化時(shí)，在光線接收器上就能得到對(duì)應(yīng)的體征信號(hào)了。

聽(tīng)起來(lái)好像都挺不錯(cuò)的，原理上都能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)到體征信號(hào)，然后剝離出心率、呼吸等結(jié)果，那接下來(lái)我們來(lái)看下形態(tài)及特點(diǎn)：光纖傳感器因使用光傳輸?shù)姆绞骄�度極高，并可根據(jù)不同的使用場(chǎng)景和使用需要在算法中自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)送強(qiáng)度、角度、頻率或其他發(fā)射參數(shù)，直到獲得最優(yōu)的參數(shù)，可靈活適應(yīng)各種場(chǎng)景和不同人體差異、不同的睡姿，同時(shí)因?yàn)殪`敏度極高，光纖傳感器一般能達(dá)到與人體間隔40cm的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。光纖傳感器一般對(duì)光纖進(jìn)行盤(pán)繞或平面鋪設(shè)，然后使用保護(hù)材料對(duì)光纖進(jìn)行包裹加工，光纖傳感器可靈活變化任意形狀，特別適合平面式的采集場(chǎng)景，但因制造工藝較難掌握，生產(chǎn)廠商選擇性較少，在使用規(guī)模不大時(shí)成本較高。

而壓電薄膜傳感器一般為通用材料制作簡(jiǎn)單成本低廉，每個(gè)廠商買(mǎi)回薄膜卷材后自行切割，通常一片大小為60cm x 20cm以?xún)?nèi)的片狀薄膜，因壓電薄膜的原理是通過(guò)擠壓變形產(chǎn)生電信號(hào)變化，所以長(zhǎng)距離傳輸就會(huì)面臨電壓衰減和一致性問(wèn)題，非常難做到更大尺寸，但尺寸過(guò)小又會(huì)降低人體壓力的傳導(dǎo)而導(dǎo)致監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確。同時(shí)因?yàn)閴弘姳∧さ撵`敏度較差，為了盡可能的捕捉到體征信號(hào)不得不犧牲了舒適度擺放在靠近人體的地方而無(wú)法放在普通床墊之下，這又會(huì)導(dǎo)致非常容易受到褶皺和按壓的影響從而使傳感器的衰減和一致性變差，所以一般壓電薄膜的使用壽命大多局限在8-10個(gè)月，并且隨著使用時(shí)間變長(zhǎng)精度和一致性越來(lái)越差。

MEMS傳感器因采用芯片封裝，具有非常好的易生產(chǎn)、一致性高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，在單點(diǎn)壓力監(jiān)測(cè)的場(chǎng)景非常適合，但在平面式場(chǎng)景監(jiān)測(cè)的時(shí)候就會(huì)因需要?jiǎng)傂詨毫�傳�?dǎo)以及接觸面積過(guò)小而顯得力不從心了，往往無(wú)法實(shí)際應(yīng)用于體征監(jiān)測(cè)的場(chǎng)景。

綜合幾種體征傳感器特點(diǎn)看各有優(yōu)劣，在普通智能家居等不考慮監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性但對(duì)成本非常敏感的場(chǎng)合，壓電薄膜是比較理想的選擇，如果在單點(diǎn)壓力監(jiān)測(cè)的場(chǎng)景則是MEMS傳感器性?xún)r(jià)比更高，但如果是需要在復(fù)雜情況下使用又對(duì)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確有要求的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警場(chǎng)景，則最建議采用光纖傳感器。

從原理上總結(jié)壓電薄膜傳感器屬于易耗的半接觸式、靈敏度低的、響應(yīng)速度較慢的傳感器，MEMS傳感器屬于剛性的、單點(diǎn)式監(jiān)測(cè)的傳感器，而光纖傳感器則屬于面狀的、高精度的、高靈敏度和響應(yīng)速度的非接觸式傳感器。

（谷奇創(chuàng)新監(jiān)測(cè)墊產(chǎn)品圖）

經(jīng)過(guò)近幾年的制造工藝改良，光纖傳感器的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)逐漸被掌握，所以在市面上我們可以看到谷奇創(chuàng)新出品的監(jiān)測(cè)墊主要傳感器是光纖傳感器，近幾年已陸續(xù)批量應(yīng)用于醫(yī)院、養(yǎng)老院、辦公座椅等場(chǎng)景，已成為了目前市面上非接觸式體征監(jiān)測(cè)方案的首選，而壓電薄膜傳感器已經(jīng)普及多年，應(yīng)用廣泛、價(jià)格低廉、外形比較新潮美觀，亦會(huì)同時(shí)存在于對(duì)實(shí)際監(jiān)測(cè)效果要求不高但對(duì)成本極為敏感的各類(lèi)場(chǎng)合。