智能床垫之传感器对比纯干货版

（原标题：智能床垫之传感器对比纯干货版）

最近随着智能养老的深入，越来越多养老从业者都在接触一款智能化产品——智能床垫，甚至有很多传统床垫领域也在接触了解床垫的智能化。其实智能床垫的核心就是传感器，传感器的材质如何，决定着体征数据收集的基础。让我们一起深入浅出的来了解一下各种传感器的背后。

市面上智能床垫常用的传感器有光纤的，有压电薄膜(压阻传感器)的，有MEMS传感器(主要是加速度传感器)，还有雷达波的。这些传感器从原理上来看，加速度传感器是利用心脏搏动或者呼吸时肺部产生的起伏压力作用在刚性表面上，从而使传感器采集到跟随着压力变化的连续信号；压电薄膜传感器的原理则是在电阻丝的一端加特定的电压、同时在另一端采集电压，当电阻丝受到挤压或褶皱时，采集端的电压会出现变化从而产生了连续的变化曲线。

光纤传感器的原理则是利用激光发射器发光，光线通过了一组以特定模型盘绕的光纤后到达另一端的光线接收器，当有压力作用在传感器上时会使光纤产生微小的形变从而改变光线传播的强度、光谱、能量等结果，所以当人体压在光纤传感器上由于心脏搏动或呼吸体动导致压力变化时，在光线接收器上就能得到对应的体征信号了。

听起来好像都挺不错的，原理上都能实现监测到体征信号，然后剥离出心率、呼吸等结果，那接下来我们来看下形态及特点：光纤传感器因使用光传输的方式精度极高，并可根据不同的使用场景和使用需要在算法中自动调节发送强度、角度、频率或其他发射参数，直到获得最优的参数，可灵活适应各种场景和不同人体差异、不同的睡姿，同时因为灵敏度极高，光纤传感器一般能达到与人体间隔40cm的准确监测。光纤传感器一般对光纤进行盘绕或平面铺设，然后使用保护材料对光纤进行包裹加工，光纤传感器可灵活变化任意形状，特别适合平面式的采集场景，但因制造工艺较难掌握，生产厂商选择性较少，在使用规模不大时成本较高。

而压电薄膜传感器一般为通用材料制作简单成本低廉，每个厂商买回薄膜卷材后自行切割，通常一片大小为60cm x 20cm以内的片状薄膜，因压电薄膜的原理是通过挤压变形产生电信号变化，所以长距离传输就会面临电压衰减和一致性问题，非常难做到更大尺寸，但尺寸过小又会降低人体压力的传导而导致监测不准确。同时因为压电薄膜的灵敏度较差，为了尽可能的捕捉到体征信号不得不牺牲了舒适度摆放在靠近人体的地方而无法放在普通床垫之下，这又会导致非常容易受到褶皱和按压的影响从而使传感器的衰减和一致性变差，所以一般压电薄膜的使用寿命大多局限在8-10个月，并且随着使用时间变长精度和一致性越来越差。

MEMS传感器因采用芯片封装，具有非常好的易生产、一致性高、成本低的优点，在单点压力监测的场景非常适合，但在平面式场景监测的时候就会因需要刚性压力传导以及接触面积过小而显得力不从心了，往往无法实际应用于体征监测的场景。

综合几种体征传感器特点看各有优劣，在普通智能家居等不考虑监测准确性但对成本非常敏感的场合，压电薄膜是比较理想的选择，如果在单点压力监测的场景则是MEMS传感器性价比更高，但如果是需要在复杂情况下使用又对监测准确有要求的风险预警场景，则最建议采用光纤传感器。

从原理上总结压电薄膜传感器属于易耗的半接触式、灵敏度低的、响应速度较慢的传感器，MEMS传感器属于刚性的、单点式监测的传感器，而光纤传感器则属于面状的、高精度的、高灵敏度和响应速度的非接触式传感器。

谷奇创新监测垫产品图

经过近几年的制造工艺改良，光纤传感器的生产技术已经逐渐被掌握，所以在市面上我们可以看到谷奇创新出品的监测垫主要传感器是光纤传感器，近几年已陆续批量应用于医院、养老院、办公座椅等场景，已成为了目前市面上非接触式体征监测方案的首选，而压电薄膜传感器已经普及多年，应用广泛、价格低廉、外形比较新潮美观，亦会同时存在于对实际监测效果要求不高但对成本极为敏感的各类场合。