传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之广泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

　　由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。

　　文中提出一种穿戴式多参数监测智能服饰系统，它将传感器、织物电缆和柔性电路板有机结合到服装中，实现了在日常生活以及作业环境下对多生理参数的动态、协同监测，具有生理信号检测、信号特征提取功能，并利用蓝牙技术完成数据的备份，以便于进一步分析，也可以利用具有蓝牙功能的通信设备，实现远程医疗服务等功能。

　　1 系统硬件组成

　　蓝牙智能服装系统原理，如图1所示。该系统由电池模块、传感器、柔性电路板、电子织物、中央处理器和蓝牙模块组成。CPU采用ADI公司基于ARM7TDMI内核的ADμC7024处理器，ADμC7024卓越的处理能力、集成众多片上外围器件和芯片低功耗的特点，完全胜任目前本系统的应用。本系统利用传感器无创采集人体的各项生命体征参数，处理器对采集到的信号进行软处理，可以计算出体温、心率、血压等信息。并通过蓝牙模块将信息备份到内置蓝牙的手机、电脑等设备上。

　　1.1 监测传感器

　　传感器负责测量心率、体温等生命体征参数的采集。考虑到本系统可穿戴式的特点，在传感器的选型方面，尽量选用集成化，灵敏度和高的产品，这样既能减少系统电路的面积，便于穿戴，又能提高系统的稳定性和可靠性。

　　感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。向传感器提供±15V电源，激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波，经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源，通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈，得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源，该电源做运算放大器AD822的工作电源；由基准电源AD589与双运放AD822组成的高稳压电源产生±4.5V的精密直流电源，该电源既作为电桥电源，又作为放大器及V/F转换器的工作电源。

　　血压采集模块采用Freescal公司生产的MPXV5050GP压电传感器，将其置于衣袖中部肘关节内侧，这样可以直接将动脉血液对血管壁的压力转换为输出电信号，具体电路如图2所示。该传感器采用离子注入工艺，内部集成了放大器，滤波器等信号处理单元电路，外部只需要很少的元件即可工作。再经过软件处理得到血压值。

　　PVDF压电薄膜具有质量轻，质地柔软，耐用性好，压电响应动态范围大的特点，采用多层接触式压电薄膜传感器测量心率，可以减少干扰信号。HK-2000H集成了PVDF压电薄膜、高灵敏温度补偿元件、感温元件、程控放大电路、信号调理电路、滤波电路、A/D转换电路。原理图如图3所示。HK-2000H型集成数字脉搏传感器采用USB端口输出，可以方便地对其输出进行软件上的处理。

　　体温采集模块采用Maxim公司的模拟温度传感器MAX6612检测体表温度。MAX6612采用5 pin的SC70封装，工作电流仅为35μA，具有功耗低、高、体积小的特点，并对ADC做了电路上的优化，适合本系统的应用。具体的体温采集电路如图4所示。

　　MAX6612输出幅值与所测温度的关系满足表达式

　　测量到的输出电信号经过ADμC7024处理器上的1 2位逐次逼近型ADC进行模数转换，转换结果将存储在寄存器ADCDAT0中，当ADC转换结束时，位被置位。通过读取寄存器ADCDAT0中的值，再利用软件，根据上述算法得到测量的体表温度。

　　1.2 柔性电路板

　　考虑到服装穿着的舒适度，同时又不能影响对生命体征数据的处理。该电路板采用聚酰亚胺或聚脂薄膜为基材，可以承受多次弯曲、折叠和卷绕，散热性能好，将其与电子织物结合便可方便地将传感器网络分布于全身各处，既对服装的舒适度影响较小，又利于各项生命体征数据的采集。

　　1.3 电子织物

　　为了在尽量不影响穿着舒适度的条件下便于获取传感器数据，本系统采用将金属导线编织到传统织物中制造电子织物的方法实现衣物中各模块之间的电连接。这样既可以保护金属导线，减少穿着者的不适，又便于将传感器采集到的数据传导到处理器进行处理。1.4 蓝牙模块

　　本系统采用蓝牙模块实现与内嵌蓝牙功能的外部设备的数据交换。为减小系统体积、减轻系统质量和降低功耗，蓝牙芯片采用CSR公司的BC417413，芯片内部集成了8 MB闪存，主要存放的是基带、链路管理层和主机控制接口的软件，还包括一些API，用于对芯片进行配置。具体设计方案原理图如图5所示。

　　1.5 外扩功能

　　本系统支持系统功能外扩。针对糖尿病、高血压患者的实际需求可以加装测量血糖、血氧等模块，进行对血糖、血氧等的无创连续监测。使穿戴者随时进行测量，方便易操作。

　　2 软件设计

　　本系统软件包括穿戴式监测仪部分和外联设备部分。

　　2.1 穿戴式监测仪软件

　　穿戴式监测仪可以工作在两种模式下：一是心率采集模式，二是全项采集模式，程序方框图如图6所示。在接受到外联设备发送的命令后，穿戴式监测仪工作于全项采集模式，这时采集穿戴式检测仪所支持的所有生命体征参数数据，并通过蓝牙模块传输到外联设备。

　　2.2 外联设备软件

　　外联设备软件流程图如图7所示。

　　外联设备能够遥控控制穿戴式监测仪工作于全项采集模式，将穿戴式监测仪采集到的各项生理指标实时在终端显示屏幕上并保存，方便以后查看。当使用者的关键生理指标小于或大于某个临界点时，外联设备能将采集到的数据和GPS信息以短信的方式发送给预先设置的紧急联系人并拨打此号码，确保紧急联系人能时间知道使用者的身体状况，及时采取救助措施，保护穿着者的生命安全，适合于患有突发性心脏病者使用。

　　3 总结与展望

　　提出并设计了一种用于生命监测的智能服装系统，可以根据使用者的需求选择合适的工作模式。同时该系统通过蓝牙技术将人体、智能手机和电脑等外联设备组网，可以将采集到的生命体征数据进行备份，也便于远程医疗服务的开展，是一个利民的工程。