全集成电子化服装震撼Avantex博览会——德国智能服装研究获重大突破专家称该技术对纺织将产生重大影响

在法兰克福举办的Avantex展会上，德国慕尼黑Infineon技术公司展示了一些关键技术，纺织品制造商、服装制造商和时装设计师可将这些技术转化为各式各样创新而有经济价值的产品。 　　Infineon技术公司的研究人员与纺织服装业的合作者一起工作，已创造出一些样板和设计样品。将封装在特殊包装中的芯片和微小传感器固定在织物中，编织在织物中的细小导电材料提供了必要的电连接功能。这种织物的可能应用范围很广，从个人娱乐和通讯乃至商业后勤、保健和保安等领域。 　　以上各种应用均以Infineon技术公司的等宽芯片夹（equallybroadchipportfolio）为基础，它已用于智能纺织品的许多应用场合，包括微控制器、蓝牙（bluetooth）、GPS和GSM、记忆卡、RFID和生物统计学传感器。 　　芯片密封到纺织品中的新技术首先有望应用于休闲和娱乐。 　　一种集成在服装内的音频模块样品即将投产。此外，为了确保功能，还要特别注意到坚固性以及便于纺织品设计。对电子元件进行设计时，要考虑到电子元件和纺织品结构之间的连接不影响穿着舒适性，还要使用简便，洗涤衣服时也不用取下电子元件。 　　音频模块设计概念包括四个单元：微控制器／声音处理芯片、可取出电池／多媒体卡（MMC）模块、耳塞／麦克风和柔性传感器键盘。所有元件靠密封在织物布条的导体实现电互连。音频芯片可直接连接到麦克风、耳塞、记忆卡、键盘、显示器、传感器和调节器。软件用来限定音频模块的工作模式：MP3播放器、与说话者无关的语音识别、文字／话音转换、音乐合成器，以及其他可能的应用。模块尺寸仅为25mm×25mm×3mm。 　　电池和多媒体卡模块包括锂离子聚合物电池，可以工作数小时，依靠简单的连接器就可以将电池连接到服装上。多媒体卡的数字音频数据容量为64Mb。取出模块很容易，从微机输入数据也很方便。也可以将多媒体卡与数码照相机、PDA或者手机一起使用。 　　在导电织物条上的金属化薄膜加工成平坦的键盘。采用服装业中常用的粘合剂粘结金属薄膜。微型传感器模块连接到金属薄膜上，按压垫片，就存入信号。同样，通过织物条将耳塞／麦克风装置连接到音频模块。 　　在日常生活中能够使用这类产品的关键因素是纺织品与电子元件之间的连接。这方面的基本问题是尺寸差异很大的结构间的连接问题。芯片是微米数量级而纺织品是毫米数量级。Infineon技术公司针对这个问题，已开发出两种不同方法。一种可行的方法是将芯片模块以类似于金属线连接的方式接到导电织物条。另一种方法是采用柔性塑料薄膜（类似于柔性印刷电路板），借助薄膜上的连接垫片将薄膜烧结或焊接到纺织品结构上。在两种情况下，模块和连接区域均需要气密密封。 　　不久的将来，声控MP3播放器将会在市场上出现。MP3播放器电子元件直接集成到服装上。经过封装后，服装能经受洗涤，不会损伤。 　　服装师和纺织品制造商将可洗涤的MP3播放器直接封装到纺织品中。包括用于声控的微处理器在内的整套MP3装置都集成在一片小小的芯片之内。可更换的多媒体卡用来存储音乐节目。在样板系统中，与说话者无关的话音识别控制系统代替了所有常用的键盘功能。 　　系统与记忆卡、耳塞、语音控制的麦克风、织物键盘间的电连接均由特制导电织物构成。德国慕尼黑Master时装学院的学生已设计出多件服装来展示该系统。 　　另一个研究重点是将人体热量转化成电能的热偶发电器。纺织品中电子元件集成化的关键是极低的功耗、复杂的电源管理和新型的电源，为了达到这些要求，Infineon技术公司已展示了热偶发电器，它利用人体体温来产生电子元件所需的电功率，最终目标就是要实现不使用电池的服装。 　　这种小型热偶发电器利用了人体表面与服装周围之间的温度差，从而产生电功率。在某些特殊应用领域中，已经采用了这种原理，例如空间技术。新型热电材料的采用、芯片功耗的降低、生产成本的下降，目前这些进展使热偶发电器有广泛的应用。 　　Infineon技术公司已开发了一种新型硅基热偶发电器芯片，该芯片在每平方厘米的面积上可输出几微瓦的功率。研究结果表明，在中度室温条件下，服装与人体皮肤表面之间的温度差至少为5℃。在这种情况下，新型芯片存在负载时，每平方厘米能供应1.0μW以上的功率和5V的电压，这足以使特殊医用传感器或微电子芯片正常工作了。 　　配上合适的装置，智能服装能监控脉搏、心跳或体温，并能将读数以无线方式传送到显示表。还可以用于现代助听器，能降低较高的电池成本。 　　虽然目前热偶发电器仅局限于功耗极低的芯片系统，但未来的应用十分广泛，如解决老弱病残者的护理问题。从服装中的传感器测出的重要统计数据传送到外部，以便医生或管理中心远程监控照管特需患者。这样就能对异常现象作出快速响应，并及时地干预，达到抢救患者的目的。 　　在Avantex展会上，Infineon技术公司获得两项发明奖，即热偶发电器和MP3系统。Avantex科学部官员指出，“Infineon技术公司的研究成果对服装的电子集成化乃至整个纺织工业的未来都是极其重要的。” 　　 （转载自 中国纺织报）