EDN China > 技术文章 > 消费电子设计 > 便携设备 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

可穿戴设备发展的下一步是什么?

Mark de Clercq?? Dialog半导体公司产品营销事业部经理?? 2015年09月02日 ?? 收藏0
可穿戴设备为我们改善生活的许多方面提供了前所未有的方式,如生产力、健康或生活方式。它们能够跟踪并向我们提供我们自身及周围环境的信息,从而激励并帮助我们做出更好的决定。更进一步,它们实现了个人(通过“数字自我”)与互联网的链接,这使我们能够与朋友或远距离外的医学专家共享信息,无论是为了好玩,征求意见和建议,还是即时医疗诊断。

因此,可穿戴设备市场的快速发展并不令人惊讶。据市场分析公司CCS Insight调查,2013年可穿戴设备出货量为970万单元,2014年这个数据增至了3倍,达到2,900万单元,据预测2015年将再增加158%,达到7,500万单元,到2018年将达到每年1.72亿单元。

图1:可穿戴设备市场是物联网领域增长速度最快的。(来源:CCS Insight)
图1:可穿戴设备市场是物联网领域增长速度最快的。(来源:CCS Insight)

尽管可穿戴设备市场的初期增长令人可喜,不过整体市场规模仍然相对较小,特别是与年出货量达几十亿部的智能手机市场相比。为推动该快速增长的市场实现其最大潜力,我们需要令人振奋的新型第二代和第三代可穿戴设备。

这些设备将集成更多传感器,以便向用户提供更多有用信息,并且具备“情境感知”(context aware)特性,以确保只传递相关的信息。它们将开辟新的用途,例如模糊消费类产品与医疗设备之间的界限,帮助人们更好地借助医疗专业人士来管理自己的健康。这些新应用情境将使数据安全和用户隐私变得更加重要。

可穿戴设备只有通过人们穿戴时才能发挥作用,所以穿戴时间越长越好。因此,这些下一代设备需要提供长久的电池续航时间(或延长两次充电之间的时间),同时需要有优雅的外形且穿戴舒适。

数据集成和情境感知

第一种可穿戴设备是基于三维加速计的简单步进计数器。随后很快就出现了包含压力传感器和陀螺仪等器件的更复杂的设备。这些器件使设备能够识别穿戴者正在参与的活动(如步行、跑步、爬山等)的类型,并跟踪其睡眠周期。同时,温度和湿度传感器使得可穿戴设备能够更准确地测量如锻炼时消耗的卡路里数等参数成为可能。

可穿戴设备集成更多传感器的趋势将会进一步加速。特别是,我们将看到设备中集成越来越多运动和环境传感器,以及新兴的生物传感器。生物传感器现已应用于独立的可穿戴医学监护仪,我们也已见到了包括心率测量功能的首批消费设备。但在接下来的几年内,消费设备将集成更广泛的生物传感器,如测量血氧量、血压和血糖水平的光谱传感器,以及确定出汗水平和pH值的皮肤电响应传感器。

图2:我们将看到越来越广泛的生物传感器将集成到可穿戴设备中。
图2:我们将看到越来越广泛的生物传感器将集成到可穿戴设备中。

集成更多传感器有许多优势,最明显的是,可以增加设备的功能,使其能够测量更多参数。另外,它还提高了所收集数据的精确性。例如,使用来自其他传感器的信息来确定穿戴者正在从事的活动类型,有助于更好的选择用于处理加速计数据的算法,使活动跟踪更加准确。另外,结合来自众多传感器的数据使设备能够提取更多对用户有用的信息,例如,使用心率、加速计数据和皮肤电响应来估计人的承受压力水平。

除了上面提到的运动、环境和生物传感器之外,可穿戴设备还很有可能增加麦克风的使用。但它的目标不是向穿戴者提供更多信息,而是帮助设备感知其使用情境,以便其确定什么信息对穿戴者有用,以及如何以最佳的方式传送这些信息。例如,如果设备“听到”喷气式发动机的轰鸣声,则能推断出穿戴者正在坐飞机,并监测坐多长时间,然后调整针对睡眠和锻炼建议,帮助穿戴者更有效地应对疲劳、脱水和时差反应。

新用途

随着可穿戴设备收集有关我们与周围环境的更多数据,它们将日益成为我们的“数字自我”。这一点与可穿戴设备和情境感知的混聚(mash-up)相结合,为可穿戴设备开辟了许多新用途。其可能性几乎是无穷尽的。但容易想象,可穿戴设备将成为通用的接入设备,例如开家门、办公室门和车门门锁,登录工作系统。不再需要更多钥匙,也省去了记密码或随身携带出入证的麻烦。

在家庭自动化领域,智能娱乐系统能够通过可穿戴设备检测出来谁在家中,并根据这个人的偏好自动选择电视频道、音乐和音量。可穿戴设备能够与房间内各个地方的信标进行通信,感测人的存在,并根据个人偏好调节灯光和供暖,以及打开和关闭它们,使你始终感觉舒适并节省能源。

大数据:模糊消费电子与医疗电子的界线

也许最令人兴奋的新用途是可穿戴设备帮助人们管理健康。随着生物传感器使用的数量增加,及其收集数据的准确性和可靠性提高,我们将看到消费类产品与医疗领域的融合。健身和生活方式设备将从消费噱头发展到提供医疗级数据。

因此,你所收集的用于跟踪健康和运动水平的信息可与你的医生或自动医疗监护系统共享,以便在健康出现问题前得到预警信号。这样人们就能在情况还不太严重、更易于实施和更有可能成功的时候,及早寻求治疗或适当改变生活方式。

目前许多公司都在开发用于医疗服务的数据共享云基础设施,可穿戴设备是这些基础设施的天然伙伴。这时我们将见证所谓大数据的真正力量。随着可穿戴设备变得越来越常见和更先进,整理和分析来自数百万人积累的多年健康、健身及生活方式信息将成为可能。除了揭示健康趋势,这些巨大的数据集还能揭示疾病是如何开始的(所谓“零级医学”)。这有助于实现早期干预,以最大限度减小疾病所带来的财务、社会及个人影响。

用户隐私和安全

随着可穿戴设备收集越来越多的敏感信息,以及逐渐成为全面的数字自我,隐私和数据安全将变得至关重要。特别是在涉及医疗数据时,消费者将要求最高级别的数据安全措施,而随着消费者信息不断普及,这将成为影响购买决定的关键因素。

数据的安全在于存储和传输中。第一代联网可穿戴设备大多依靠其所选择的连接技术的内在安全协议,比如智能蓝牙(Bluetooth? Smart)。如果只是跟踪人在一天当中走了多少路,可能这已足够了。但如果消费者将其医疗信息托付给可穿戴设备,那么将需要更强大的安全措施。

最新版本的蓝牙(蓝牙4.2)提供更高的安全性。但由于蓝牙设备的数量巨大,安全算法被黑客攻破的风险(数据传输不受保护)始终是存在的。

因此可穿戴设备制造商必须考虑独立的加密措施,如Dialog针对可穿戴设备的解决方案所部署的那些措施。即使蓝牙安全协议被破 解,传输的数据仍然是加密的。这样,制造商就能向消费者提供独立于蓝牙技术的端到端安全性。使可穿戴设备上的个人信息拥有与银行的财务记录相同水平的保护。

电池续航时间

在集成更多传感器和支持新用途方面,钮扣电池和可充电电池有限的功率,给可穿戴设备制造商带来了重大挑战。IDC和GMI的研究已多次表明,电池续航时间已成为消费者购买电池供电式便捷式产品的第一考虑因素。

目前的可穿戴设备通常提供约7-14天的电池续航时间/充电周期。随着设备变得更加复杂,消费者希望这个能力至少能够保持,当然能够延长更好。另外,可穿戴设备的许多用途都需要进行长时间的持续监测,而如果必须卸除设备进行充电或换电池,会抵消应用的好处,从而减小它们对消费者的吸引力。例如,如果你必须在晚上对设备充电,那么你就无法跟踪睡眠模式,也就错过发现心悸情况,而这有可能是严重心脏病预警信号。

典型锂聚合物充电电池的电量只有40mAh。在此预算内为多传感器可穿戴设备供电几天时间,意味着需要降低系统所有部件的功耗,包括传感器、系统和通信硬件及软件。传感器技术在不断进步并降低功耗需求。同时,Dialog通过集应用与通信硬件于一体的Bluetooth Smart SoC(例如新的SmartBond DA14680),在总系统功耗上不断取得进步。由于采用创新的电源管理和RF技术,SmartBond DA14680在典型蓝牙事件下的电流消耗仅为1 mA。

图3:Dialog的SmartBond DA14680是一款“可穿戴芯片”(wearable-on-chip)SoC,只需增加传感器、电源和几个外围元件,就可用于快速而可靠地创建可穿戴计算设备。
图3:Dialog的SmartBond DA14680是一款“可穿戴芯片”(wearable-on-chip)SoC,只需增加传感器、电源和几个外围元件,就可用于快速而可靠地创建可穿戴计算设备。

下一页:你永远不会卸下的可穿戴设备


上一页12下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

可穿戴设备?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈