可穿戴产品解决方案

可穿戴产品解决方案
篇一：智能可穿戴设备-资料
智能可穿戴设备
一、产品定义
“智能穿戴设备”是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如手表、手环、眼镜、服饰等。

广义的智能穿戴设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能（例如智能手表或智能眼镜等），以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备（如智能手机）配合使用（如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等）。

随着技术的进步以及用户需求的变迁，可穿戴式智能设备的形态与应用热点也在不断变化。

二、产品类别
1. 按产品形态分：
头戴：眼镜和头盔手戴：手表和手环衣服类：外衣、内衣和鞋类
2. 按产品功能分：
人体健康、运动追踪类：Nike+系列产品和应用(Fuelband)、Jawbone Up、叮咚手环、GlassUp、Fitbit
Flex。

以上这些可穿戴设备，主要通过传感装置对用户的运动情况和健康状况做出记录和评估，大部分需要与智能终端设备进行链接显示数据。

综合智能终端类： Google Glass等。

这些设备虽然也需要与手机相连，可是功能更加强
大，独立性更强。

未来将成为可穿戴设备的主导产品。

智能手机辅助类： Pebble等。

这些可穿戴设备作为其它移动设备的功能补充，一方面必
须与智能手机等设备配合使用，另一方面可以简化智能手机的操作。

3. 按技术角度分：
高端产品：智能手表、眼镜和头戴式可视设备。

特点是内置通用OS、多媒体和连接性不间断工作应用：智能手表和运动跟踪器。

特点是内置RTOS、连接性和信号处理专业市场：健康医疗、健身和时尚类型的产品。

特点是小型和连接性
三、智能可穿戴设备组成及工作原理
穿戴设备是一个典型嵌入式系统。

嵌入式处理器（MCU或MPU）+传感器
+射频。

基于ARM Cortex M3的MCU 是穿戴设备主流处理器，蓝牙4.0（BLE）是主要采用的无线协议技术
可穿戴技术：简单来说就是把计算机“穿”在身上进行应用发挥其功能的技术。

可穿戴技术主要在直接穿在身上和整合使用
者的衣服与配件方面进行创造和研究。

此项技术始于20世纪60年代，由美国麻省理工学院媒体实验室提出，他们设想运用这项技术将多媒体、传感器和无线通信技术配置到人的衣服中，用手势和眼球动作进行操作。

1. 语音识别
现在我们可以在一些移动操作系统、软件和部分网站上看到语音识别功能的出现。

语音识别在输入上取代键盘和手写只是时间的问题，因为它“能够解放人类的双手”，并且提高效率。

2. 眼球追踪
这项技术早已广泛应用于科学研究领域，特别是心理学。

眼球追踪技术在移动领域的出现将有可能催生出比触屏操作更“直观”，比语音操作更“快捷”的操作方法。

只用转动眼球就能滑动屏幕、选中、输入。

这可能是出了人脑电波直接控制之外最快的操作手段了。

3. 骨传导技术
骨传导技术一直以来是一项军用技术，通过震动人类面部的骨骼来传递声音。

是一种高效的降噪技术。

通过骨传导麦克风说话，传递出的语音信息几乎丝毫不含周围的杂音，而通过骨传导耳机听到的声音也非常清晰。

4. 低功耗互联技术
现在已经成功商用并且表现出众的蓝牙4.0或许可以很好的解决能耗问题。

成本更低，速度更快，距离更远（约100m），完全可以解决上一代蓝牙所遗留的问题。

并且，在这样的速率下，很有可能催生出新的发明甚至革命。

5. 裸眼3D技术
裸眼3D则摒弃了笨拙的3D眼镜，使得人们可以直接看到立体的画面。

通过视差障壁技术、柱状透镜技术和MLD技术，用户可以在液晶屏幕上感受清晰的3D显示效果。

6. 高速互联网和云计算
当宽带或移动互联网速度接近甚至超过硬盘读写速度的时候，
通过终端访问云数据就像读取自己
硬盘里的东西一样容易。

较大运算量的任务将在云端处理，再将处理结果发送到终端呈现在用户眼前。

这能大大降低可穿戴移动设备的成本并减小它的体积。

7. 人体芯片
当人与计算机的距离近到极致，那么不是人进入了计算机里，就是计算机进入了人体。

人体芯片已经广泛应用于军事和医疗领域，但目前因为体积和安全的原因，它的作用被限制在被动扫描。

四、智能可穿戴设备的现状及未来发展趋势
智能可穿戴设备现状
得益于4g移动互联网的发展和普及，以及传感器等相关技术日趋成熟，可穿戴设备已经由概念走入人们的日常生活。

2011年出货量仅为0.14亿，2013年是可穿戴设备的起步年，从上游元器件供应到下游终端产品推出，受到市场极大的关注和热议。

而在2014年ces上，各大厂商都将穿戴式产品视为全年布局的重中之重，从宣传攻势到产品发布，公司种类与规模跨度的分散与丰富促成了穿戴式产品的多样性，无论在产品的终端形态和穿戴方式，还是在产品的应用效能和实际用途方面都达到了一个崭新的高度，预示着可穿戴设备行业爆发在即。

可穿戴设备是未来移动互联网的发展趋势。

2013年，全球医疗保健类的可穿戴设备出货量达到0.13亿，其中智能服装出货量3万件，智能眼镜类出货量1万部。

可穿戴设备的市场有望在2016年达到1.71亿的出货量。

2013年移动传感可穿戴设备市场涌现出超过400种的独特产品，比上年增长了2倍;并且伴随着新的产品类别的出现，保持高速发展的势头;这些新产品以智能手表、智能眼镜、消费化的可穿戴传感器以及日益增长的工业和企业解决方案为主。

当前市场规模较小但增长迅速
从市场规模上看，2013 年全球智能手表和智能手环的总出货量仅有370 万只，全球可穿戴设备销售额也仅有14 亿美元，当前市场规模比较小。

但同时，2013 年下半年智能手环和智能手表出货量相比2013 年上半年环比增加700%和275%。

2014 年Q1 全球智能手表出货量达70 万只，同比增长250%；2014 年Q1 智能手环出货量235
万只，已经超过2013 年全年的出货量总和，显示当前整体行业增长非常强劲。

参考StrategyAnalytics、Canalys 等机构统计数据，我们预计2015-2018 年全球可穿戴设备出货量年复合增长率将达60-70%，至2018 年全球可穿戴设备出货量将超过1.5 亿支，市场规模达190 亿美金。

当前的局限
尽管可穿戴设备领域被炒得火热，可仔细研究，会发现该领域仍处在发展的初级阶段，相应的产业链、商业模式等都没有成型。

目前，可穿戴设备产业存在以下三个方面的瓶颈问题：
1. 多为智能手机“配件”，独立性不强
仔细梳理大部分可穿戴设备，我们不难发现其中大多是作为智能手机的辅助工具。

要么是对智能手机功能的拓展，要么仅仅是是对其功能的平移。

比如，智能手表Pebble，仅仅是对智
能手机的部分功能的平移。

通过蓝牙连接后，Pebble可以为用户提供手机短信或电子邮件提醒、设置闹钟等功能。

仅仅作为其他智能终端的辅助外设，将会失去独立存在的必要性。

不难想象，一旦用户失去了使用新鲜感，这种“配件”将会很快失去市场。

2. 功能还不完善，专属应用较少
目前的可穿戴设备普遍还都不具备完善的功能，此外，缺少专属的可穿戴应用将是该行业发展的巨大潜在危险。

弗雷斯特研究公司在2013年第1季度，曾针对可穿戴设备的话题，对线上的4673名美国成年人进行了一项调查。

调查结果显示，如果可穿戴设备的功能进一步完善，它的市场还将变得更大。

其中44%的人表示，他们希望可穿戴设备可以帮助他们锁车门或房门，这样他们就不用出门带着一大串钥匙了。

30%的人希望这些设备可以根据他们的脾气秉性推荐相应的媒体。

另有29%的人表示，他们希望这些设备可以用于监控孩子们的行踪。

就今天的科技发展水平来看，上述人们的希望都有可能实现。

不同手机中的app最能显示出它们各自的特点。

对于可穿戴设备来说，开发多种多样的app是提高渗透率的良方。

来自于设备自身传感器的数据没有多大价值，无论设计的如何“精明”，一段时间下来，都会让我们对它提供的有限应用感到疲劳。

单一的资源输入，永远都不能换来设备的智能和实用。

设备制造商们需要来自第三方开发者的创意，“众人拾柴火焰高”，来自第三方的app往往更能完善设备的功能。

(详见猎云网报道：《可穿戴式设备的未来，在第三方开发者手中》)
3. 费用昂贵，渗透率较低
目前看来，已经发布的可穿戴设备中，GoogleGlass绝对是其中超一流的产品(还未正式上市)。

篇二：十大可穿戴技术与功能展望
十大可穿戴技术与功能展望
电子产品世界
可穿戴设备市场内的产品种类繁多。

全球领先的信息技术研究和顾问公司Gartner认为该市场主要包括九类可穿戴设备，即：智能手表、头戴式显示器(HMD)、可穿戴相机、智能手环、智能服装、心率胸带、运动手表、智能蓝牙耳机及其他穿戴设备。

各类可穿戴设备的市场接受程度及产品成熟度各不相同。

总体来说，Gartner预计可穿戴设备在未来二至五年将快速普及，从2015年的2.32亿台将跃升至2020年的4.77亿台，并带来617亿美元的盈利机会。

2017年至2018年十大可穿戴技术与功能分列如下：
生物认证
得益于智能手机中生物认证传感器的指纹认证功能，生物认证已逐渐跻身主流。

由于可穿戴设备具有“贴身”特性，而新型传感器可以捕捉并生成更为复杂、可靠且难以篡改的生物认证身份，预计生物认证将被更广泛地应用于可穿戴设备。

另一个主要用途是可穿戴设备的生物认证支持行动支付。

我们已对智能手机的指纹支付认证深有体验。

目前，苹果Watch、三星GearS2等可穿戴设备的生物认证可以通过智能手机预载的行动支付解决方案用于购买商品。

此外
，腾讯Qkey手环也具备特定的支付功能。

Gartner预测，到2020年，超过45%的已售智能手表将无需手机即可完成移动支付。

移动健康监测
可穿戴健康监测设备可收集并监测体重、血压、血糖、心律、睡眠和皮电反应等生理指标，然后将这些数据上传给移动应用程序和云服务进行监测、分析和反馈。

根据可穿戴设备
是否具备医疗认证和用户协议，所收集的数据还可以发送给医生，用于监测和改善患者护理。

该技术领域将促进医学研究，启用新的远程医疗方案，改善医疗护理，对于慢性病患者而言意义重大。

移动健康监测与生物识别可穿戴设备将通过咨询和个性化咨询服务带来新的业务收入，同时还能降低成本，更好地利用医疗资源并提升医患关系。

新兴市场对此项技术具有强烈的本质上的需求，因为偏远地区医疗资源不足，对他们而言是一個普遍存在却又急需解決的问题。

能量采集实现能源提升
能源提升是指利用能量采集技术获取能量，以增强电池功率并延长充电后设备使用时间。

无线电波、温差、太阳能和机械振动都可以是能量采集的來源。

这项技术可以产生额外电力来延长可穿戴设备的電池使用寿命，减少设备运行的成本并改进用户体验。

人们放弃健身设备的原因之一是他们总忘记充电。

如果充电频率能够从几天一次延长到一周一次，人们的使用模式就会改变。

智能教练
智能教练功能与可穿戴健身设备的相关性最大。

Gartner将这类设备分为五小类：手环、智能服装、心率胸带、运动手表和其他健康监测仪。

智能教练是指可穿戴健身设备的一项功能，它可收集多种生物认证数据，并通过智能软件和分析工具即時向用户发送健身建议、反馈和通知。

用户可以利用教练功能进行特定健身任务或培训，收取有关智能健身提示信息以提升健身效益或防止运动伤害。

我们相信这种功能将进一步提升目前可穿戴健身设备的价值主张。

虚拟个人助理(VPA)
智能手表和手环在外形上没有屏幕或屏幕和控制元件很小，而这会对使用者操作介面带来挑战。

虚拟个人助理可以突破此障碍，逐渐以高度情景化模式推动用户通过可穿戴设备获
得智能化建议，例如：通行、指导、日程管理、待办事务管理和消息优先级等。

可穿戴传感技术将发展并结合不同的的生物数据资讯(如：心率皮电反应)以实现用户情景化, 最终使虚拟个人助理基于用户的情感/情绪状态来提供建议。

此外，可穿戴设备还将在向智能手机提供更多生物识别数据点方面发挥核心作用，甚至超越了智能手机面部识别的情绪感应功能。

这一发展前景对于推广智能手表和手环的价值主张和优势至关重要，并将最终提高其普及程度。

嵌入式安全
层出不穷的可穿戴设备为用户带来新一代设备并逐渐进入企业内部。

消费者和各企业机构一直忧心于智能手机和其他设备的安全保障问题，而这些问题如今正在可穿戴设备上浮现。

安全保障措施可以部署在各级软件和硬件内，而嵌入式安全从硬件(芯片)的角度所执行的安全措施將会大量被采用。

适型电子技术
适型电子技术是指封装在柔性和弹性聚合物材料中的跟踪和电子元件技术，基于此技术，我们才得以制造舒适贴身的生物皮肤贴、电子皮肤、电子纹身、智能服装、手环、运动手表和智能手表。

适型电子技术将聚合物印刷与蚀刻相结合，利用真实导线进行连接，并整合了印刷、蚀刻与专为电子技术制造的细小真实导线元件。

在可穿戴设备领域，此类技术可以让柔软的适型计算元件舒适地包裹或贴附在身体的不同部位，从而实现非侵入的精确测量或触诊。

可穿戴设备处理器
可穿戴设备处理器是一种面向应用的标准产品(ASSP)或集成电路(ASIC)，也是专为可穿戴设备市场设计的芯片级系统或封装系统(SiP)。

不同于传统上用于可穿戴健身设备市场的通用微控制器(MCU)，可穿戴设备处理器整合了处理及其他必要功能但其成本要高于比传
统的离散解决方案。

这些可穿戴设备处理器为可穿戴设备带来最高的价值主张，因为可穿戴设备需要更先进操作系统(如AndroidWear或Apple Watch OS)，下载并运行应用程序，管理复杂的显示程序、多媒体、传感器接口与通讯。

虚拟现实与增强现实(VR与AR)
虚拟现实与增强现实可被有效地用于智能手机和平板电脑。

但虚拟现实与增强现实应用在可穿戴设备另属于沉浸式技术的范畴, 相较于传统的人机介面技术，它们更加关注人类感官的实际感受。

今日, 用户经由头戴式显示器來实现沉浸式的感官感受, 大量的虚拟与现实环境的讯息必须即时与使用者交互并反馈,这需要高效能的运算能力來实现。

一般消費型的设计利用手机的运算功能, 屏幕于App加套件构成头戴式显示器以实现虚拟现实与增强现实应用,玩家型的头戴式显示器需搭配高档的PC來实现,在商业的领域应用则需搭配特制的內容或特殊的规格。

未來,虚拟现实与增强现实将搭配多样的可穿戴设备来提升它们的沉浸式感官感受。

精确动作识别
运动/动作跟踪以可穿戴设备内部使用的陀螺仪、加速计和磁强计等各种动作传感器为基础，常与传感器融合算法相结合，以便确定并区分不同类型的动作。

今天市场上的大部分健身设备都具备高精度的简单计步功能。

复杂度更高的传感器和传感
器融合算法可使误差降低到2%到5%，特别是后者让可穿戴设备的功能远远多于简单计步。

篇三：可穿戴设备超低功耗方案及常见问题释疑
可穿戴设备超低功耗方案及常见问题释疑
您是否盼望能开发像手表、血氧计或血压监测仪这样的可穿戴式设备？智能手表所需的小尺寸和高级功能给系统设计人员带来了两个基本挑战：您将如何在规定的封装内塞进您需要的一切？您如何给设备供电？
这里有三种解决方案，能在可穿戴式电子产品中实现超低功耗运行：
1.尽可能在待机模式下运行
实现较长电池寿命的关键是：通过减少没必要的系统活动让运行时的电流消耗最低。

这意味着除关闭某些功能外，还要在微控制器的睡眠或待机模式以及电源的省电模式下运行。

例如，当用户不看他（或她）的手表时，关掉手表的显示屏。

或当SimpleLink? Bluetooth?低能耗CC2541无线微控制器（MCU）能只通过睡眠定时器而非定时器1运行时，电源电流从大约90μA降低到仅为0.6μA——省电率超过99％！此外，任何后台任务在代码内必须是由中断驱动的。

这样，微控制器就能尽量一直在睡眠模式下运行，只有当中断命令它时才唤醒。

2.使待机模式下的电流消耗最低
一种关键的技术驱动因素是在这些待机模式下减少汲取的电流。

例如，采用EnergyTrace++?技术的MSP430F59xx（FRAM）微控制器在待机模式下仅消耗450nA的电流，这得归功于其极低泄漏的FRAM存储器。

如果您用TPS82740A为该微控制器供电，那么当您供电时即便该微控制器略有漏电，从单节锂离子
电池汲取的电流大约也只有750nA。

在这种情况下，360nA的静态电流（IQ）与DCS-Control拓扑结构这两大优势珠联璧合，当然能实现这样低的待机功耗。

如果您的电流消耗真有那么低，您必定需要负载开关来断开已关掉的子系统（根据其电源电压），以免它们从系统泄漏电流。

3.进行集成以节省宝贵的印刷电路板（PCB）空间
由于您已将功耗降到了一个合理的水平，因此电池就不需要每天充电了。

第二道难题是空间问题——您打算把一切器件（微控制器、传感器、电源、电池等）放置到哪里？对于该挑战，集成法可帮您大忙。

TPS82740A是MicroSIP器件，它集成了所有必需的无源组件以及一个负载开关！这比具有相同超低功耗性能（已优化）的分立式TPS62740型实施方案小75％以上。

此外，MSP430F59xx还集成了多种功能，如温度传感器功能、差分输入模数转换器功能、8选1多路复用器LCD显示器驱动器功能和256位加密功能。

只需添加一块电池和一些其它的系统专用传感器，您基本上就大功告成了！
在待机模式下运行、使待机模式下的电流消耗最低、进行集成以节省电路板空间——这三种方法可让您的下一个可穿戴式设计大获成功。

可穿戴式产品充电的3类常见问题
当设计可穿戴式应用时，我们已发现了一些与充电器相关的常见问题。

在这里，让我们看一些最常被咨询的问题。

问：哪种线性充电器最适合我的应用？
答：当为特定应用选择合适的充电器时，您应该考虑多种因素：功率水平、尺寸、电池类型等。

以TI充电器产品组合中不同的充电器为例。

bq24232是一种线性充电器，具有500mA的充电电流和电源路径的特性。

该解决方案的体积约为3.5mm×4.5mm2，包括必要的电阻器和电容器。

这对需要系统即时开启功能且空间不受限的应用而言是绝佳的选择。

如果电路板空间是受限的，那么bq24040可提供一个
2.5mm×
3.5mm2的解决方案。

该充电器可支持10mA至1A的充电电流，并具有充电状态指示和可编程的预充电和终止速率。

由于其灵活性，该器件成为低功耗应用中最广泛使用的线性充电器之一。

但bq24040的最小终
止电流为6mA，这对超小型电池而言可能太大了。

因此，对于尺寸和电池容量均非常小的应用（如助听器），bq25100是很好的选择。

该集成电路（IC）本身的封装尺寸仅为
1.6mm×0.9mm，解决方案总体积也很小，只有
2.1mm×2.2mm2。

此外，该IC可在电流小于1mA时终止充电，并为小型电池延长运行时间。

当挑选充电器时，电池电压是另一个决定因素。

bq24232和bq24040产品系列都有4.2V和4.35V的选项。

bq25100则多提供了两个选项（4.3V和4.06V的选项），以满足可穿戴式应用的特殊需求。

问：为什么我的电池会在其充满电之前终止充电？
答：有几种情况可能会导致提前终止充电。

首先，检查输入电压（VIN）引脚处的输入电压是否稳定并高于VBAT+VIN_DT。

大多数TI充电器均有一个电源状态良好检测阈值
（VIN_DT），该阈值是VIN和VBAT的差值。

一旦VBAT增加且所述差值低于该阈值，充电就会终止。

该阈值的典型值约为80mV。

其次，确定电池跟踪电阻是否很小。

有时，引线本身具有很大的电阻（达1Ω），这将导致300mV的电压降以及300mA的充电电流。

在这种情况下，即使电池电压只有3.9V，充电器VBAT引脚的电压也会达到4.2V，并因此终止充电。

第三，确保为安全定时器设置了正确的值。

对bq24232来说，可为安全定时器设置两小时到八小时的时间；一旦该定时器超时充电就会终止。

如果充电电流过小且为安全定时器设置的时间过短，就有可能在电池充满电之前停止充电。

问：我如何能消除小充电电流的振荡？
答：大部分时间里，输入与输出电容均可帮助稳定输入与输出电流。

但在某些情况下（尤其当充电电流非常小时），电流程序引脚（例如ISET引脚）处的寄生电容会引起振荡，这时输入与输出电容就不再是合适的解决方案了。