第十九章 可穿戴设备及其应用
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体感互动信息呈现、识别和理解、多模态 信号整合与健康、体感信号采集等
个域网示意图
个域网的技术要求
互操作性
支持移动通信协议 系统设备
系统和设备访问级安全 传感器验证 数据一致性
智慧运动衣监测心率
美国Textronic是从一家从事微电子和纺织技术跨界整合研发的企业， NuMtetrex智慧运动衣是其开发的多款产品的一种，其特有技术是将传感 纤维直接编织进弹力布中，故其心率检测仪可直接集成在背心中，检测穿 戴者的心跳信号，将其经转换处理后通过背心上的一个微型发射器传输至 手表及手机上，就能让穿戴者监控自己的心率。
导航鞋在底部嵌入卫星定位芯片，用户将目的地则通过USB品从计算 机传至芯片，导航图标由LED灯以不引人注意的方式，以点状显示在双脚 鞋面上。右脚鞋面的直线代表与目的地的距离，左脚鞋面则以圆形及中心 点的圆心指引目的地方向。启动芯片的方式如同桃乐丝的魔法红鞋—双脚 脚跟互碰，导航芯片即启动，用户脚上的鞋子也就进入导航模式，引导用 户前往所欲目的地。
智慧运动衣监测心率
图中自左向右分别是（背心中的）传感区、信号发射仪、集成传 感器和心率监测手表。使用者可采用手表或手机为显示终端，设 定运动目标，纪录训练时的平均心率、最高心率和所消耗热量。
个人作息管理手环
一种用于生理作息监测的Jawbone Up手环中内置了三轴传感器，可以 记录个人的运动、睡眠及饮食作息状态。手环和Android及iOS手机APP同 部监测数据，以图形界面呈现穿戴者的生理状态。初用者通过手机App输 入其身高、体重、年龄等数据，系统据此提供最佳生理数据，让使用者达 到对应目标。
时尚的导航鞋与家用吸尘鞋
以GPS芯片+LED指示灯的导航鞋
盲人触觉导航鞋
盲人触觉鞋的构想是为盲人提供具有触觉传感提示功能的鞋来为其引 路导航。设计思路是通过盲人手机的GPS模块联接Google map，自动定位 其所处的地理位置，再将此信息传输到触觉鞋内的嵌入式模块，该模块与 手机的Google map同步，如同鞋内也安装了一套卫星导航系统。通过两者 比对产生振动触觉，为盲人引路。
个人作息管理手环
个人作息手环示意
具有听觉的衣物
美国麻省理工学院（MIT）就研发出一种具备听觉的能力的衣服。衣 服采用他们开发的一种新纤维材料，这种材料在一定的频率与振幅范围内， 不会改变其衣料性能，因此，MIT的Yoel Fink教授及其研究团队通过让纤 维具备接收与其固有频率相同声音能力，让它们制成的衣服等不仅能检测 到声音，还能自行发声音。
移动装置与LBS结合为失语者提供表达方式
多伦多大学推出一款结合GPS和语音合成的应用程序MyVoice，协助语 障人士随时找到适当的词汇来表达。
MyVoice的原理是运用GPS定位使用者的地点，结合Google图库，显示 在智能手机上适用于该地点的词汇和图片等，让使用者迅速找到合适的词 汇。作为一款专用APP，MyVoice将充分体现智能手机的性能和优势，包括 触控屏幕、互动显示、感知地点、运算能力、无线网络等。
具有传感功能的来自百度文库子
智能传感袜通过手机APP显示
时尚的导航鞋
英国设计师Dominic Wilcox则运用穿戴式技术思维，加上来自于《绿 野仙踪》（The Wizard of Oz）里桃乐丝的鞋子，小主人翁只要将双脚脚 跟互碰，魔法红鞋即可带她到达想去之地之灵感，采用GPS导航芯片及LED 模块，设计了一款颇具时尚感的卫星导航鞋。
个域网概念——个域网是将一批各具功能的小型传感器连接起来，穿戴在 人体上，持续将监测到的生理参数、运动数据和医护信息等发送出去，其 基本功能架构如图所示。
个域网系统架构
传感器类 实现功能 个域网输出
如头戴显示、柔性显示、穿戴投影、腕表显 示、听觉显示、力/触觉显示、印刷显示、机 器人会话等
如用于感知人的步态、姿态、手势与触控； 人的眼动、语言、语气、表情；血压、体温、 呼吸、脉搏；亮度、噪声、湿度、场合等
具有听觉的衣物
不同形状纤维产生不同的音频及MIT开发的“听力服装”示意
具有传感功能的袜子
Heapsylon公司推出名为Sensoria的智能袜，采用特殊纤维制成，舒 适、导电，并带有一个脚踝传感器。通过传感器与袜子相连，可记录穿戴 者的站姿、步伐、跑步时间与节奏，以及脚的着地部位等数据，并可用手 机APP监控自己的跑步习惯。若是跑步姿势不正确，使用者会收到APP的通 知，当遇到脚部受伤需要康复时候，也可用Sensoria进行分析，来改善自 己的跑步姿势以及检验恢复情况。
第十九章 可穿戴智能设备及应用
目录
19.1 可穿戴智能设备概念 19.2 个域网的概念与技术要求 19.3 可穿戴智能设备应用案例
可穿戴设备以具备部分计算功能、可连接手机及各类终端的便携式附 件形式存在，主流产品包括各肢体穿戴类产品，如以手为支撑的手表、环 带类产品，以脚为支撑的鞋、袜及其他腿上佩戴产品，以头部为支撑的眼 镜、头盔、头带等，以躯干为支撑的智能背心、书包、拐杖、腰带及配饰 等形态。
移动装置与LBS结合为失语者提供表达方式
MyVoice通过智能手机与云平台提供失语者即时图文交流服务
个域网示意图
个域网的技术要求
互操作性
支持移动通信协议 系统设备
系统和设备访问级安全 传感器验证 数据一致性
智慧运动衣监测心率
美国Textronic是从一家从事微电子和纺织技术跨界整合研发的企业， NuMtetrex智慧运动衣是其开发的多款产品的一种，其特有技术是将传感 纤维直接编织进弹力布中，故其心率检测仪可直接集成在背心中，检测穿 戴者的心跳信号，将其经转换处理后通过背心上的一个微型发射器传输至 手表及手机上，就能让穿戴者监控自己的心率。
导航鞋在底部嵌入卫星定位芯片，用户将目的地则通过USB品从计算 机传至芯片，导航图标由LED灯以不引人注意的方式，以点状显示在双脚 鞋面上。右脚鞋面的直线代表与目的地的距离，左脚鞋面则以圆形及中心 点的圆心指引目的地方向。启动芯片的方式如同桃乐丝的魔法红鞋—双脚 脚跟互碰，导航芯片即启动，用户脚上的鞋子也就进入导航模式，引导用 户前往所欲目的地。
智慧运动衣监测心率
图中自左向右分别是（背心中的）传感区、信号发射仪、集成传 感器和心率监测手表。使用者可采用手表或手机为显示终端，设 定运动目标，纪录训练时的平均心率、最高心率和所消耗热量。
个人作息管理手环
一种用于生理作息监测的Jawbone Up手环中内置了三轴传感器，可以 记录个人的运动、睡眠及饮食作息状态。手环和Android及iOS手机APP同 部监测数据，以图形界面呈现穿戴者的生理状态。初用者通过手机App输 入其身高、体重、年龄等数据，系统据此提供最佳生理数据，让使用者达 到对应目标。
时尚的导航鞋与家用吸尘鞋
以GPS芯片+LED指示灯的导航鞋
盲人触觉导航鞋
盲人触觉鞋的构想是为盲人提供具有触觉传感提示功能的鞋来为其引 路导航。设计思路是通过盲人手机的GPS模块联接Google map，自动定位 其所处的地理位置，再将此信息传输到触觉鞋内的嵌入式模块，该模块与 手机的Google map同步，如同鞋内也安装了一套卫星导航系统。通过两者 比对产生振动触觉，为盲人引路。
个人作息管理手环
个人作息手环示意
具有听觉的衣物
美国麻省理工学院（MIT）就研发出一种具备听觉的能力的衣服。衣 服采用他们开发的一种新纤维材料，这种材料在一定的频率与振幅范围内， 不会改变其衣料性能，因此，MIT的Yoel Fink教授及其研究团队通过让纤 维具备接收与其固有频率相同声音能力，让它们制成的衣服等不仅能检测 到声音，还能自行发声音。
移动装置与LBS结合为失语者提供表达方式
多伦多大学推出一款结合GPS和语音合成的应用程序MyVoice，协助语 障人士随时找到适当的词汇来表达。
MyVoice的原理是运用GPS定位使用者的地点，结合Google图库，显示 在智能手机上适用于该地点的词汇和图片等，让使用者迅速找到合适的词 汇。作为一款专用APP，MyVoice将充分体现智能手机的性能和优势，包括 触控屏幕、互动显示、感知地点、运算能力、无线网络等。
具有传感功能的来自百度文库子
智能传感袜通过手机APP显示
时尚的导航鞋
英国设计师Dominic Wilcox则运用穿戴式技术思维，加上来自于《绿 野仙踪》（The Wizard of Oz）里桃乐丝的鞋子，小主人翁只要将双脚脚 跟互碰，魔法红鞋即可带她到达想去之地之灵感，采用GPS导航芯片及LED 模块，设计了一款颇具时尚感的卫星导航鞋。
个域网概念——个域网是将一批各具功能的小型传感器连接起来，穿戴在 人体上，持续将监测到的生理参数、运动数据和医护信息等发送出去，其 基本功能架构如图所示。
个域网系统架构
传感器类 实现功能 个域网输出
如头戴显示、柔性显示、穿戴投影、腕表显 示、听觉显示、力/触觉显示、印刷显示、机 器人会话等
如用于感知人的步态、姿态、手势与触控； 人的眼动、语言、语气、表情；血压、体温、 呼吸、脉搏；亮度、噪声、湿度、场合等
具有听觉的衣物
不同形状纤维产生不同的音频及MIT开发的“听力服装”示意
具有传感功能的袜子
Heapsylon公司推出名为Sensoria的智能袜，采用特殊纤维制成，舒 适、导电，并带有一个脚踝传感器。通过传感器与袜子相连，可记录穿戴 者的站姿、步伐、跑步时间与节奏，以及脚的着地部位等数据，并可用手 机APP监控自己的跑步习惯。若是跑步姿势不正确，使用者会收到APP的通 知，当遇到脚部受伤需要康复时候，也可用Sensoria进行分析，来改善自 己的跑步姿势以及检验恢复情况。
第十九章 可穿戴智能设备及应用
目录
19.1 可穿戴智能设备概念 19.2 个域网的概念与技术要求 19.3 可穿戴智能设备应用案例
可穿戴设备以具备部分计算功能、可连接手机及各类终端的便携式附 件形式存在，主流产品包括各肢体穿戴类产品，如以手为支撑的手表、环 带类产品，以脚为支撑的鞋、袜及其他腿上佩戴产品，以头部为支撑的眼 镜、头盔、头带等，以躯干为支撑的智能背心、书包、拐杖、腰带及配饰 等形态。
移动装置与LBS结合为失语者提供表达方式
MyVoice通过智能手机与云平台提供失语者即时图文交流服务