可穿戴智能设备体系结构的两个应用(PPT 21张)

防护服与单兵设备子系统
防护服和单兵设备子系统由建立在 使用巧妙的“自动控制不稳状态技术”一 种革命性背包框架设计所组成，用于士 兵的自然身体活动弯曲。背包带使用快 速脱扣器，使用士兵正确、快速脱掉背 包。士兵的计算机/ 无线电联结必需的 电缆集成到框架内。在活动的时候士兵 能调整他的背包结构，从他的肩部到他 的臀部调整负载分布。一个简单的调整， 然而它允许士兵更有效管理和携带他的 战斗负荷而且具有较小的疲劳感。新的 “陆地勇士”防具，例如头盔，减轻重量 提供改良的冲击防护。“陆地勇士”防弹 衣包括一个模块化可升级防护块保护士 兵免于轻武器威胁。防护服和单兵设备 子系统结合模块化防弹衣和可升级防护 块能挡住轻武器射击的子弹冲击。
可穿戴计算技术
基于蓝牙的无线连接技术 可以想象，当多达十 几个模块同时分布于人体 之上，它们之间的连线将 是十分沉重的负担，而且 是一个不可靠的因素。而 利用蓝牙近距离无线通信， 可逐步替代这些连线。 外部设备选择与设计技术 可穿戴计算机系统除 了主机之外就是大量的外 部设备，设备的选择与设 计至关重要。其中主要包 括输入类设备、输出类设 备、电源等。对这些设备 的要求是“具有高性能指标： 小体积、低功耗；符合人 体特征，有利于健康；安 全可靠。
武器子系统
武器子系统设计和制造基 于M-16/M-4步枪。武器子系统 包括主要的电力相关光学部件， 如弹道计算器、光电瞄准器、 摄像机和激光测距仪/ 数字罗盘 (LRF/DC)。LRF/ DC 提供距离和 方向信息给士兵。士兵从全球 定位系统(GPS )联结自己位置， 当需要间接火力和战斗识别呼 叫时，士兵有精确的目标位置。 这一个系统将会允许步兵在所 有天气的类型下和在夜间操作。 连同其他的组件，一个士兵能 使自己不暴露在敌人的火力下。
人机合一之无敌勇士
美国国防部的“陆地勇士” 该项目旨在形成这样一种战斗力量：将小型武器与高 科技设备紧密集成，能够大赢21世纪地面战争的军事力量。 计划预计花费二十亿美元，装备45000 套，期望于2016年 形成战斗力。 基于最新的通讯、传感、计算和材料技术，“陆地勇 士”将彻底革新传统的单兵作战概念。该项目包括以下几 个子系统：武器子系统、综合头盔子系统、计算机/无线 电子系统、软件子系统和防护服与单兵设备子系统。
可穿戴计算机的主机 是微小型的，但却要与多 达十几台外部设备相连。 因此，要求微小型计算机 应具备足够数量的接口， 而且要具有很高的I/O 处 理能力。
可穿戴计算技术
无线自组网络技术
可穿戴计算机系统要伴随人的 活动并作为一个移 动节点随时上网， 多个这样的节点将构成一个特殊的 网络，称之为自组网。这类网络没 有固定的路由器，各节点以任意方 式移 动并动态连接，每个节点都可 以充当路由器，且所具有的自动重 组功能还可以提高网络的抗毁能力。 有人把自组网概括为“移 动分布式 多跳无线网络”。这类网络有如下 特点：动态变化的拓扑结构；接入 节点的随意性；受限且经常变化的 带宽；可能出现的非对称连接；终 端受限的操作；分布式控制的网络。 嵌入式操作系统技术
综合头盔子系统
综合头盔集合子系统(IHAS)使 用先进材料，具有较轻的重量同时 提供胜于美军目前头盔的壳体弹道 防护。完整的综合头盔集合子系统 比现有的头盔更轻和更舒服。IHAS 的头盔安装了计算机和传感器显示 装置，是对其它子系统到数字化战 场的士兵界面。通过“头盔安装显 示器”，士兵能观看计算机发出的 图解数据、数字化地图、情报资料、 部队位置，还包括安装在武器上热 成像武器瞄准器(TWS )和摄像机的 成像。
嵌入式操作系统技术 现存的微机操作系统 可以用于可穿戴计算机系 统，但由于可穿戴计算机 的体积和存储空间十分有 限，所以，操作系统应尽 量压缩到“专用” 的程度， 并提高实时性。因此，需 要使用嵌入式操作系统， 这类系统常常是实时的和 微内核的，并具有极强的 处理多外设的能力。
可穿戴计算技术
移动数据库技术 可穿戴计算机系统在 移动中上网、移动中访问 数据库，这类移动式的数 据库管理技术将有别于固 定的数据库管理。移动数 据库需满足以下四个目标： 可用性与可伸缩性；可移 动性——移 动中访问或移 动中更新；可串行性—— 支持可串行的并发事务执 行；收敛性——系统总能 收敛到一致状态 人机交互技术 可穿戴计算机系统实 际上既是一个实时的信息 处理系统，又是一个“人机 结合，以人为本”的集合体， 人机关系更加自然和谐。 因此，人机交互技术是可 穿戴计算机系统中的关键 技术，它应解决人与计算 机之间的交互问题以及人 通过这种交互而提高环境 感知的能力
穿戴式智能设备的体系结构
2019/2/25 2019/2/25
ห้องสมุดไป่ตู้穿戴智能技术
穿戴式智能设备的体 系结构
军事上---人机合一之无敌勇士
医学上-----穿戴式移动监控系统
可穿戴计算技术
• 1.System on Chip体系结构设计技术 • 2.微小计算机多端口、高性能I/O 设计技术 • 3.无线自组网络技术
• 4.嵌入式操作系统技术
• 5.移 动数据库技术 • 6.人机交互技术 • 7.基于蓝牙的无线连接技术 • 8.外部设备选择与设计技术
可穿戴计算技术
System on Chip体系结构设计技术
微小计算机多端口、高性能 I/O 设计技术
该设计技术可把计算 机主机的硬件集成到一个 芯片里。这样，计算机就 可以做得很小，而且有利 于降低功耗，提高速度， 尤其是可以降低成本，缩 短生产周期。例如，Epson 的Cardio芯片就具备了PC 586的性能，而且已经产品 化。
计算机/ 无线电子系统
步兵将会把计算机/ 无线电 子系统(CRS )附装在他的背包“负 荷- 支撑框架”上。背包上面部 分是无线电装置，下面部分包 括计算机信息处理机和全球定 位系统(GPS )模块。用于单兵设 备，计算机信息处理机与无线 电装置和全球定位系统(GPS )定 位器融合在一起集成到CRS 内， 合并分开的显示装置、控制器 和安装框体，因此减轻重量而 且减少电源需要量。全球定位 系统和无线电装置天线嵌入到 负载框架内。
软件子系统
“陆地勇士”软件子系统引导士 兵的核心战场职能，显示处理、任 务设备和电源管理。软件子系统包 括战术和任务辅助模块；地图和战 术覆盖图；收集和显示视频图像； 也包括一个电源管理模块。“陆地 勇士”将会在数字化战场上可共同 操作。设计人员设置系统，能被更 新和技术改进，模块体系结构允许 直接插入/ 替换用于技术升级。对 于士兵任务需求和参数选择，软件 子系统允许士兵自己编制系统的菜 单和功能操作。