可穿戴设备的开发和应用
时间：2022-03-17来源：佚名
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1 前言 在过去几年来，我们见证了移动产业设备的变革，这些设备从此前最基本的移动电话转变成为了如今拥有众多功能的“智能手机”。当然，设备进化的同时也为用户带来了许多的便利，并且成功改变了我们使用这些设备打电话、发信息、听收音机、看视频以及访问社交网络等方式。 尽管在经历了多年的演化后，这些设备的尺寸（譬如摩托罗拉Razr系列、三星Galaxy机型等）迎来了巨大变化，但所有这些智能手机设备都有一个从未发生过变化的地方，那就是用户仍然需要用手操作设备。 但是，近年来，我们在媒体报端看到了无数有关苹果推出的一款智能手表产品的消息，外界普遍将这一设备称为“iWatch”（可穿戴设备智能手表）。无独有偶的是，这家总部位于库普迪诺的科技公司还在最近申请了许多同可穿戴式计算机设备有关的专利，其中最新的一个专利被描述为“双稳态弹性可弯曲显示屏”。据悉，苹果希望设计出一种柔性便携式设备，以长时间被用户穿戴在手腕上或身体其它地方。这种设备可通过如蓝牙或WiFi等多种协议与其它便携式设备相互连接，并在其柔性屏幕上显示出某些信息和状态。苹果在申请文件中特别强调将使用“双稳态弹性”(Bi-stable spring)材料，目的是为了保证设备穿戴时的舒适性，此项专利于2011年8月递交至美国专利局进行审批。 可穿戴设备，是指直接穿在人身上或整合进衣服、配件的移动智能设备。可穿戴设备凭借新颖、实用的功能逐渐进入我们的生活，并为我们的未来勾勒出一幅美好的蓝图。 当您长时间工作忘记休息时，穿在身上的衣服会自动发出提醒为您安排作息调整计划；当小孩及老人身体出现异常情况时，佩带在他们身上的小型仪器就会将相关信息发送给亲人。可穿戴设备将在不久的将来走进我们的生活，满足我们的各类功能需求。 可穿戴设备，也被称为可穿戴计算设备，是一种新的技术和产业潮流。随着众多科技巨头如谷歌、盛大、百度等公司纷纷加入可穿戴设备的研发，这一领域的巨大商机已为更多的商家所发现，国内许多科技公司也迅速加入该领域研发行列。 2 研发现状 事实上，可穿戴式计算设备并不是什么最近才出现的概念。上世纪60年代以来，可穿戴式计算逐渐兴起。到了70年代，发明家Alan Lewis打造的配有数码相机功能的可穿戴式计算机能预测赌场轮盘的结果。1977年，Smith-Kettlewell研究所视觉科学院的C.C. Colin为盲人做了一款背心，它把头戴式摄像头获得的图象通过背心上的网格转换成触觉意象，让盲人也能“看”得见。可穿戴计算在80年代继续发展，Steve Mann把可控制的摄像设备塞进了一个特制的背包里，再配上一个头戴式摄像机。可以说SteveMann 是可穿戴设备第一人。上世纪70年代，当计算机还占一个大房间，无线局域网、移动手持设备的影都没有的时候，他就有了可穿戴式移动设备的想法。他或许是目前世界上将计算设备“穿”在身上时间最多的人。十多年前，美国Xybernaut公司就试图将可穿戴式设备带入市场，其中包括一款是售价1499美元，名为“Poma”的设备。此前，包括总部设在亚利桑那州的设备制造服务提供商Three-Five Systems以及其他不少显示设备制造公司都曾在这一领域进行过努力。但在当时，由于受到移动网络连接性、处理器性能和材料工艺等方面的限制，类似的产品从来没有获得市场的认可。 时至今日，市面上已经出现了各种各样的可穿戴式计算设备，比如Nike的运动测量仪Flueband、FitBit旗下的“Flex band”和“Zip activity tracker”以及美国体育运动装备品牌Under Armour的E39运动紧身衣等。Jawbone、Pebble、MetaWatch和可穿戴计算初创公司Misfit Wearables这些公司都对此虎视眈眈。 2012年4月，谷歌宣布计划推出智能眼镜，旋即引爆了智能眼镜市场的争夺战。谷歌眼镜集合了智能手机的功能，通过电脑化的镜片能够以类似于智能手机的格式将消息展现在用户眼前，同时可以通过语音控制眼镜的操作。据外媒报道，谷歌眼镜最晚将于2014年春季上市销售。而苹果公司不甘落后于谷歌，正在研发基于iOS系统的可穿戴设备智能手表iWatch，这款手表相当于一个可佩带的微型计算机。在苹果开发智能手表前，美国硅谷的4位创业者推出的鹅卵石智能手表Pebble Watch已赢得了众人关注。这款智能手表像是将微型电脑戴在手腕上，可以在阳光直射下轻松读取，电力可持续一周。该智能手表与iPhone或Android手机蓝牙连接后，能轻易地获得电子邮件、短信和提醒通知，还可以在使用者跑步或骑单车时测速计时，打高尔夫球的时候测距。最新消息显示，索尼和三星将分别于2013年8月底和9月初推出各自的智能手表。据悉，索尼这款新品已是索尼SmartWatch的第二代产品，其造型跟上一代基本一致，但这次索尼公司为其加入了NFC功能，能通过一触连接功能与Android手机完成配对，还可以配合蓝牙用手机处理来电、接听和回电等功能。也能查阅短信、邮件、日程和天气。 近一两年来，智能眼镜、智能手表、智能腕带、智能头盔等可穿戴产品逐渐走进人们视野。美国市场的火热影响了中国市场。在国内，也已经出现类似谷歌智能眼镜的可穿戴设备。中国兵器集团旗下的北方奥雷德研发了可穿戴式电脑产品EYETOP掌控者。EYETOP实现了高清播放、看电子书、QQ聊天等功能，能清晰辨别最小6号大小的字体。据了解，EYETOP能让穿戴者体验做“007”特工的感觉。戴上EYETOP眼镜，你看到的不是眼前，是两米之外的大屏幕。深圳映趣科技将率先于2013年8月8日在北京正式发布inWatch智能腕表的信息。 智能手机的爆发，催生了国内上市公司中歌尔声学、莱宝高科、欧菲光、长信科技、安洁科技、汉威电子和士兰微等零部件巨头。歌尔声学率先涉足MEMS传感器，汉威电子和士兰微也正积极研发可穿戴应用传感器和加速传感器，但具体研发进度及未来市场前景还无法预计。北京君正、中颖电子、超华科技借互动易平台发声涉足可穿戴概念。超华科技称柔性电路板是公司经营范围之一，公司有对柔性电路板生产的工艺技术研究和经验，目前在开发并小批量制作可穿戴设备或者移动设备上面要使用到柔性电路板。 3 产业链上的主要设备 可穿戴设备产业链上主要设备包括处理器和存储器、电源、无线通信、传感器和执行器。穿戴式设备中的传感器包括MEMS传感器、光学传感器、心电传感器、温度传感器等其他类型的传感器系统，它们对于可穿戴智能设备的发展是非常重要的。中国微纳技术俱乐部会长王懿表示，未来可穿戴产品终端前景的发展将取决于传感器等产业链上游技术的提升。MEMS传感器是可穿戴设备产业链中的点金石，MEMS的创新应用将是可穿戴设备发展的源泉。MEMS被称为微机电系统，主要包括传感器和执行器两类。MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、谐振频率高，响应时间短，适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。因此广泛应用于汽车、智能手机、平板电脑和可穿戴设备。 未来各类传感器集成性、功能性和智能化等功能性的全融合将成为传感器的研发方向。而为可穿戴智能设备的各类功能，都有赖各类传感器功能性融合和创新来实现，可以说传感器已成为可穿戴设备的最核心点，传感器等产业链上游技术对未来可穿戴产品终端前景有着深远影响，伴随各类传感器功能性的全融合，可穿戴设备的应用领域也将从外置的智能手表、眼镜、鞋子逐渐进入人体内部，如智能隐形眼镜、PH胶囊等就将为人体医疗保健作出贡献。而可穿戴设备的应用对象也将由人、动物向房屋、桥梁等建筑设施进行扩展监控。 目前这些可穿戴设备作为其他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操作。再有就是像谷歌眼镜为首的元综合智能终端，此类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。 从可穿戴设备产业链上的主要设备不难看出，磁性元器件如开关电源、电子变压器、电感器件、抗电磁干扰器件、磁性传感器和微特电机等永磁执行元件得到大量使用，在可穿戴设备产业链上的主要设备中起着不可或缺的核心元器件的作用。 4 应用 4.1 生活方式或将转变 可穿戴设备未来会产生我们都想不到的应用，从计算机的发展历史看，这些使我们生活更美好的设备离我们距离已经不遥远。 目前可穿戴设备的应用层面还主要基于人体保健和医疗、运动追踪方面，（已经有Jawbone Up、咕咚手环以及九安医疗的可穿戴血压计等系列产品）和智能手机辅助类（以Pebble为代表）。大部分产品的主打功能是针对用户的健康生活而设计的，旨在通过记录数据来制定健身方案，随时随地提醒用户保持良好的生活方式，这样原本不规律的生活习惯将逐渐得到良好的调整。 可穿戴设备最主要的是人随时在用，比如，智能眼镜永远戴着，不象手机还需要操作，而智能手表也是一直戴在手上，人们现在想到的智能手表主要功能是个人健康管理：负责的传感器可以随时量血压等等。其实真要戴上了智能眼镜和智能手表肯定不是量血压这么简单。如果智能手表成了钱包，付款的时候连掏钱包的动作都不用了，直接大手一挥，刷卡就完成。更重要的是智能手表连着每个人的身体特征，可以防伪，别人戴着就是一块“废表”。所以完全可以当个电子钥匙和电子钱包用。 调查公司HIS年2012年7月份的一份报告显示，已相当火热的运动及健身应用程序市场有望在接下来的几年迎来高达63%的增长。预测全球范围内此类应用装机量会从2012年的1.56亿上升至2017年的2.48亿，可穿戴设备的需求自然也会受到积极影响。 国内致力于中国式可穿戴之路的Flashunit闪点联合创始人翟飞介绍，其团队研发的第一款产品“闪点运动记录器”将于今年第三季度上市，该产品能够通过监测用户的活动轨迹，记录身体状况，为亚健康群体提供科学的健康生活方案，其文字显示屏更能直接显示身体各类数据信息，使用户直观认识自己的身体情况。每个个体都是独立的数据源，能够不断产生各种不同的人体数据，这将是未来大数据市场的重要组成部分，能够进行深入挖掘应用，推动可穿戴设备的进一步发展。 可穿戴设备还开启了一种新的娱乐方式，由深圳市宏智力科技有限公司研发的BrainLink意念头箍就是这样一款娱乐产品，据其客服人员介绍，BrainLink利用“脑机接口”技术，通过蓝牙无线连接智能手机、平板电脑、手提电脑或智能电视等终端设备，根据微弱的脑电信号，实现意念“操控”游戏。 以苹果IWatch、谷歌眼镜、个人3D影院等为标志的可穿戴科技产品，以便捷、高效、前卫、一定娱乐功能等特点为众人所知，它集合了健康、科技、智能等一系列“炫丽”的概念，关注度很高。尽管处于早期发展阶段，但产品种类目前已经覆盖了人体的各个重要部位和不同的行业领域：从头到脚，从衣物到饰品。比如说，太阳能比基尼具有太阳能充电功能，可对随身携带的任何电子设备进行充电；充电鞋有一个“发电鞋底”，能将你的脚底热能转化为电能。此外，键盘牛仔裤、能变换任何图案的连衣裙、可监测运动量和健康状况的腕带等等，都已经成为现实中触手可及之物。 |
