可穿戴设备革命的到来

2018-02-15彭军李津

西部皮革 2018年18期

彭军，李津

(天津工业大学纺织学院，天津 300387)

1 引言

可穿戴设备是指能够穿戴在人体作为一种辅助工具的智能电子设备。智能可穿戴设备的发展具有平民化、小型化、集成化和便携时尚等特点[1]。随着科学技术的飞速发展,在日常生活、健康监测、运动监测，交通通信和社交娱乐领域发挥了重要作用,为人们的生活提供了更多的便利和智能化的服务[2]。

2 可穿戴设备的关键器件

2.1 芯片。芯片是可穿戴是设备重要组成部件之一，根据芯片的不同功能进行分类，芯片可分为主控芯片和其它芯片。可穿戴设备内置主控芯片包括MCU、蓝牙、RF、GPS、SoC等，其它芯片包括Wi-Fi、NFC等，不同的可穿戴设备将采用不同的芯片组合。可穿戴设备根据是否具有无线通讯可分为两大类，具有无线通信功能的可穿戴设备芯片，如，智能手机，采用SoC芯片解决方案，由于考虑到功耗及续航能力，大多数可穿戴设备不具有无线通讯功能，而是通过Wi-Fi或蓝牙与智能设备和网络连接。

2.2 传感器。传感器是可穿戴设备的另一核心部件，也是必不可少的器件之一。可穿戴设备产品面向的用户不同，使用的目的不同，内置的传感器也不同。传感器根据可穿戴设备的功能可以分为运动传感器、生物传感器、环境传感器、加速度计、陀螺仪、电子罗盘、心率传感器等。可穿戴设备将环境传感器和生物传感器集成到一起，这是未来的一种发展趋势。未来的传感器更加小型化、集成化，同时，MEMS技术会得到更加广泛的应用，与MCU配合的整体低功耗方案代替传统的简单叠加模式。

2.3 柔性元件。可穿戴设备的产品形态与人体体型相关，且佩戴时间长，对产品的舒适度要求很高，贴近人体的外形设计，较高的柔软特性，因而可穿戴产品需要柔性元件的支持。柔性电路板是用柔性的绝缘材料制成的印刷电路板，它具有许多硬性印刷电路板所不具备的优点，它可以自由弯曲、卷绕、折叠、可以在三维空间随意移动及伸缩，散热性能好，同时，它可以缩小电子产品的体积、实现高密度、小型化、元件装置与导线一体化。随着柔性电路板的快速发展，加快了可穿戴设备的商用进程。

2.4 电池。低功耗是可穿戴设备产品的第一要素，近年来，传统的电池技术发展缓慢，可穿戴产品使用的是锂电池，可穿戴产品由于体积小、内置的电池容量小、因此不能支持长时间续航。在已经成熟的电池技术中，聚合物锂离子电池具有小型化、薄型化、轻量化的特点、可以按照客户要求订制，但，其通用性差，成本高。跟液态锂离子电池相比，聚合物锂离子电子更轻，而且可以将其设计至一系列广泛应用中。在未来，聚合物锂离子电池将广泛的应用到可穿戴产品当中。

3 可穿戴设备的产品

3.1 智能手环。智能手环是一种戴在手腕处，通过各种传感器来检测心率、脉搏、以获取用户在进行运动、睡眠或饮食时的身体数据的手环。2011年jawbone公司推出第一款智能手环Jawbone UP，Jawbone UP可以追踪睡眠、运动、饮食状况，并与智能手机App相连接，当时的售价约为850元.2011年秋天，Fibit也发布了智能手环FIbit Flex，这两家公司轩起了可穿戴智能产品的热潮。2014年7月，小米推出了79元超低价平民手环，打响了小米正式进入可穿戴设备市场的第一枪。在当时，79元的小米手环，不仅拉开智能手环市场价格战的序幕，也大大推动了智能手环大众化进程，让更多消费者可以买的起。

3.2 智能手表。智能手表是一种内置智能操作系统，具有上网、短信提醒、手机来电、音乐等功能，并且可以内置各种感应器的手表形态的智能产品。1985年，卡西欧推出了casio databank CD-40,这是最早一批能够储存数字信息的智能手表。2012年，索尼推出了智能手表smart watch。2013年，三星推出了Galaxy Gear智能手表，2015年苹果推出了apple watch。虽然智能手表外观设计充满科技感，却无法满足广大消费者对手表类产品的需求。未来的智能手表在外观上将更多的吸收传统手表的设计元素，让智能手表本身看起来更像一块手表，而不是戴在手上的一块显示屏。

3.3 智能眼镜。智能眼镜是一种在智能操作系统上，具有地图，社交，拍照，摄影，上网，语音交互等功能的智能产品。1981年steve mann设计了第一款连接音响设备来播放多媒体视频的头盔式显示器。2013年谷歌向部分用户推出测试版谷歌眼镜，正式开始了智能眼镜的新时代，在谷歌公司推出谷歌眼镜之前，人们从未见过这种多功能智能眼镜，这是一款划时代的革命性产品，它不仅通过智能语音交互功能，在操作上解放了用户双手，而且其虚拟显示屏为用户带来前所未有的视觉体验。

3.4 智能服饰。智能服装的快速发展，人们将智能服装用于人体的健康监测与疾病预防。东大大学与联想研发发布“穿戴式智能心电衣”这件“穿戴式智能心电衣”类似日常生活中穿的紧身衣、T恤，通过衣服里面的干性电极，起到实时监控预警的目的。，目前，“穿戴式智能心电衣”，对心血管疾病患者进行身体数据的采集和分析。不过，相较于当前的技术，穿戴式智能心电衣设计更为人性化、也更为便捷，患者穿上智能心电衣这样的装备，不用去医院就能了解到自己的健康状况。