可穿戴设备简介-物联网技术应用

        可穿戴设备是能穿在身上的设备，可以穿在人、动物以及一切物品上，能感知、传递和处 理信息的设备，融合了多媒体、无线通信、微传感、柔性屏幕、GPS定位系统、虚拟现实、生物 识别、人工智能等最前沿的技术，通过与大数据平台、智能云平台、移动互联网的结合，对信 息进行随时随地的搜集、处理、反馈和共享。

可穿戴设备涉及生活中的方方面面，娱乐、儿童监护、老人监护、健康监护、智能家居等 各个领域，是基于移动互联网高性能、低功耗特点的智能终端设备，借助各种传感器，与人体 及物体产生信息交互，搜集数据。

        根据主要功能智能穿戴设备产品划分为医疗健康类、体感控制类、信息资讯类和综合功 能类等。医疗健康类的设备有体测腕带及智能手环，主要消费人群为大众消费者；体感控 制和综合功能类的设备有智能眼镜等，消费人群以年轻人为主；信息咨询类的设备有智能 手表，主要消费人群为大众消费者。 

根据产品的形态又可以分为头戴式、身着式、手戴式、脚穿式等产品。

智能穿戴设备涉及的技术范围较广，有传感技术、显示技术、芯片技术、无线通信技术、 数据计算处理技术、电源续航技术、数据交互技术等。

传感技术用来完成生理监控(如心率、血压、血氧、血糖、脉搏、睡眠质量等)、环境感知 (如温度、湿度、电压、光强、空气质量、位置和压力等)、语音检测识别、手势辨别、眼球追踪 等。应用较多的传感器类型有气敏传感器、光敏传感器、声敏传感器、化学传感器等。

在智能穿戴设备中的常见显示技术包括薄膜电晶体液晶显示器、主动式矩阵有机发光 二极体、有机发光二极体、发光二极体与电子纸等。下面介绍三种主要的穿戴式显示技术。

(1)微型显示：如硅基液晶，微机电系统/数位光源处理、激光扫描等。

(2)柔性显示：可弯曲的柔性屏幕。

(3)透明面板：透明显示已应用于公共看板与橱窗等，提升穿透率与解析度即可应用 于个人穿戴。

智能穿戴设备芯片可以分为三类。

(1)以现有手机处理器为核心的芯片：优点是有效利用自己已有平台加速开发，制作 的芯片功能很强大。

(2)基于单片机(MCU)的产品。

(3)专门针对智能穿戴设备的芯片，如Intel Intel Edison双核芯片，一部分支持安卓系 统，另一部分则支持实时操作系统。

智能穿戴设备采用的操作系统主要有三类。

(1)嵌入式实时操作系统(RTOS)：具有功耗低、任务单一的特点。

(2)基于Android平台进行修改的操作系统。

(3)专有操作系统。

智能穿戴用户与用户、智能穿戴设备与其他电子设备之间的数据通信以及信息共享比 较适合采用低功耗的短距离无线通信技术。采用的无线通信技术主要有WLAN、 Bluetooth等，其数据的同步采用私有协议。很多手机内置Bluetooth功能，可穿戴设备可 通过Bluetooth与智能手机相连；可穿戴设备中的数据通过Bluetooth发送到智能手机，不 会消耗太多电量。智能穿戴设备也可以通过3G、4G、5G等移动通信技术进行数据传输。

人机交互包括文字显示、数据分析、语音反馈、虚拟影像等都经过内容运算系统分析，增 强现实(Augmented Reality, AR)、虚拟现实(Virtual Reality, VR)、AR 结合 VR 的混合现 实(Mixed Reality)等各种现实内容计算和大环境感知分析，各种测量分析计算如血压、血 氧、心率、脉搏都需要数据计算处理技术。云计算、大数据等相关数据处理技术，可以将智能 穿戴设备采集的数据及时、准确地发送到数据库，通过数据库中数据进行有效统计和分析, 为用户提供建议。

智能穿戴设备的价值主要体现在软件和数据服务功能上。智能穿戴设备与云平台的交 互方式分为两种：一类是智能穿戴设备具备通信能力，直接与云平台交互；另一类是可穿 戴设备不具备通信能力，通过手机与云平台交互。

各种智能可穿戴都需要解决电源续航时间问题。主要的解决方法有：一是减少芯片、 屏幕及终端互联等功耗，从总体性能与功耗之间找到平衡点；二是继续增加电池容量或找 到新的储电材料；三是通过无线充电、快速充电、太阳能和生物充电等技术缓解该问题。