可穿戴设备解决方案大汇总

来源:新材料在线

引言

几年前,还没有多少人知道可穿戴设备对于我们究竟有什么意义。谷歌眼镜在2012年的谷歌I/O大会首次亮相以来,开启了可穿戴设备风潮的大门,而2015年Apple Watch的上市将可穿戴设备的发展推向一个小高潮,但这只是可穿戴设备爆发式增长的一个开始。

利用生态系统

为了给硬件和应用等开发人员打造一个创新型环境,不仅是开发平台,其他能够推动产品创新和差异化开发的生态系统也变得日益重要。由e络盟和恩智浦合作设计与制造并经恩智浦不断优化的WaRP7开发平台正可满足这一需求。

WaRP7提供可穿戴设计师所需的一切所需特性:紧凑型外观设计、板载传感器,以及NFC、蓝牙®、 Bluetooth Smart 和Wi-Fi等多种连接功能、低功耗及开源特性。WaRP7基于恩智浦高能效i.MX 7Solo应用处理器,其独特的异构多核架构支持对大多数可穿戴设计至关重要的低功耗模式,同时还具备驱动高级操作系统和丰富用户界面的强大处理性能。

i.MX 7Solo处理器还具备先进的安全特性,可提供支持硬件级安全功能,实现安全电子商务、数字版权管理(DRM)、信息加密、安全启动及安全软件下载。WaRP7的卓越灵活性能够提供传统开发工具的全部优势,其开源设计解决了许可证限制问题。

e络盟WaRP7 开发平台

融合技术与设计

可穿戴技术设备的设计是否应追求美观?市场调研已明确这一点:多数人在购买可穿戴设备前都会考虑其设计。随着今年时尚可穿戴技术的突破性发展,那些外形笨重的可穿戴设备必将逐渐被淘汰。

MikroElektronica 的Hexiwear开发平台即是完美融合了技术与设计的范例之一。该无线开发平台由MikroElektronica与恩智浦®合作开发,设计时尚、功耗低且配备大量传感器。

其硬件涵盖基于ARM Cortex-M4内核的低功耗、高性能Kinetis K6x微控制器、支持低功耗蓝牙的Kinetis KW40Z多模射频集成芯片、6轴加速计和磁力计、3轴陀螺仪、绝对数字压力传感器及一款恩智浦单体电池充电器IC。

Hexiwear采用开源设计且由自有Android和iOS应用程序提供支持,因此,客户可以直接将设备连接至云端,无需开发任何其他软件。

MikroElektronicaHexiwear开发套件

集成更多元件

新一代可穿戴设备不再仅限于腕带式智能手表,智能服装的发展已成为一大潮流。传感器微型化及元件集成化的发展正逐步推动可穿戴内衣、鞋、衬衫,甚至具备复杂传感功能的医疗器械的开发。

Maxim Integrated的MAXREFDES73#皮电反应(GSR)参考设计例证了可穿戴设备将集成更多功能这一趋势。该腕带式GSR测量设备可测量皮肤阻抗及体温。它集成了数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)信号链元件、低功耗微控制器、蓝牙和安卓外部应用以及固件元件。其高精度16位集成模拟前端(AFE)及低功耗特性可为开发人员提供高度集成的参考设计,从而实现快速开发。

Maxim Integrated Maxrefdes73#:可穿戴皮电反应(GSR)系统

更低功耗、更大电源

可穿戴健身设备的电池能够维持两三天运行,而智能手表则较短。为了更加深度融合到用户‘始终在线’的生活方式中,可穿戴设备不仅需要实现更低功耗,也需要更强劲电源。未来一段时间,我们将不断迎来更多超低功耗处理器和传感器、低功耗无线连接(蓝牙低功耗) 技术以解决功耗问题;同时,也将能够结合使用高能密度电池、能量收集器及无线充电解决方案延长可穿戴设备的正常运行时间。

例如,意法半导体的STEVAL-ISB038V1平台可为超小型电池供电设备提供无线充电功能。它包括发射器和接收器电路板,以及用于监视系统行为的图形用户界面(GUI)。该平台为实现1W的无线输电进行了优化,在发射端使用半桥拓扑,并分别在接收端和发射端使用较小的11mm和20mm直径线圈。若对其设计进行一定的改动,在发射端使用较大线圈和全桥电路,输电能力可提高至3W。

意法半导体STEVAL-ISB038V1无线充电评估套件

成本因素

除功能和设计以外,可穿戴设计师近期还将密切关注成本问题。消费者仍然认为可穿戴设备售价过于昂贵。一般来说,与拥有广泛市场支持的成熟技术相比,大多数新技术的成本更高,近期的可穿戴市场是否还会延续这一规律?这个问题在2018年来临之前将会有答案,让我们拭目以待!

  一、可穿戴设备简介

  直接穿在身上,或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。

  二、可穿戴设备的分类

可穿戴设备多以具备部分计算功能、可连接手机及各类终端的便携式配件形式存在,主流的产品形态包括以手腕为支撑的watch类, 以脚为支撑的shoes类,以头部为支撑的Glass类,以及智能服装、书包、拐 杖、配饰等各类非主流产品形态。

  三、可穿戴设备的发展史

最早的可穿戴设备起源于上世纪的60 年代,开发理由是为了增加赌场赌博者的胜率。随后,在漫长的半个世纪里,出现了一个又一个异想天开,但又得不到市场认可的“可穿戴设备”。直到现在,我们才看到了可穿戴设备曙光。

那么,通过下面的时间轴,来回顾下可穿戴设备史上的重大事件。

可穿戴设备发展史

  四、可穿戴设备的创新设计发展之路

以智能手表为例,看可穿戴设备的创新设计之路。屏幕从最原始的LED屏幕发展到Apple Watch配备的耐磨蓝宝石屏幕;外型从棱角分明的小屏幕逐步进化到弧形线条的全屏,进而与时尚接轨;功能从只能借助数码笔点击计算到具备通信,定位,人体感应等能力。下面回顾下智能手表的创新设计发展之路。

  

  智能手表创新设计之路

  五、可穿戴设备技术发展瓶颈和相应解决方案

目前的智能手机功能丰富,但必须要手持操作,因此就约束了在某些场合的使用,而可穿戴设备则为此提供了解决方案。智能眼镜可以输出大画面,智能手表具有合适尺寸的输入触摸屏,且可以通过人体自然获得信息,佩戴更为方便。因此,符合人体工学柔性设计的触摸屏以及能收集人体信息的传感器就十分重要。

1、传感器

传感器成可穿戴设备技术创新的源头风向标。目前可穿戴设备都不完美,在硬件发展方面亟待突破,而传感器功能的创新可以帮助可穿戴设备实现功能应用多样化。

  传感器解决方案

  传感器解决方案

2、电池

制约可穿戴设备普及的一个关键因素是因为续航能力不足,所有可穿戴设备都受到电池技术的限制。

  电池解决方案:

  电池解决方案

3、显示屏

相较于智能手机而言,显示屏之于智能穿戴设备的作用则更显重要,显示屏尺寸和柔性是产品的重要限制因素,毕竟智能腕表和健康手环的显示屏都太小了,而人的身体则不是一个木头桩,每个人都有特定的身形,有的凹凸有致、有的圆润丰满,而有的则棱角分明。穿衣戴帽则是一回事,而对于内置芯片疙瘩的智能穿戴设备而言,要想迎合每个人的身体挑战十足。

  显示屏解决方案

  显示屏解决方案

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