孩子出去玩怕丢？工作忙没时间体检？智能穿戴设备帮助解决。

一、可穿戴设备简介

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。

随着社会上智能穿戴产品越来越丰富，越来越多样。单一领域的智能穿戴产品将来会与其他智能硬件产品结合，各个公司及企业会根据用户的实际需求来生产更加丰富多彩的产品，从而带来更符合用户需求的智能体验。

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。

1.传感技术

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。

2.显示技术

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。

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。

柔性显示：可弯曲的柔性屏幕。

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。

3.芯片技术

智能穿戴设备芯片可以分为三类。

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。

基于单片机（MCU）的产品。

专门针对智能穿戴设备的芯片，如Intel的IntelEdison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。

4.操作系统

智能穿戴设备采用的操作系统主要有三类。

嵌入式实时操作系统（RTOS）：具有功耗低、任务单一的特点。

基于Android平台进行修改的操作系统。

专有操作系统。

5.无线通信技术

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。

6.数据计算处理技术

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（AugmentedReality，AR）、虚拟现实（VirtualReality，VR）、AR结合VR的混合现实（MixedReality）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。

7.数据交互技术

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。

8.电源续航技术

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。

二、可穿戴设备的主要产品

1.智能头盔

骑行佩戴智能头盔，除了安全还能提供更多数字服务。

Morpher是世界上第一款折叠式骑行头盔，如图1所示，折叠之后只有一半大小。

图1Morpher头盔

它可以快速简单地折叠和展开，折叠后放入背包不占很多空间，骑行的人佩戴Morpher头盔会大大降低意外时受到伤害的概率。

Morpher头盔的制作工艺复杂，涉及6种不同的材料和组件。

Coros的Linx智能头盔如图2所示，可以通过Bluetooth与手机上的APP相连，从而可以进行语音控制音乐播放、拨打电话、导航等操作。

图2Linx智能头盔

这个头盔的骨传导传感器被安置于两侧的调节带上，可随时进行位置上的调整以便于耳朵更好地接收声音。在车把手上还装有一个无线遥控器，可以手动负责电话接听、调节头盔音量以及进行骑行轨迹追踪。

还有人发明出了用于抗雾霾的智能头盔，采用“风幕”技术，实现对人脸周边空气的有效净化。

2.智能眼镜

智能眼镜是拥有独立操作系统，通过人的眨眼、点头、摇头等动作实现导航、好友互动、拍摄照片、视频等功能。通过移动通信网络直接接入互联网，还可直接实现计算机操作。通过AR技术来控制家庭中的物体.凭借视觉识别、射频、红外线、Bluetooth、大数据分析、云计算来实现健康监测、安全提醒等功能。

智能眼镜的应用主要集中在如下领域。

1）医学领域应用

将智能眼镜与AR结合，可以构建出患者虚拟的3D身体模型，高清晰地显示出患者的内脏、皮肤、血管、组织等关键性结构，这样在一些危急的患者的外科手术中可以大大减少手术的失误。病例数据显示在智能眼镜的电子屏幕上，可以正确高效地同步患者病历信息，对症下药病。智能眼镜还可用在医学领域的远程监控手术过程，在遇到疑难杂症的时候能得到实时的帮助和分享。

2）航空领域应用

在航空领域用上智能眼镜后，利用人脸识别技术实现快速登机，佩戴的智能眼镜可以记录个人喜好和生活习惯，可以享受到更贴心的服务。英国维珍航空公司已经开始运用Google眼镜来为VIP乘客服务。飞行员也可以利用智能眼镜来有效控制在模拟器上训练时的反应，从而提高操作安全系数。

3）工业领域应用

随着汽车功能越来越多，零部件也越来越复杂，修理起来也越来越困难。宝马公司开发了一款专用智能眼镜，可以向维修工显示故障车辆的维修操作，甚至该拧哪个螺丝都会显示出来。只要维修工带着这款智能眼镜，就可以按步骤轻松完成修理，这款智能眼镜甚至不需要他们有任何的修理经验。

4）客服领域应用

配置智能眼镜，可以将现有的物数据统一同步到智能眼镜的存储系统中，客人就餐时能够看到虚拟的菜单，还能够通过呼叫按键呼叫服务人员，即便没有服务人员在周围，他们也能够通过平板电脑与服务员建立远程视频服务。你只需要向你的眼镜发出命令，就能得到即时反馈。大大优化了客户体验。

下面是几款智能眼镜。

Google眼镜如图3所示。

图3Google眼镜

它是由Google公司于年4月发布的一款“拓展现实眼镜，它具有和智能手机一样的功能，可以通过声音控制拍照、视频通话和辨明方向，以及上网和处理文字信息等。Google眼镜主要结构包括在眼镜前方悬置的一台摄像头和一个位于镜框右侧的宽条状的计算机处理器装置。镜片上配备了一个头戴式微型显示屏，它可以将数据投射到用户右眼上方的小屏幕上。显示效果如同2.4m外的25in高清屏幕。有一条可横置于鼻梁上方的平行鼻托和鼻垫感应器，鼻托可调整，以适应不同脸型。在鼻托里植入了电容，它能够辨识眼镜是否被佩戴。根据环境声音在屏幕上显示距离和方向，在两块目镜上分别显示地图和导航信息技术的产品。Google眼镜内存MB，操作系统是Android4.0.4，版本号为IceCreamSandwich，CPU为德州仪器的OMAP处理器。音响系统采用骨导传感器。网络连接支持Bluetooth和WiFi。总存储容量为16GB。

微软开发的HoloLens智能眼镜如图4所示。

图4HoloLens智能眼镜

这款眼镜在年1月份发布，HoloLens属于MR的范畴，它能够实现全息影像和真实环境的融合。它采用头戴式圆环结构，从正面上看，HoloLens前面是一块塑料材质的弧面有色保护镜，有助于减少强光对成像的干扰，同时保护护目镜后边的光导全息透镜。在参数配置方面，HoloLens采用的是微软定制的全息处理单元（HPU）和Intel32位处理器，本身拥有2GB的内存和64GB的闪存，同时还配置有扩展内存。HoloLens还配有惯性测量单元、环境光传感器和感知摄像头、深度感知摄像头、4个麦克风和万像素高清摄像头。

Meta公司专注增强现实眼镜，发布的Meta2代AR眼镜如图5所示，与HoloLens性能基本一样。

图5Meta2AR眼镜

联想发布的newglassC智能眼镜如图6所示。这款智能眼镜功能与Google眼镜很相像，定位是医疗用途。

图6联想newglassC

佩戴这款眼睛的医务人员不仅可以以更灵活视角做手术直播、远程会诊、监测病人体征数据，还可以结合AR的医疗应用程序，构建出患者虚拟的3D身体模型，清晰观察皮肤、血管、骨骼等关键结构。NewglassC采用了OMAP.2GHz、1GHzRAM、16GHzROM的内核配置，配置了mA的锂电池、W像素摄像头、1.5W的微型扬声器。

3.智能口罩

随着雾霾问题的出现，越来越多的公司打造出新型的智能口罩。

来自英国伦敦的一家创业公司CambridgeMaskCo（剑桥口罩）发明了一种新的SmartValve（智能呼吸阀）。

图7剑桥口罩（智能呼吸阀）

如图7所示，剑桥口罩的智能呼吸阀不能排出口罩内湿气，反而利用其内安装的数个传感器对佩戴者的呼吸状况进行记录和追踪，并可以与手机进行连接、传输数据，最后通过APP显示出来。而这些数据可以帮助口罩佩戴者详细了解自己的呼吸情况，同时将潜在的呼吸问题暴露出来。此外，当你的口罩需要更换时还会发出提醒。

pureplus云智能防霾口罩如图8所示。

图8pureplus云智能防霾口罩

它是由贴面呼吸层、云智能系统层、高效滤棉层三部分组成的，滤棉层采用记忆海绵和蛋白质皮质材料以及3D贴面包裹设计，一体化的绑带设计及亲肤材质，佩戴时方便说话还能保持面部干净。除了基本的防霾功能，这款口罩中云智能系统层还内置了高精度传感器，可以随时地监测空气中的其他有害物质，并将数据传送给所连接的手机上，相当方便。

4.智能手表

智能手表是一种比智能手机更方便、快捷的个人计算设备。智能手表就是将手表系统智能化，可以连接网络而实现多种功能。

智能手表除了基本的时间功能之外，还兼具提醒、导航、校准、监测、交互等多种功能。显示方式包括指针、数字、图像等。智能手表有AppleWatch、爱普生Pulsense系列智能手表PS-、索尼SmartWatch、Google智能手表、朗爵智能石英表、百度智能手表等。下面简要介绍几个常用功能，如移动支付、看护孩子、公共交通、身份识别等。

（1）移动支付。

图9AppleWatch

如图9所示，就是AppleWatch在实现移动支付，用户只要将自己的银行卡与手表中的移动支付应用绑定，就可以通过ApplePay来进行支付。除了苹果自家的ApplePay支付以外，还支持第三方移动应用支付，如支付宝、

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