可穿戴設備的發(fā)展現(xiàn)狀與分析

1、海南大學現(xiàn)代測控與控制技術大作業(yè)報告題 目: 可穿戴設備的發(fā)展現(xiàn)狀與分析 姓 名： 車京運 20131601310002 專業(yè)班級： 電子信息工程一班 指導老師： 王磊老師 完成日期： 2016 年4月25日 目錄摘要 1一、可穿戴設備現(xiàn)狀 21、可穿戴設備定義 22、可穿戴設備典型應用分析 23、可穿戴設備技術環(huán)境 3(1) 芯片技術 3(2) 傳感器技術 4(3) NFC 技術 4(4) 人機交互技術 5(5) 云計算技術和大數(shù)據(jù) 5(6) 專利技術 54、可穿戴設備崛起 6二、可穿戴設備產(chǎn)業(yè)目前存在的問題 6三、可穿戴設備應對措施 8四、可穿戴設備對幼兒、老人等剛需群體的前景 10五、未

2、來的趨勢 11六、結(jié)語 12參考文獻 13現(xiàn)代測控測溫實驗 14- 15 -可穿戴設備的發(fā)展現(xiàn)狀與分析車京運（電子信息工程一班 20131601310002）摘要:隨著科技與IT業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外掀起了可穿戴設備科技潮。如今，不同形態(tài)的可穿戴設備已從各個方面進入了人們的生活。同時，隨著市場上的可穿戴設備越來越多，一些問題也逐漸暴露出來。該論文首先介紹可穿戴設備發(fā)展現(xiàn)狀和技術環(huán)境，接著介紹其面臨的問題，進而分析可采用的發(fā)展對策，最后就可穿戴設備發(fā)展進行展望。關鍵字：可穿戴設備 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 技術 存在問題 一、可穿戴設備現(xiàn)狀1、可穿戴設備定義目前，國內(nèi)對可穿戴設備行業(yè)的研究文獻還不多，在對可穿戴

3、設備的定義、對可穿戴設備的分類、對可穿戴設備行業(yè)的理解、對可穿戴設備行業(yè)趨勢的判斷、對可穿戴設備行業(yè)的問題的認知都沒有達到較一致的認知。普遍認為可穿戴設備即直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設備。可穿戴設備不僅僅是一種硬件設備，更是通過軟件支持以及數(shù)據(jù)交互、云端交互來實現(xiàn)強大的功能，可穿戴設備將會對我們的生活、感知帶來很大的轉(zhuǎn)變?；谏鲜龆x，可穿戴設備可理解為基于人體自然能力之上的，借助電腦科技實現(xiàn)對應業(yè)務功能的設備。目前主要的智能可穿戴設備包括：智能眼鏡、智能手表、智能腕帶、智能跑鞋、智能戒指、智能手環(huán)、智能腰帶、智能頭盔和智能紐扣等。2、可穿戴設備典型應用分析按照聯(lián)合國

4、人口老齡化標準，全球現(xiàn)已進入老齡社會，40年后全球老齡化程度與目前發(fā)達國家相當。健康和醫(yī)療領域被公認為可穿戴設備最有發(fā)展?jié)摿Α⑹袌鲆?guī)模最大的一個領域。健康領域的可穿戴設備以輕量化的手表、手環(huán)和配飾為主要形式，實現(xiàn)運動或戶外數(shù)據(jù)如心率、步頻、卡路里消耗等指標的檢測、分析與服務。一顆芯片，放置在隨身的手環(huán)、腕表、眼鏡、戒指上，它就可以測量和記錄你的全部健康數(shù)據(jù)，如運動量、睡眠深度、血糖、血壓、體檢結(jié)果、治療效果等，并傳輸?shù)胶笈_，為你提供醫(yī)療健康服務。這顆芯片，就是可穿戴設備的核心，在芯片背后，是通過軟件支持及數(shù)據(jù)交互、云端交互來實現(xiàn)強大的數(shù)據(jù)分析及處理功能的體系。見圖一。圖一：健康和醫(yī)療業(yè)務應用我

5、國已經(jīng)進入慢性病的高發(fā)期，患病人數(shù)多、醫(yī)療成本高、患病時間長、服務需求大是這個時期的突出特點。而合理的慢性疾病管理，能夠避免看急診和住院治療，減少就醫(yī)次數(shù)，可以大大節(jié)約費用和人力成本。醫(yī)療健康類可穿戴設備從某種程度來說符合很多人的剛性需求，未來將會更多地融入到人們的生活?？纱┐髟O備不僅僅與醫(yī)療健康類有著密切聯(lián)系，還與大眾生活密切相關的可穿戴設備大致分類有信息娛樂類、安全類、運動健身類3、可穿戴設備技術環(huán)境(1) 芯片技術 各大芯片廠商先后對可穿戴設備市場推出針對可穿戴設備特性的芯片產(chǎn)品，如英特爾、德州儀器、博通和飛思卡爾等。英特爾的可穿戴設備專用芯片Edison 將 WIFI、藍牙等通信元件與

6、中央處理器集成到僅普通 SD 卡大小的空間內(nèi)，并在該芯片內(nèi)使用了最新的 22nm 生產(chǎn)工藝。德州儀器的 DLLPico0.2 英寸TPR 芯片級將原有芯片的分辨率和亮度提升 2 倍、同時將功耗下降為原來的一半，以適應智能眼鏡和智能手表等可穿戴設備的需求。博通將 GPS 模塊集成到BCM4771 處理器中以減少外部天線的需求，減少了 75%左右的電量消耗。 此外，高通、三星電子通過投資初創(chuàng)公司 Ineda Systems 的方式加強可穿戴設備芯片的開發(fā)，目前該公司已經(jīng)形成了基于 MIPS 架構(gòu)的四個級別的產(chǎn)品以適應不同級別可穿戴設備的運算需求。 (2) 傳感器技術 全球范圍內(nèi)傳感器廠商相繼推出與

7、可穿戴設備相適應的傳感器方案，并不斷地推出全新類別的傳感器。飛思卡樂采用微機電系統(tǒng)支持傳感器技術，將傳感器與微機械元件組合在單一芯片上。Analog Device 提供包括加速計、陀螺儀、ISenesor和彈性測量單元在內(nèi)的集成式傳感器部件，已經(jīng)應用于醫(yī)療用途的可穿戴設備中。德州儀器在非接觸式測量領域做出突破，推出 TMP036 傳感器，提供超小尺寸、超低能耗和被動式紅外溫度傳感器，提升了可穿戴設備在環(huán)境數(shù)據(jù)采集方面的能力。 (3) NFC 技術 目前 NFC 技術已經(jīng)被廣泛用于各種移動終端之中，基于此技術的移動支付、電子設備操作、家居安防等功能層出不窮。ABI Research 對手機市場的

8、研究報告表明，全球范圍內(nèi) NFC 手機數(shù)量快速增長，從 2012 年的 1.2 億部增長至 2014年的 4.3 億部，從 2012 年占手機總出貨量的 17%上升至占總出貨量的 38%。尤其是 2014 年 9 月蘋果發(fā)布 Apple Watch 之后，可穿戴設備中搭載 NFC 芯片開始成為行業(yè)的主流。(4) 人機交互技術 眼球控制、語音控制、意念控制等新型的人機交互技術開始從概念走向產(chǎn)品，走入大眾視野。三星 Galaxy S4 手機中已經(jīng)開始采用對眼球控制相關的技術，海爾電視在 2012 年柏林國際電子消費品展覽會（IFA，Internationale Funkausstellung Be

9、rlin）上推出可以通過眼球控制的電視機，完全依賴于手勢控制的 Leap Motion 也已經(jīng)進入量產(chǎn)階段。這些新的交互技術普及未來有可能影響可穿戴設備的功能，并決定其產(chǎn)品形態(tài)下一階段的變化。 (5) 云計算技術和大數(shù)據(jù) 根據(jù) Gartner 對云計算市場的調(diào)查統(tǒng)計，2013 年云計算市場正式成為千億美元市場，2014 年云服務管理下數(shù)據(jù)中心占到服務器總出貨量的 30%左右，云計算技術正在全球范圍內(nèi)加速擴張。國內(nèi)騰訊、百度、阿里巴巴、新浪等互聯(lián)網(wǎng)巨頭均已涉足云計算領域多年，揚州、昆明、重慶等多個地區(qū)新建了多個云計算中心和云計算產(chǎn)業(yè)園，著力推動云計算的發(fā)展。這些云計算中心也將天然地成為大數(shù)據(jù)解決

10、方案、大數(shù)據(jù)服務和大數(shù)據(jù)資源的供應商。 (6) 專利技術 德高行根據(jù)Tech Glory 系統(tǒng)對可穿戴設備行業(yè)相關的專利進行主題式閱讀和篩選，發(fā)現(xiàn)可穿戴設備行業(yè)目前發(fā)明專利數(shù)量僅僅百余件，且其中大部分屬于醫(yī)療健康領域，其它領域如通信技術、眼鏡與光學技術、計算處理技術和圖像顯示技術領域的專利技術數(shù)量增長較緩慢。4、可穿戴設備崛起在互聯(lián)網(wǎng)時代，人與計算機設備交互周期通常以天為單位，人們可能每天使用幾次PC電腦進行上網(wǎng)；移動互聯(lián)網(wǎng)時代解放了人們的雙腿，人們每間隔幾個小時就會使用一次手機進行信息查閱，人機交互周期縮短到以小時為單位；而在可穿戴計算時代，人與設備的交互周期將以分鐘、秒為單位，交互頻率更大

11、。移動互聯(lián)網(wǎng)用戶規(guī)模較桌面互聯(lián)網(wǎng)爆炸式增長事實說明業(yè)務的交互越頻繁、業(yè)務的用戶黏性就越大，進而促進用戶規(guī)模的擴大。基于此可穿戴時代用戶規(guī)?；虮纫苿踊ヂ?lián)網(wǎng)更大，這也是資本市場垂青可穿戴設備概念的原因所在。隨著越來越多可穿戴設備的出現(xiàn)，這些設備的形態(tài)、應用類型五花八門，需要對其進行歸類以更好地了解其特征和技術特點。二、可穿戴設備產(chǎn)業(yè)目前存在的問題在可穿戴設備產(chǎn)業(yè)，有一個有趣的矛盾是，幾乎所有廠家都強調(diào)自身產(chǎn)品采集數(shù)據(jù)的極高準確性，但同時，幾乎所有廠家又都一致認為，可穿戴設備的數(shù)據(jù)準確性是最大問題。其他問題如下：(1). 缺乏時尚感體積大并厚重目前的這些可穿戴設備對于時尚控來說，遠遠不夠優(yōu)美、精致，

12、更像是新鮮的玩具。無論Google glass 還是三星Galaxy Gear,相比對應的傳統(tǒng)產(chǎn)品都要更大更笨重，而輕便易攜帶才是人們渴求的。(2). 電池續(xù)航時間短Google glass的電池在視頻拍攝模式下只能撐1.5 至 2 個小時；三星 Galaxy Gear 在正常使用下續(xù)航時的手機的電量為代價換來。同樣,安全類可穿戴設備也涉及到這個問題，由于 GPS 定位功耗很大，電池容量有限，續(xù)航能力也較差,這樣會影響可穿戴設備的使用。(3). 數(shù)據(jù)采集準確性差，缺乏病理分析在可穿戴設備使用較多的健康醫(yī)療領域，用戶自發(fā)檢測的最大問題是無法排斥意外因素帶來的數(shù)據(jù)干擾，比如:運動、情緒、服藥、睡眠

13、狀況甚至天氣異常變化帶來的影響。 此外，目前還缺乏專業(yè)的病理分析?？纱┐髟O備實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集只是健康狀況判斷的第一步，由于缺乏云端專業(yè)的病理診斷和個性化處置方案，因此無法督促客戶重視數(shù)據(jù)， 改變自己的生活習慣和規(guī)律。(4). 指標單一、 缺乏客戶粘性以計步器為例， 他的歷史可以追溯到幾十年前，但并沒有出現(xiàn)持續(xù)風靡，其背后與無法讓用戶建立起使用習慣有關。雖然在很多社交軟件中，基于好友關系形成競爭的氣氛。督促用戶去鍛煉.但用戶可以體驗除了分析圖表外， 就是和別人的PK，但很多用戶并不看重這種 PK。 加之單一的運動數(shù)據(jù)無法體現(xiàn)出身體其他指標，用戶無法對身體狀況做出準確的判斷。(5). 缺乏創(chuàng)意， 產(chǎn)品

14、同質(zhì)在國內(nèi)外廠商扎堆研發(fā)可穿戴產(chǎn)品的同時， 創(chuàng)意不足、 同質(zhì)化競爭等問題也逐漸暴露出來。(6). 個人隱私問題可穿戴設備可記錄的數(shù)據(jù)量越大、可獲得的個人隱私越多， 信息安全隱患就越大。換句話說，如果你使用這種可穿戴設備時間越久，關于你個人一切的一切都將無處遁形，包括健康情況和生活偏好等。隨時都可能被泄漏從而導致他人違法使用。三、可穿戴設備應對措施1、提升產(chǎn)品外形設計 。好的產(chǎn)品想要推廣，外觀是重要的環(huán)節(jié) 。蘋果產(chǎn)品之所以受歡迎，很大程度上得益于其簡約大方、經(jīng)典美觀的設計這樣的設計使得蘋果產(chǎn)品在任何環(huán)境中都具有時尚感，就像時裝、腕表一樣能給人的氣質(zhì)和層次加分，從心理上滿足了用戶對于美、時尚的追求

15、。2、提高續(xù)航能力與傳統(tǒng)移動芯片相比，可穿戴芯片對體積和功耗有著更高更苛刻的要求?？纱┐餍酒枰С珠L達數(shù)周甚至數(shù)月的待機和工作時間，并且在面積和體積上都要更加小巧、輕薄，另外還要支持多種傳感器件的工作，這對芯片設計、制造和封裝都提出了更高的挑戰(zhàn)。如何提高產(chǎn)品的續(xù)航能力，在滿足舒適穿戴這一前提下的持續(xù)工作，成為接下來芯片企業(yè)著重解決的問題。3、打造全服務平臺可穿戴設備不僅僅局限于軟硬件的綜合體，成功的可穿戴設備是基于硬件、 數(shù)據(jù)傳輸、 數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)反饋形成的全方位服務平臺。對于設備商而言，硬件銷售不再是盈利的唯一來源，以往單純的硬件設備和模式化的數(shù)據(jù)分析，是沒辦法滿足可穿戴時代的要求的。設備

16、廠商應該更關注讓用戶認可服務、提供持續(xù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)給出個性化建議， 這樣才能獲得持續(xù)的收益。4、鼓勵創(chuàng)新在谷歌、蘋果、微軟等巨頭已經(jīng)做好大量前瞻和框架工作后，目前國內(nèi)推出的部分可穿戴設備是在其基礎上順勢而為，不過是在一些小細節(jié)上做了“微調(diào)”。國內(nèi)的可穿戴設備能夠進行市場推廣并產(chǎn)生商業(yè)效益的產(chǎn)品較少，缺少顛覆性的創(chuàng)新。我國可穿戴設備如果想在市場上取得成功，可以考慮如下兩種可能的創(chuàng)新思路：一種是生產(chǎn)出極度貼近剛性需求的可穿戴產(chǎn)品 （比如對孕婦和老人等特定人群的設備）；另一種則是在可穿戴設備的軀體上研發(fā)出前所未有的應用， 實現(xiàn)個性化的服務增值。5、提高安全系數(shù)可穿戴設備需要系統(tǒng)地實施信息安全保護

17、，最好不要隨意接入陌生網(wǎng)絡，若接入則需要認證，同時，可穿戴設備必須通過各種形式提醒用戶，使用戶有自由選擇的權力。此外，我們還需要有可靠的加密認證方式，以防止丟失和被借用時內(nèi)容不被第三者獲知。另外，我們還可以通過防病毒工具發(fā)現(xiàn)和處置可穿戴設備中的惡意代碼，避免被惡意接入和破壞。而用戶也要定期備份數(shù)據(jù)，并對敏感數(shù)據(jù)進行保護。我們還要加強用戶的安全意識和安全技能，盡量避免人為的安全隱患。6、挖掘用戶剛性需求外觀精美價、價格親民雖然重要，但真正推動產(chǎn)品發(fā)展、保證產(chǎn)品銷量的是用戶需求 ?？纱┐髟O備之所以沒有得到大規(guī)模應用的根本原因是它現(xiàn)在基本還只是智能手機功能的延伸，只是作為更便攜的智能手機存在 ，沒有

18、實現(xiàn)其存在的真正意義。四、可穿戴設備對幼兒、老人等剛需群體的前景然而在可穿戴設備方面，大部分產(chǎn)品是針對白領、大學生等人士進行推廣與應用。而針對時刻需要照看的幼兒、老人及寵物的智能穿戴設備，其使用頻率將會比白領等人士的使用頻率要高得多，他們是真正的剛需群體。中國民政部有關數(shù)據(jù)顯示，到2020 年我國老年人口將達到 2.55 億，2021 2035 年我國老年人口迎來首個增長高峰，數(shù)量劇增至4.18 億。養(yǎng)老已經(jīng)成為全球共同的難題，尤其是阿茲海默癥（俗稱老年癡呆癥）患者，老年癡呆癥最突出的問題就是出門不認路，離家稍遠就會走丟，有些患者喪失了行為自理能力。另外，中國獨生子女政策這一國情，決定了國人對

19、子女成長和安全的投入是最大的。我國未成年人保護法規(guī)定，監(jiān)護人必須采取有效措施以保障未成年人身體的健康和安全，因此，關乎嬰幼兒成長和看護的產(chǎn)品對于監(jiān)護人來說是必備的。因此，老人、嬰幼兒等智能穿戴設備市場有著巨大需求，消費者愿意也必須在這些領域投入更多的資金。針對剛需群體的智能穿戴設備主要應用有如下幾個方面。（1）定位：用于外出老人、兒童迷失方向、走失；兒童安全與老人監(jiān)管；通過位置信息服務可快速鎖定或快速查詢當前位置信息，并將位置信息及時的發(fā)送給相關人員或機構(gòu)。（2）健康管理:記錄與監(jiān)控嬰幼兒的睡眠質(zhì)量、翻身運動、體溫心跳等健康指標；記錄老人心率、呼吸等健康指標；監(jiān)控老人實時位置，是否摔倒或身體不

20、適；上述所有監(jiān)護者可及時收到提醒并在最快時間內(nèi)進行處理。（3）信息交換和推送:根據(jù)老人的活動范圍，將位置范圍內(nèi)的生活信息（超市促銷、文化娛樂和社區(qū)活動信息）推送給老人；幫助家長與孩子實時聯(lián)系溝通，并傳送需要的信息。（4）報警和求救：當老人、兒童超出平?；顒拥姆秶⒆呤Щ蛴龅铰闊r，可緊急呼救，或發(fā)出預警；如果出現(xiàn)嬰兒爬出或掉下嬰兒床的意外狀況，及時通過短信等方式向監(jiān)護者發(fā)出警報；對各種事故包括煤氣泄漏、盜竊、火災等的報警；將這些位置信息共享給需要的第三方系統(tǒng)進行應急處置。五、未來的趨勢毫無疑問，可穿戴設備成為未來的移動設備主流只是時間的問題了。目前看來，該領域有以下幾個發(fā)展趨勢：1.移動互聯(lián)網(wǎng)主要入口，徹底改變?nèi)说纳罘绞嚼^瀏覽器、智能終端、移動應用商店之后，可穿戴設備將成為移動互聯(lián)網(wǎng)的主要入口之一。人們將隨時隨地的連入互聯(lián)網(wǎng)，并且體驗到科技智能帶來的全新生活、工作、娛樂體驗。2.市場競爭更加激烈，參與者與日劇增移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，讓產(chǎn)業(yè)鏈的各方都積極參與到智能終端的爭奪大戰(zhàn)中。可以想象，作為新一代智能終端，可穿戴設備將成為新的移動利基市場，吸引創(chuàng)業(yè)者加入。3.整合與細分趨勢并存 隨著可穿戴設備市場的蓬勃發(fā)展，產(chǎn)品類型將呈現(xiàn)整合與細分并行的發(fā)展趨勢。 不僅如此，未來上述可穿戴設備的局限性問題還會得到進一部分的解決。設備的功能將越來