可穿戴设备的发展现状与分析

1、海南大学现代测控与控制技术大作业报告题 目: 可穿戴设备的发展现状与分析 姓 名： 车京运 20131601310002 专业班级： 电子信息工程一班 指导老师： 王磊老师 完成日期： 2016 年4月25日 目录摘要 1一、可穿戴设备现状 21、可穿戴设备定义 22、可穿戴设备典型应用分析 23、可穿戴设备技术环境 3(1) 芯片技术 3(2) 传感器技术 4(3) NFC 技术 4(4) 人机交互技术 5(5) 云计算技术和大数据 5(6) 专利技术 54、可穿戴设备崛起 6二、可穿戴设备产业目前存在的问题 6三、可穿戴设备应对措施 8四、可穿戴设备对幼儿、老人等刚需群体的前景 10五、未

2、来的趋势 11六、结语 12参考文献 13现代测控测温实验 14- 15 -可穿戴设备的发展现状与分析车京运（电子信息工程一班 20131601310002）摘要:随着科技与IT业的发展，国内外掀起了可穿戴设备科技潮。如今，不同形态的可穿戴设备已从各个方面进入了人们的生活。同时，随着市场上的可穿戴设备越来越多，一些问题也逐渐暴露出来。该论文首先介绍可穿戴设备发展现状和技术环境，接着介绍其面临的问题，进而分析可采用的发展对策，最后就可穿戴设备发展进行展望。关键字：可穿戴设备 现状 发展趋势 技术 存在问题 一、可穿戴设备现状1、可穿戴设备定义目前，国内对可穿戴设备行业的研究文献还不多，在对可穿戴

3、设备的定义、对可穿戴设备的分类、对可穿戴设备行业的理解、对可穿戴设备行业趋势的判断、对可穿戴设备行业的问题的认知都没有达到较一致的认知。普遍认为可穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。基于上述定义，可穿戴设备可理解为基于人体自然能力之上的，借助电脑科技实现对应业务功能的设备。目前主要的智能可穿戴设备包括：智能眼镜、智能手表、智能腕带、智能跑鞋、智能戒指、智能手环、智能腰带、智能头盔和智能纽扣等。2、可穿戴设备典型应用分析按照联合国

4、人口老龄化标准，全球现已进入老龄社会，40年后全球老龄化程度与目前发达国家相当。健康和医疗领域被公认为可穿戴设备最有发展潜力、市场规模最大的一个领域。健康领域的可穿戴设备以轻量化的手表、手环和配饰为主要形式，实现运动或户外数据如心率、步频、卡路里消耗等指标的检测、分析与服务。一颗芯片，放置在随身的手环、腕表、眼镜、戒指上，它就可以测量和记录你的全部健康数据，如运动量、睡眠深度、血糖、血压、体检结果、治疗效果等，并传输到后台，为你提供医疗健康服务。这颗芯片，就是可穿戴设备的核心，在芯片背后，是通过软件支持及数据交互、云端交互来实现强大的数据分析及处理功能的体系。见图一。图一：健康和医疗业务应用我

5、国已经进入慢性病的高发期，患病人数多、医疗成本高、患病时间长、服务需求大是这个时期的突出特点。而合理的慢性疾病管理，能够避免看急诊和住院治疗，减少就医次数，可以大大节约费用和人力成本。医疗健康类可穿戴设备从某种程度来说符合很多人的刚性需求，未来将会更多地融入到人们的生活。可穿戴设备不仅仅与医疗健康类有着密切联系，还与大众生活密切相关的可穿戴设备大致分类有信息娱乐类、安全类、运动健身类3、可穿戴设备技术环境(1) 芯片技术 各大芯片厂商先后对可穿戴设备市场推出针对可穿戴设备特性的芯片产品，如英特尔、德州仪器、博通和飞思卡尔等。英特尔的可穿戴设备专用芯片Edison 将 WIFI、蓝牙等通信元件与

6、中央处理器集成到仅普通 SD 卡大小的空间内，并在该芯片内使用了最新的 22nm 生产工艺。德州仪器的 DLLPico0.2 英寸TPR 芯片级将原有芯片的分辨率和亮度提升 2 倍、同时将功耗下降为原来的一半，以适应智能眼镜和智能手表等可穿戴设备的需求。博通将 GPS 模块集成到BCM4771 处理器中以减少外部天线的需求，减少了 75%左右的电量消耗。 此外，高通、三星电子通过投资初创公司 Ineda Systems 的方式加强可穿戴设备芯片的开发，目前该公司已经形成了基于 MIPS 架构的四个级别的产品以适应不同级别可穿戴设备的运算需求。 (2) 传感器技术 全球范围内传感器厂商相继推出与

7、可穿戴设备相适应的传感器方案，并不断地推出全新类别的传感器。飞思卡乐采用微机电系统支持传感器技术，将传感器与微机械元件组合在单一芯片上。Analog Device 提供包括加速计、陀螺仪、ISenesor和弹性测量单元在内的集成式传感器部件，已经应用于医疗用途的可穿戴设备中。德州仪器在非接触式测量领域做出突破，推出 TMP036 传感器，提供超小尺寸、超低能耗和被动式红外温度传感器，提升了可穿戴设备在环境数据采集方面的能力。 (3) NFC 技术 目前 NFC 技术已经被广泛用于各种移动终端之中，基于此技术的移动支付、电子设备操作、家居安防等功能层出不穷。ABI Research 对手机市场的

8、研究报告表明，全球范围内 NFC 手机数量快速增长，从 2012 年的 1.2 亿部增长至 2014年的 4.3 亿部，从 2012 年占手机总出货量的 17%上升至占总出货量的 38%。尤其是 2014 年 9 月苹果发布 Apple Watch 之后，可穿戴设备中搭载 NFC 芯片开始成为行业的主流。(4) 人机交互技术 眼球控制、语音控制、意念控制等新型的人机交互技术开始从概念走向产品，走入大众视野。三星 Galaxy S4 手机中已经开始采用对眼球控制相关的技术，海尔电视在 2012 年柏林国际电子消费品展览会（IFA，Internationale Funkausstellung Be

9、rlin）上推出可以通过眼球控制的电视机，完全依赖于手势控制的 Leap Motion 也已经进入量产阶段。这些新的交互技术普及未来有可能影响可穿戴设备的功能，并决定其产品形态下一阶段的变化。 (5) 云计算技术和大数据 根据 Gartner 对云计算市场的调查统计，2013 年云计算市场正式成为千亿美元市场，2014 年云服务管理下数据中心占到服务器总出货量的 30%左右，云计算技术正在全球范围内加速扩张。国内腾讯、百度、阿里巴巴、新浪等互联网巨头均已涉足云计算领域多年，扬州、昆明、重庆等多个地区新建了多个云计算中心和云计算产业园，着力推动云计算的发展。这些云计算中心也将天然地成为大数据解决

10、方案、大数据服务和大数据资源的供应商。 (6) 专利技术 德高行根据Tech Glory 系统对可穿戴设备行业相关的专利进行主题式阅读和筛选，发现可穿戴设备行业目前发明专利数量仅仅百余件，且其中大部分属于医疗健康领域，其它领域如通信技术、眼镜与光学技术、计算处理技术和图像显示技术领域的专利技术数量增长较缓慢。4、可穿戴设备崛起在互联网时代，人与计算机设备交互周期通常以天为单位，人们可能每天使用几次PC电脑进行上网；移动互联网时代解放了人们的双腿，人们每间隔几个小时就会使用一次手机进行信息查阅，人机交互周期缩短到以小时为单位；而在可穿戴计算时代，人与设备的交互周期将以分钟、秒为单位，交互频率更大

11、。移动互联网用户规模较桌面互联网爆炸式增长事实说明业务的交互越频繁、业务的用户黏性就越大，进而促进用户规模的扩大。基于此可穿戴时代用户规模或比移动互联网更大，这也是资本市场垂青可穿戴设备概念的原因所在。随着越来越多可穿戴设备的出现，这些设备的形态、应用类型五花八门，需要对其进行归类以更好地了解其特征和技术特点。二、可穿戴设备产业目前存在的问题在可穿戴设备产业，有一个有趣的矛盾是，几乎所有厂家都强调自身产品采集数据的极高准确性，但同时，几乎所有厂家又都一致认为，可穿戴设备的数据准确性是最大问题。其他问题如下：(1). 缺乏时尚感体积大并厚重目前的这些可穿戴设备对于时尚控来说，远远不够优美、精致，

12、更像是新鲜的玩具。无论Google glass 还是三星Galaxy Gear,相比对应的传统产品都要更大更笨重，而轻便易携带才是人们渴求的。(2). 电池续航时间短Google glass的电池在视频拍摄模式下只能撑1.5 至 2 个小时；三星 Galaxy Gear 在正常使用下续航时的手机的电量为代价换来。同样,安全类可穿戴设备也涉及到这个问题，由于 GPS 定位功耗很大，电池容量有限，续航能力也较差,这样会影响可穿戴设备的使用。(3). 数据采集准确性差，缺乏病理分析在可穿戴设备使用较多的健康医疗领域，用户自发检测的最大问题是无法排斥意外因素带来的数据干扰，比如:运动、情绪、服药、睡眠

13、状况甚至天气异常变化带来的影响。 此外，目前还缺乏专业的病理分析。可穿戴设备实现数据采集只是健康状况判断的第一步，由于缺乏云端专业的病理诊断和个性化处置方案，因此无法督促客户重视数据， 改变自己的生活习惯和规律。(4). 指标单一、 缺乏客户粘性以计步器为例， 他的历史可以追溯到几十年前，但并没有出现持续风靡，其背后与无法让用户建立起使用习惯有关。虽然在很多社交软件中，基于好友关系形成竞争的气氛。督促用户去锻炼.但用户可以体验除了分析图表外， 就是和别人的PK，但很多用户并不看重这种 PK。 加之单一的运动数据无法体现出身体其他指标，用户无法对身体状况做出准确的判断。(5). 缺乏创意， 产品

14、同质在国内外厂商扎堆研发可穿戴产品的同时， 创意不足、 同质化竞争等问题也逐渐暴露出来。(6). 个人隐私问题可穿戴设备可记录的数据量越大、可获得的个人隐私越多， 信息安全隐患就越大。换句话说，如果你使用这种可穿戴设备时间越久，关于你个人一切的一切都将无处遁形，包括健康情况和生活偏好等。随时都可能被泄漏从而导致他人违法使用。三、可穿戴设备应对措施1、提升产品外形设计 。好的产品想要推广，外观是重要的环节 。苹果产品之所以受欢迎，很大程度上得益于其简约大方、经典美观的设计这样的设计使得苹果产品在任何环境中都具有时尚感，就像时装、腕表一样能给人的气质和层次加分，从心理上满足了用户对于美、时尚的追求

15、。2、提高续航能力与传统移动芯片相比，可穿戴芯片对体积和功耗有着更高更苛刻的要求。可穿戴芯片需要支持长达数周甚至数月的待机和工作时间，并且在面积和体积上都要更加小巧、轻薄，另外还要支持多种传感器件的工作，这对芯片设计、制造和封装都提出了更高的挑战。如何提高产品的续航能力，在满足舒适穿戴这一前提下的持续工作，成为接下来芯片企业着重解决的问题。3、打造全服务平台可穿戴设备不仅仅局限于软硬件的综合体，成功的可穿戴设备是基于硬件、 数据传输、 数据分析和数据反馈形成的全方位服务平台。对于设备商而言，硬件销售不再是盈利的唯一来源，以往单纯的硬件设备和模式化的数据分析，是没办法满足可穿戴时代的要求的。设备

16、厂商应该更关注让用户认可服务、提供持续数据，并根据数据给出个性化建议， 这样才能获得持续的收益。4、鼓励创新在谷歌、苹果、微软等巨头已经做好大量前瞻和框架工作后，目前国内推出的部分可穿戴设备是在其基础上顺势而为，不过是在一些小细节上做了“微调”。国内的可穿戴设备能够进行市场推广并产生商业效益的产品较少，缺少颠覆性的创新。我国可穿戴设备如果想在市场上取得成功，可以考虑如下两种可能的创新思路：一种是生产出极度贴近刚性需求的可穿戴产品 （比如对孕妇和老人等特定人群的设备）；另一种则是在可穿戴设备的躯体上研发出前所未有的应用， 实现个性化的服务增值。5、提高安全系数可穿戴设备需要系统地实施信息安全保护

17、，最好不要随意接入陌生网络，若接入则需要认证，同时，可穿戴设备必须通过各种形式提醒用户，使用户有自由选择的权力。此外，我们还需要有可靠的加密认证方式，以防止丢失和被借用时内容不被第三者获知。另外，我们还可以通过防病毒工具发现和处置可穿戴设备中的恶意代码，避免被恶意接入和破坏。而用户也要定期备份数据，并对敏感数据进行保护。我们还要加强用户的安全意识和安全技能，尽量避免人为的安全隐患。6、挖掘用户刚性需求外观精美价、价格亲民虽然重要，但真正推动产品发展、保证产品销量的是用户需求 。可穿戴设备之所以没有得到大规模应用的根本原因是它现在基本还只是智能手机功能的延伸，只是作为更便携的智能手机存在 ，没有

18、实现其存在的真正意义。四、可穿戴设备对幼儿、老人等刚需群体的前景然而在可穿戴设备方面，大部分产品是针对白领、大学生等人士进行推广与应用。而针对时刻需要照看的幼儿、老人及宠物的智能穿戴设备，其使用频率将会比白领等人士的使用频率要高得多，他们是真正的刚需群体。中国民政部有关数据显示，到2020 年我国老年人口将达到 2.55 亿，2021 2035 年我国老年人口迎来首个增长高峰，数量剧增至4.18 亿。养老已经成为全球共同的难题，尤其是阿兹海默症（俗称老年痴呆症）患者，老年痴呆症最突出的问题就是出门不认路，离家稍远就会走丢，有些患者丧失了行为自理能力。另外，中国独生子女政策这一国情，决定了国人对

19、子女成长和安全的投入是最大的。我国未成年人保护法规定，监护人必须采取有效措施以保障未成年人身体的健康和安全，因此，关乎婴幼儿成长和看护的产品对于监护人来说是必备的。因此，老人、婴幼儿等智能穿戴设备市场有着巨大需求，消费者愿意也必须在这些领域投入更多的资金。针对刚需群体的智能穿戴设备主要应用有如下几个方面。（1）定位：用于外出老人、儿童迷失方向、走失；儿童安全与老人监管；通过位置信息服务可快速锁定或快速查询当前位置信息，并将位置信息及时的发送给相关人员或机构。（2）健康管理:记录与监控婴幼儿的睡眠质量、翻身运动、体温心跳等健康指标；记录老人心率、呼吸等健康指标；监控老人实时位置，是否摔倒或身体不

20、适；上述所有监护者可及时收到提醒并在最快时间内进行处理。（3）信息交换和推送:根据老人的活动范围，将位置范围内的生活信息（超市促销、文化娱乐和社区活动信息）推送给老人；帮助家长与孩子实时联系沟通，并传送需要的信息。（4）报警和求救：当老人、儿童超出平常活动的范围、走失或遇到麻烦时，可紧急呼救，或发出预警；如果出现婴儿爬出或掉下婴儿床的意外状况，及时通过短信等方式向监护者发出警报；对各种事故包括煤气泄漏、盗窃、火灾等的报警；将这些位置信息共享给需要的第三方系统进行应急处置。五、未来的趋势毫无疑问，可穿戴设备成为未来的移动设备主流只是时间的问题了。目前看来，该领域有以下几个发展趋势：1.移动互联网主要入口，彻底改变人的生活方式继浏览器、智能终端、移动应用商店之后，可穿戴设备将成为移动互联网的主要入口之一。人们将随时随地的连入互联网，并且体验到科技智能带来的全新生活、工作、娱乐体验。2.市场竞争更加激烈，参与者与日剧增移动互联网时代的到来，让产业链的各方都积极参与到智能终端的争夺大战中。可以想象，作为新一代智能终端，可穿戴设备将成为新的移动利基市场，吸引创业者加入。3.整合与细分趋势并存 随着可穿戴设备市场的蓬勃发展，产品类型将呈现整合与细分并行的发展趋势。 不仅如此，未来上述可穿戴设备的局限性问题还会得到进一部分的解决。设备的功能将越来