智能手表的概念设计-第01章绪论

1、第01章绪论智能手表的概念及分类可穿戴设备可穿戴设备是指能够直接穿在身上，或者整合到衣服上，或以配件形式存在的便携 式设备。具备计算功能，人机交互、无线通信等技术，通过软件的支持，可以连接手机 及各类终端，实现数据交互、云端交互等强大的功能，对人们的生活和感知带来了很大 的改变。可穿戴设备主要的产品形态有手表、手环、腕带、眼睛、头盔等，还有其他类似书 包、配饰等非主流产品形态。覆盖了医疗健康、运动、信息提醒、定位导航等众多领域, 现如今市场曝光度最高的属智能手环、智能手表和智能眼镜。智能手环的功能是可以帮助人们记录日常生活中的锻炼、睡眠、还有饮食等数据， 并将这些数据与手机、平板等同步，通过数

2、据指导健康生活。可跨运动与医疗产业，以 感测和监控为主。智能眼镜是像智能手机一样，具有独立的操作系统，可以由用户安装软件、游戏等 应用程序，可通过语音或动作操控完成添加日程、地图导航、与好友互动、拍摄照片和 视频、与朋友视频通话等功能，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入。智能手表的概念智能手表是一款新型可穿戴设备，摆脱过去只能看时间的单一用途，同时具备手表 和移动设备的属性，配合智能手表手机客户端同时使用，蕴含了许多新颖的设计理念， 包括利用传感器实时监测生命体征，再通过无线将监控数据传输给其他设备，达到云端 监控的目的。或通过智能手机或家庭网络与互联网相连，显示来电信息、新闻、天气信

3、息等内容。当消费者处于行动不便如骑车、手上拿满东西的时候，智能手表就可以发挥 它的作用，大大的方便了人们的生活。智能手表的种类智能手表按使用人群可以分为三大类：成人智能手表、老人智能手表、儿童定位智 能手表。成人智能手表：主要存在的功能有打电话、短信、健康监测、运动监测、音乐、拍 照、导航等，这些数据通过蓝牙均可进行同步，专门为时尚商务人士准备。老人智能手表：专门针对老人的生活存在的各种问题进行了改进设计，例如超精准 GPSt位、紧急呼救、健康监测、吃药提醒、亲情电话等量身定制的功能。多方位保证 了老人的健康安全，让家人放心。儿童定位智能手表：顾名思义，儿童性格较活泼，容易到处乱跑，所以定位是

4、一项 必不可少的功能。多重定位、SOSt救、防丢、远程坚听、历史轨迹、双向通话、爱心 奖励等。通过这些功能给孩子们一个健康安全成长的环境。智能手表行业的发展背景智能手表行业的产业链结构：电子元件、芯片、屏幕等厂商一一智能手表生产商一 一点在产品专卖店、大型购物广场等经销商一一终端消费者。智能手表是继苹果引领的平板电脑时代之后，又一个划时代的消费电子产品。随着 现代科技的迅速发展，人们的生活发生了巨大的变化。沟通交流的方式、生活工作的习 惯与模式都有或多或少的改变。自从谷歌2012年推出了震惊世界的智慧眼镜后，虽然市场上对这项产品仍然存在很多的争议， 但它引爆了穿戴式电子科技装置的话题与风潮 是

5、不可否认的。紧接着三星、SONY?的智慧手表让2014年成为了可穿戴电子元年。穿 戴式装置这么火爆，不仅是因为它们可以与人们的身体保持时刻的亲密距离，它还可以 横跨咨讯娱乐、运动健身、医疗及工业等领域，搭配各种应用和微机电感测元件，给人 们提供所需的应用。各种各样的穿戴式产品相继进入大众的视野，比如智能手表、智能 手环等，其中智能手表作为手机的第二屏幕，对越来越离不开手机的人们来说，有着非 比寻常的意义智能手表使他们的生活变得更加便捷，在一些不方便携带和使用手机的场 合，能够有一个很好地解决办法。所以，智能手表是智能市场上最炙热的话题。市面上 已经有很多智能手表类产品，比如 SamsungGe

6、ar Moto 360、Pebble Apple Watch等, 但智能手表仍然存在许多的问题，也还有很多用户对智能手表的认知处于初级状态，本 文会在接下来的文章中对现有的市场产品进行一个详细的分析。智能手表的专利申请分析专利申请时间趋势分析1400置晒褊W任靛布图1.1全球智能手表专利申请量按优先权年分布图1.1为全球智能手表专利申请量按优先权年分布的趋势图。由图可看出，全球智 能手表专利申请在2000年之后迅速增长，智能手表领域技术创新活动进入第一个活跃 期。中国的专利申请量在2010年超过日本和韩国，之后仍保持较大的增长幅度。可穿 戴智能手表在华专利申请在 20132014年呈爆发式增长

7、，占可穿戴设备专利申请总量 的43%,其中实用新型和外观设计比发明专利还多，共占到 56%。智能手表专利持有的主要厂商有 Samsung广东小天才等。申请技术分布情况如图 1.2所示。除了芯片、操作系统要求满足小巧和低功耗要求外，多样化的传感器技术和 新型人机交互技术也是智能手表的重要突破方向，以便更方便的感知周围环境并实现多种操作模式。人机交互也成为了众多智能手表厂商的竞争热点，用手势指令来控制手 表动作，“一种基于动作是别的智能手表及动作识别方法（CN201410826494.9”中提出 了一种具有动作识别功能的智能手表，通过动作传感器群组采集手势信息，再由CPLM理并解析出用户的操作手势

8、是其核心。1图1.2申请技术分布情况柔性显示技术是一种特有技术，主要应用在智能手表或手环等产品中，弧形的显示屏使其与用户的手腕更加贴合，是人机交互领域的热点技术，专利申请3（CN201310640916.9中就有一款可拉伸屏幕的智能手表，只要将屏幕设置为可拉伸柔 性屏幕，在需要放大屏幕的时候就可以手动或自动拉伸屏幕至合适大小，大大的方便了 人们的生活。对于柔性电路板天线的装配问题，专利申请（CN201310437010.7中有解决，降低其他部件对智能手表天线的干扰，使其更结实，不易因为碰撞、摩擦就损坏。截止到目前为止，中国企业智能手表产业的专利数量、布局等都不太乐观，很有可 能在之后落后于美国

9、、日本、韩国等国家。如今，人们对移动医疗、智能家居等的需求 不断扩大，还有智能手表等穿戴设备的良好前景，中国创新主体应该利用这一重要机遇 实现快速稳定的发展。充分利用互联网、移动通信领域形成的全球竞争力，激励行业内 龙头加强基础研究，提升自主创新能力，带动中小型企业创新热情，增强大家的知识产 权保护意识，做好专利布局，争取在国际和国内的智能手表市场上占有一席之地，这样 也可以为其他类别的穿戴设备打好技术基础。智能手表行业的优势与劣势目前智能手表行业硬件技术仍然有待完善，也没有形成规模的产业链，成本难以压 低，最重要的是消费者的需求也还不明确。到底有多少人会花等同于一部智能手机的的 价钱去购买一

10、块智能手表？虽然到了如今这样的网络时代大环境中，但对人们来说，真 的需要一块这样的手表吗？这样的手表能满足人们的需求吗？人们对智能手表的需求很可能还在一种伪刚性的阶段，就目前市场上这些产品而言，站在解决用户需求方面，时间需求已经不能成立了，装饰性需求也不成立。由于手机的 存在，大部分人已经不会再佩戴手表，许多戴手表的人也不是为了看时间而戴，多数都 是出于装饰性的缘故，作为身份的象征。而满足这种心理需求的手表应该是来自传统机 械表厂家的传统手表，而不是科技公司。一般这种手表价格一般都是在2000人民币以上，而不是在这以下的充满廉价感的智能手表。智能手表行业的优势：1）由于近几年智能手表非常热门，

11、许多国内外的投资者都非常看好，所以，智能 手表的行业发展肯定会逐渐成熟，规模也将逐渐扩大，行业的整体实力也会迅速提高。2）我国对于智能手表的需求一直持有很大的增长空间，随着消费水平的提高，我 国智能手表的市场容量一定会持稳定的增长态势。智能手表行业的劣势：1）阻碍我国智能手表行业发展的主要原因之一就是企业相关技术的落后，技术力量薄弱。2）缺乏国际知名品牌导致在全球市场上的竞争力弱。3）市场秩序混乱，消费者的视线容易被山寨和假冒产品扰乱。虽然国外品牌的竞争力很强，且在国内市场上，国外智能手表品牌的销量每年均持 续增长，会给一些行业企业造成不小的冲击，但我国人口数量大，我相信，随着我国经 济的快速

12、发展，人们生活水平的不断提高，一定能带动国内智能手表行业的发展，我国 的智能手表市场还是极具潜力的，有较大的发展机会。智能手表市场上已有的产品另一方面，对大部分用户来说，目前智能手表所能提供的功能都算是手机功能的延 展，从市场上各家的智能手表功能来看，可以分为三大类：一是通知类。提醒功能，这 是几乎所有智能手表都具备的一项功能，像是通知扩展器一样的角色。比如未接来电通 知、短信提醒、电子邮件、日历和天气等。三星的 GALAX冶ear就可以通过蓝牙功能来 同步手机端的电话、短信、微信、微博等社交软件的消息通知。二是图片、社交类应用。 同第一种，许多智能手表已经把社交类应用纳入其中， 比如人人网、

13、新浪微博、微信等。 三是可以拨打电话的功能。目前的智能手表要不可以辅助手机拨打电话，要不就是可以 插入SIM卡独立实现拨打电话功能，像三星 GALAXY Geqr就可以辅助拨打电话。但智 能手表如果拨打电话的话肯定需要使用免提装置，这样就导致通话的私密性大大减弱。 所以，目前各智能手表厂家唯一可以利用并进行改造的方面就是像可穿戴设备一样，利 用各种传感器的功能来监测使用者的身体状态，智能手表Pebble的主打功能就是运动模块。几乎所有智能手表的最主要3个功能就是提醒通知、运动健身和定制化的表盘界面。 随着技术研究的不断提高，智能手表的功能和设计也越来越多样复杂，比如配置彩色液 晶屏幕、配置摄像

14、头甚至移动通话。Pebble Steel图 1.3 Pebble Steel5Pebble被称为“全球首款真正意义上的智能手表”。Pebble Steel 是PebbleTechnology在CES201伏展上发布的第二代产品，延续了第一代简约的特点，无其他多 余杂乱的功能。具备来电信息提醒、上网浏览、控制手机播放音乐、安装其他应用程序 等。操作方式分为按键和体感操控两种。表盘右侧有3个按键，分别是上导航、下导航和点选键，无返回键。当光线较暗时，抖动手腕即可自动开启背光灯，硬件方面有陀螺 仪，可配合Pebble上关于健康监测的应用，达到全面健身的追踪功能。不管是Android 还是iPhone

15、都可以兼容，团队主要看中的就是智能手表的性能，即更长时间的电池续 航能力、防水耐用，价格可被消费者接受。Moto360图 1.4 Moto360Moto360是在2014年谷歌的I/O开发者大会上发布的，当时公布了三款基于Android Wear操作系统的智能手表，圆形屏幕的Moto360最吸引人们的注意。主要具备来电信息、 邮件等消息提醒，运动健康监测等功能。操作方式相比 Pebble Steel更多，有触摸、 语音、体感和按键操控。触摸即可上滑浏览不同的通知提醒或项目，如天气、邮件等； 右滑则进入项目细则，仔细查看内容，左滑即可清楚提醒通知。手臂抬起时，智能手表 屏幕会自动点亮，显示主界面

16、，应用语音功能即可向语音助手下达任务。手表内部的六 轴陀螺仪就可实现运动检测的功能。表盘右侧无物理按键，只有一个电源开关。Geak Watch 2图 1.5 Geak Watch 22013年6月17日，果壳科技发布了 Geak Watch,相隔一年在2014年6月12日， 就公布了 Geak Watch 2智能圆表，它最大的特点就是其外观更接近传统手表的外观。表盘是圆形的，直径约45mm分辨率是20320像素。屏幕采用的是TF Screen材质。这 款手表最让大家觉得有特点的地方是他的屏幕可以在 e-ink屏幕和彩色液晶屏之间随意 切换，这样就可以使手表在能够正常显示的同时，达到最长的续航时

17、间，据说，其最长 的待机时间竟能达到18天，如果正常使用仍然能够坚持一周的时间。果壳这款智能手 表的功能除了传统的固有功能外，还具备心率监测和计步器两款应用。 并且，还置有App Store、WiFi万能钥匙、正点闹钟等，不仅如此，还具备各种遥控功能，比如PPT旋翼机、智能家居的遥控。操作方式同Moto360一样，有触摸操控、按键操控、语音操控、 体感操控。不同的是，GeakWatch 2的交互方式是卡片式，并引进了 “十字输入法”和“远程输入法”这两种全新的输入方式。表盘侧面有设置键、电源键、返回键和麦克风 孔，设置键主要功能是可以查看蓝牙、日期、电量、无线网络的状态等。果壳语音助手 只在P

18、ro版中存在；陀螺仪提供运动检测功能；手腕上的控制器可以手部动作来控制音 乐，如轻摇手腕或用手指点击，都可以开启音乐。Apple Watch图 1.6 Apple Watch相信现在几乎没有人不知道苹果公司，在高科技企业中，苹果公司因创新而闻名。在2015年3月10日，苹果公司发布了准备已久的 Apple Watch , 一时成为大家关注的 焦点。Apple Watch是一款集众多功能于一身的智能手表，因为在其狭窄的空间内有麦 克风、扬声器、传感器、电池、天线和芯片等许多器件。因此，它打败了几乎全部的智 能手表。功能同其他智能手表相同，通话信息提醒、运动健康监测、浏览照片、遥控拍 照、远程控制、导航、听音乐等。操控方式同以上四种：按键、语音、体感、触摸操控。 表盘右侧分布两个按键，一个是圆形按键，等同于苹果手机的home键，主要功能是对操作界面的大小进行调整，可放大可缩小，想要返回主菜单就按下旋钮即可；另一个按 键点击后可以显示