除了手表和手环,可穿戴还有哪些机遇与挑战?
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摘要：通过对部分国际认证组织、市场分析机构、元器件厂商的访谈，探讨了可穿戴的技术市场与产品的发展趋势，并重点探讨了手表
>> 除了手表和手环，可穿戴还有哪些机遇与挑战？ 手表手环走向成熟可穿戴市场或将迎来爆发期 智能可穿戴产品“刷刷手环” “没有手表”和“两块手表”的问题 手表与身份 与手表 手表和农场有什么关系 手表与手铐 当传统手表和智能手环相结合 欧西尼X6智能手表 猴子与手表定律 手表的传统与现代 保守派一大波手表手环来袭 智能手环手表平台：助力从配角到主角转变 智能手表进入“大厂”时代可穿戴设备创业难度加大 终端：手机遇冷 手表上位 具有投影功能的手环 智能手环的“热”与“冷” 智能手环系统的设计与实现 三星抢先智能手表可穿戴设备或成市场新热点 手表最好只有一块 常见问题解答 当前所在位置：
关键词：智能可穿戴；安全；信息；电池
DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2015.8.003
UL：智能可穿戴设备的合规性指导、安全等方面意义正日益凸显
现今可穿戴式设备的用途日渐广泛，应用环境迥异，目前欧美等市场，政府已经开始慢慢出台政策监管这一行业，中国也将紧跟欧美市场，致力出台相关政策。所以要符合各国各地区的法规要求，是可穿戴式设备进入市场的第一个挑战。此外，国际上并不存在指定或单一标准来评估所有的可穿戴式设备，且不同顾客与零售商可能提出额外要求，这些不确定因素都将直接提高可穿戴式产品开发的复杂度与风险性。
由于可穿戴设备制造商多为中小型企业，他们对国际法规缺乏明确了解，并无法充分整合产业链中有效资源，因此在发展过程中面临比较大的挑战。与此同时，可穿戴设备的安全问题也是很重要的挑战因素。以智能眼镜为例，镜架若采用金属材质，运作过程中所产生的热，很容易借由金属更快导热到人体皮肤，于是就有热的危险，因此标准规定：长时间穿戴在人体的电子产品，金属表面温度不可超过48℃；此外，金属若有锐角就存在穿刺皮肤的危险：喇叭耳机存有辐射与音波的疑虑：耳机音压不稳或长时间过大可能对耳膜造成伤害：提供能量的电池会有热与火的危险：产品附加的LED灯可能对人眼或皮肤造成伤害：上网视频通讯传输功能牵涉隐私安全：甚至边开车边使用智能眼镜可能涉及违反交通安全法规等。上述不胜枚举的安全问题都是制造商在开发产品时，以及消费者使用穿戴式电子产品时必须考虑的重点。
TUV SUD：检测认证驱动可穿戴的发展
在这个快速发展的行业，可穿戴产品需要高品质、创新的功能、完美的网络连接和时尚的外观生存。毫无疑问，目前的手机厂商以他们的出色的网络连接知识和专门的工艺，以获得智能手表在可穿戴产业的优势。但除了手环和智能手表，显然体育和健身可穿戴服装是另一个大有前途的领域，这使得传统的运动服制造商和新的创新公司参加了比赛。同样地，时尚和奢华配饰制造商可以扩大其产品范围到可穿戴产业，通过具有隐蔽可穿戴功能提高及引人注目的设计以创造新的可穿戴产品，所以，时尚和奢华配饰将是另一个大有竞争力的可穿戴产业领域，当然这也包括具有隐蔽可穿戴功能的奢华机械手表。在未来，几乎可以肯定，穿戴式医疗设备将在个人和公共卫生保健体系中发挥重要作用。
随着可穿戴设备日益演化，从智能珠宝到智能服装，接近人体使用的设备的安全风险的变成更大的关注。当设备制成附着到人体长期皮肤接触的设备时，可穿戴设备可能会有更高的安全风险时，包括使用潜在皮肤刺激性物质，无意识长期皮肤烧伤效应，并使用在动作的设备时，意想不到的机械伤害，特别是在无意识状态如熟睡中。当越来越多的设备可以连接或甚至植入人体的不同部分，使可穿戴设备的潜在危险增加。
迄今为止，没有关于可穿戴装置专门的安全标准。随着越来越多的前所未有的功能整合，可穿戴装置带来比其他传统的通信和不能穿戴的医疗和保健产品，并与人体连续使用更多的潜在风险。由于大多数可穿戴产品都在中国制造，TUV南德意志集团正处在一个很好的位置，来自官方机构和制造商在本地获得最新的可穿戴产品信息。作为市场领导者，TUV南德意志集团将为行业伙伴提供新型可穿戴式产品的专业咨询服务以及测试和认证服务，在未来，随着创新的可穿戴功能拓展，我们的服务范围也将扩大。
Gartner：新互动与新机遇
可穿戴设备将提供广泛的新兴体验与数字业务商机，但其分散复杂的市场也给开发者带来了挑战。到2020年，成熟市场内35%以上的人口将至少拥有一件可穿戴电子设备（不包括头戴式耳机）。在Gartner的近期研究中， “可穿戴”一词意指以某种方式穿戴在身体上的计算设备，以便与装在口袋或包内的智能手机等单独设备形成对照。这有意扩大了定义外延，不仅涵盖了智能手表等众所周知的设备，而且还包括了智能衣物、智能珠宝、智能鞋具、耳机、眼镜等个人饰品，充气自行车头盔等安全产品，以及医疗/健身传感器。可穿戴设备不仅局限于人类，用于跟踪或宠物健身的智能宠物项圈也已面市。
可穿戴时代才刚刚开始。研究人员与产品开发者正在研发各种新型可穿戴设备，例如智能指甲、可穿戴“自拍无人机”、智能隐形眼镜以及皮下传感器。从长远看来，部分可穿戴设备将从被动感应与显示功能发展到诸如裁缝机器人等更加主动的角色。此外，Gartner还预计可穿戴技术将快速演进，以支持新型可穿戴设备，并在诸如智能手表之类的成熟领域内改进功能特性。这些技术演进领域包括触感织物、新型显示屏技术、改进后的电池与可印刷电子产品。
就经济意义而言，可穿戴设备多种多样，难以归类为一个“市场”，但一系列重要趋势将影响整体领域，并影响终端用户与参与可穿戴产品及服务开发的企业机构。
这些趋势，一个关键的的主题是可穿戴设备领域将迎来快速发展。各企业机构必须设计系统与架构来应对变化，并应使用双模式IT等原则来实现必要的敏捷性。
IHS：新兴可穿戴设备更能引起人们关注
虽然可穿戴设备，在现阶段被广泛认知，智能手表等早已经走进人们生活。据IHS跟踪超过25个不同可穿戴技术产品类别的研究（助听器等），他们都具有数十亿美元的市场，而且更多的新兴应用如智能服装、头戴设备等，似乎更能引起人们的关注。
这其中也有经历过高速增长，近年来，如影像等类别产品。据IHS预计，GoPro公司2019年将营收33亿美元，而其公司在2014年收入为17亿美元。这其中绝大部分原因都是因为运动相机的原因。
头戴式设备也被业界普遍看好。Oculus Rift将在2016年的第一季度上市，这是一款虚拟现实设备，并且音频/视频内容方面有良好的体验，而在游戏方面Oculus公司宣布与Microsoft's Xbox平台合作。而另一款头戴设备，HTCVive预计和Oculus Rift时间相同。
ST：可穿戴MCU要低功耗、小封装
目前市场上可穿戴产品形态可谓是百花齐放。根据功能可以分成健康类、运动类、时尚类等等。健康类可穿戴产品主要用做生理特征的测量，比如心率，血氧，血压等。跑步爱好者们希望跑步时所佩带的耳机可以自动检测当前的心率，从而可以让自己的心率保持在减脂带当中从来达到更好的锻炼效果。蓝牙耳机可以以一种新的形态出现，平时不用的时候可以放在手腕上作为健康腕带。另外，支付功能在将来会变成可穿戴产品的标配，大家可以想象在公交车、地铁上只需把手腕一挥既可以完成支付的动作。海边游泳时也可以非常方便的用手环或者手表来买瓶矿泉水。
可穿戴产品理想的MCU需要符合以下要求，即低功耗、小封装以及在业界有无成功案例。意法半导体MCU广泛应用于各种腕带，手表以及眼镜当中。包括全球最大的手机厂商出品的可穿戴系列等等都是使用了ST的MCU产品。STM32L系列低功耗产品运行时功耗低至86μA/MHz，在STOP模式下即保持所有RAM中数据时仅消耗400nA电流。STM32LO以及STM32L4系列更集成了多种低功耗外设，比如低功耗定时器，低功耗UART，低功耗ADC等等进一步降低了系统的整体功耗。当然，除了MCU之外传感器、蓝牙等都是可穿戴产品中不可缺少的部件。
Littelfuse：为可穿戴设备制造商提供专业的保护
随着消费者越来越热衷于可穿戴设备，不断变小的外形以及对于改善设备性能的需求，如何采用先进的电路保护技术以保护产品便成为电路设计人员所面临的挑战。据IDTechEx预测，其全球销售额预计将从2014年的140亿美元增长至2024年的超过700亿美元。
可穿戴技术对电路设计人员而言，是一种有趣的挑战。为什么？想想这些设备被设计成与消费者密切相关的产品。因为他们是直接通过接触皮肤进行穿戴，极大的暴露风险是使用者产生的静电。不幸的是，即使最简单的人体接触便极可能产生短暂的静电放电（ESD）。如果没有适当的保护，任何传感器电路、蓄电池充电接口、按钮、或数据输入输出可以为ESD提供进入可穿戴设备的路径，对电子产品造成不可挽回的伤害。
针对这些潜在的ESD电路威胁，Littelfuse公司不断投资于新工艺的开发，继续加强他们半导体ESD保护器件。可穿戴设备制造商受益于专业提供的电路保护技术，因为他们有助于提高产品的安全性和可靠性。
降低钳位电压，保护最敏感的电路：在静电放电事件中，静电放电保护器的主要工作是尽可能地分流和消散尽可能多的静电放电瞬态脉冲。更低的电容，避免干扰高速数据传输：虽然电路保护是静电放电保护器件的主要目的，但是起到这层效果的同时，还应不会对受保护电路的日常运转造成干扰。
更小的外形尺寸，适合可穿戴设备有限的电路板空间：不管一种保护器件的性能有多么优良，如果对其所要保护的应用不适配，也不会特别有用。
美光：可穿戴产品“跨越鸿沟”
对很多人而言，可穿戴设备是智能手表或健身监测器的代名词。经过多年发展，这两种产品已趋近成熟，也受到越来越多的关注。虽然还有不少创新空间，但它们已经足够成熟。根据Geoffrey A Moore在1991年最早提出的产品鸿沟概念，这两类产品都已“跨越了鸿沟”。简单来说，就是现在不仅创新者和早期采用者（也称作“有远见的人”）对这些产品感兴趣，实用主义者也对它们青睐有加。
在智能手表和健身监测器继续抢占更多消费者心理份额的同时，可穿戴设备领域的许多其他创新也取得了显著进展。
录音录像和社交活动：GoPro生产的高品质相机广泛用于冲浪、滑雪、跳伞等运动领域。这些相机有众多配套的附件，让用户能以有趣的角度将相机装到各种表面上，从而拍出如果不用专业设备根本无法获得的照片和视频。
提升生产力：可穿戴设备可广泛用于诸多商业应用（例如，手术、机器故障诊断和修理）。头顶显示器中的信息能够根据具体环境变化，从而起到提升生产力、提高效率和改善工作流程质量的作用。虽然Google Glass的首款原型机算不上成功的商业案例，不过它为这一拥有巨大潜力的产品类别奠定了基础。
体育锻炼：可穿戴技术越来越接近现实生活，从而推开了颠覆性使用体验的大门。它能够全面丰富运动体验，包括提供相关数据以帮助激发用户的运动热情、促进用户加强体育锻炼，并最终改善他们的运动效果。智能织物是健身用可穿戴设备发展的另一个方向，与现在传感器位于外部设备上不同，智能织物是直接将传感器嵌入织物内部。虽然智能织物属于比较新的产品类别，它却蕴含着巨大潜力。
游戏、娱乐和虚拟现实：简单来说，虚拟现实（VR）就是用计算机模拟生活场景，创造身临其境的多媒体体验。这项技术可以模拟现实世界中实际存在的实体，也可以模拟虚幻世界，并且可以让用户与虚拟现实世界互动。
Silicon Labs：可穿戴设备厂商正在寻求产品差异化
目前，可穿戴电子产品主要包括智能手表、腕带和臂带设备、智能眼镜等。腕戴式健身手环和智能手表正从基本的加速计式“智能型计步器”迈向包含心率监测器之类的生物识别感测。带动这股趋势的是，制造商在成长迅速的可穿戴装置市场中寻求差异化，以及经过教育的消费者想要以更有效的训练来尽量提升能效与体能。
大多数可穿戴产品的功能正变得日趋复杂化，例如腕带和臂带产品主要是通过动作跟踪来采集健身或者健康方面的数据，包括步伐数、运动里程、能量消耗、心脏/脉搏速率、血氧饱和度等。
但还有另一项健康数据在之前的大多数产品中却被忽视了，这就是紫外线（UV）指数检测。鉴于过量的紫外线照射会侵害人的皮肤，甚至诱发皮肤癌，所以用户对于可穿戴产品具有紫外线检测功能的需求正在逐渐上升，那么将紫外线指数检测加入智能手表、腕带和臂带设备等可穿戴产品的标准功能中就显得越发必要了。
在上述趋势的推动下，现在有越来越多的可穿戴产品开发商开始重视在他们的产品中加入非入侵式光电监测器和紫外线指数检测功能，因为他们希望通过提供这新功能来寻求可穿戴产品的差异化设计。
过去在穿戴式设计中加入心率传感器需要比较大的空间，现在把比较小的高灵敏度光电二极管跟模拟数字转换器整合起来，加上模拟滤波与LED驱动器，这样就能大大降低噪声层，使用较少位数的模拟数字转换器，并且缩小体积。
能效和电池寿命是设计可穿戴产品时的两个最重要的考量因素，这两个因素是相互关联的。成功的可穿戴计算产品必须有一个很长的电池寿命，因为消费者不希望每天都要摘下他们的可穿戴产品或每两天充一次电。由用户可自行更换的纽扣电池供电的可穿戴产品正变得越来越受欢迎，特别是如果更换间隔是4-6个月或更长时间。
ADI：高集成度.小体积.低功耗、低成本
目前已在市场上比较成熟的手表以及手环类产品已经日趋成熟，除此以外，健康类可穿戴产品已经在鞋、帽以及眼镜的出现，除此以外，可穿戴的脑电产品也会快会在市场上出现，其可实现更加炫酷好玩的应用体现，例如你的睡眠监测将更加准确科学，你对外界环境的变化的反应将被监测或量化，例如带有脑电监测的耳机，可以监测你对哪类音乐的不同反应等，这些都可以用来开发非常有趣的应用。配饰类的智能化产品也使得可穿戴家族的产品系类更加丰富。
除了新型的传感器IC外，对于模拟调理及数字处理IC，其共性需求是类似类似的高集成度、小体积、低功耗以及低成本的传感器硬件在将来的可穿戴设备开发中会成为越发关键的要素；后台数据的分析处理及反馈到终端用户将是维持用户持续使用的必经之路：但是我们要意识到，就目前的市场应用情况及技术发展来看，对于运动的检测及计量相对成熟，但是对于在运动状态下的相关生命体征信号快速及精确的监测目前还有改进的空间。所以相对应的会催生和提升传感器及信号处理方面的新技术进步和发展，例如光电法测量体征信号如心率，血氧含量及其他健康指数等，这需要更新的光电传感器技术以及相应的系统级数据处理技术，其中包括日常运动情况下的持续准确测量以及采集到数据的后台融合及分析使用等。
对可穿戴设备来说，硬件层面最大的挑战就是功耗和体积，自然半导体厂商会在如何降低功耗以及提高集成度方面大做文章，尤其是对于健康保健类功能所需要的传感器以及混合信号产品方面的产品。除此以外，半导体厂商还会在提供硬件支持的同时，推出并完善整体方案的服务包括相关软件及数据处理等。
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