除了手表和手環(huán)，可穿戴還有哪些機(jī)遇與挑戰(zhàn)？

Littelfuse：為可穿戴設(shè)備制造商提供專業(yè)的保護(hù)

　　隨著消費(fèi)者越來越熱衷于可穿戴設(shè)備，不斷變小的外形以及對(duì)于改善設(shè)備性能的需求， 如何采用先進(jìn)的電路保護(hù)技術(shù)以保護(hù)產(chǎn)品便成為電路設(shè)計(jì)人員所面臨的挑戰(zhàn)。據(jù)IDTechEx預(yù)測(cè)，其全球銷售額預(yù)計(jì)將從2014年的140億美元增長至2024年的超過700億美元。

　　可穿戴技術(shù)對(duì)電路設(shè)計(jì)人員而言，是一種有趣的挑戰(zhàn)。為什么?想想這些設(shè)備被設(shè)計(jì)成與消費(fèi)者密切相關(guān)的產(chǎn)品。因?yàn)樗麄兪侵苯油ㄟ^接觸皮膚進(jìn)行穿戴，極大的暴露風(fēng)險(xiǎn)是使用者產(chǎn)生的靜電。不幸的是，即使最簡單的人體接觸便極可能產(chǎn)生短暫的靜電放電(ESD)。如果沒有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，任何傳感器電路、蓄電池充電接口、按鈕、或數(shù)據(jù)輸入輸出可以為ESD提供進(jìn)入可穿戴設(shè)備的路徑，對(duì)電子產(chǎn)品造成不可挽回的傷害。

　　針對(duì)這些潛在的ESD電路威脅， Littelfuse公司不斷投資于新工藝的開發(fā)，繼續(xù)加強(qiáng)他們半導(dǎo)體ESD保護(hù)器件?？纱┐髟O(shè)備制造商受益于專業(yè)提供的電路保護(hù)技術(shù)，因?yàn)樗麄冇兄谔岣弋a(chǎn)品的安全性和可靠性。

　　降低鉗位電壓，保護(hù)最敏感的電路：在靜電放電事件中，靜電放電保護(hù)器的主要工作是盡可能地分流和消散盡可能多的靜電放電瞬態(tài)脈沖。更低的電容，避免干擾高速數(shù)據(jù)傳輸：雖然電路保護(hù)是靜電放電保護(hù)器件的主要目的，但是起到這層效果的同時(shí)，還應(yīng)不會(huì)對(duì)受保護(hù)電路的日常運(yùn)轉(zhuǎn)造成干擾。

　　更小的外形尺寸，適合可穿戴設(shè)備有限的電路板空間：不管一種保護(hù)器件的性能有多么優(yōu)良，如果對(duì)其所要保護(hù)的應(yīng)用不適配，也不會(huì)特別有用。

美光：可穿戴產(chǎn)品“跨越鴻溝”

　　對(duì)很多人而言，可穿戴設(shè)備是智能手表或健身監(jiān)測(cè)器的代名詞。經(jīng)過多年發(fā)展，這兩種產(chǎn)品已趨近成熟，也受到越來越多的關(guān)注。雖然還有不少創(chuàng)新空間，但它們已經(jīng)足夠成熟。根據(jù) Geoffrey A Moore 在 1991 年最早提出的產(chǎn)品鴻溝概念，這兩類產(chǎn)品都已“跨越了鴻溝”。簡單來說，就是現(xiàn)在不僅創(chuàng)新者和早期采用者(也稱作“有遠(yuǎn)見的人”)對(duì)這些產(chǎn)品感興趣，實(shí)用主義者也對(duì)它們青睞有加。

　　在智能手表和健身監(jiān)測(cè)器繼續(xù)搶占更多消費(fèi)者心理份額的同時(shí)，可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的許多其他創(chuàng)新也取得了顯著進(jìn)展。

　　錄音錄像和社交活動(dòng)：GoPro 生產(chǎn)的高品質(zhì)相機(jī)廣泛用于沖浪、滑雪、跳傘等運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域。這些相機(jī)有眾多配套的附件，讓用戶能以有趣的角度將相機(jī)裝到各種表面上，從而拍出如果不用專業(yè)設(shè)備根本無法獲得的照片和視頻。

　　提升生產(chǎn)力：可穿戴設(shè)備可廣泛用于諸多商業(yè)應(yīng)用(例如，手術(shù)、機(jī)器故障診斷和修理)。頭頂顯示器中的信息能夠根據(jù)具體環(huán)境變化，從而起到提升生產(chǎn)力、提高效率和改善工作流程質(zhì)量的作用。雖然 Google Glass 的首款原型機(jī)算不上成功的商業(yè)案例，不過它為這一擁有巨大潛力的產(chǎn)品類別奠定了基礎(chǔ)。

　　體育鍛煉：可穿戴技術(shù)越來越接近現(xiàn)實(shí)生活，從而推開了顛覆性使用體驗(yàn)的大門。它能夠全面豐富運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)，包括提供相關(guān)數(shù)據(jù)以幫助激發(fā)用戶的運(yùn)動(dòng)熱情、促進(jìn)用戶加強(qiáng)體育鍛煉，并最終改善他們的運(yùn)動(dòng)效果。智能織物是健身用可穿戴設(shè)備發(fā)展的另一個(gè)方向，與現(xiàn)在傳感器位于外部設(shè)備上不同，智能織物是直接將傳感器嵌入織物內(nèi)部。雖然智能織物屬于比較新的產(chǎn)品類別，它卻蘊(yùn)含著巨大潛力。

　　游戲、娛樂和虛擬現(xiàn)實(shí)：簡單來說，虛擬現(xiàn)實(shí) (VR) 就是用計(jì)算機(jī)模擬生活場景，創(chuàng)造身臨其境的多媒體體驗(yàn)。這項(xiàng)技術(shù)可以模擬現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)際存在的實(shí)體，也可以模擬虛幻世界，并且可以讓用戶與虛擬現(xiàn)實(shí)世界互動(dòng)。

Silicon Labs：可穿戴設(shè)備廠商正在尋求產(chǎn)品差異化

　　目前，可穿戴電子產(chǎn)品主要包括智能手表、腕帶和臂帶設(shè)備、智能眼鏡等。腕戴式健身手環(huán)和智能手表正從基本的加速計(jì)式“智能型計(jì)步器”邁向包含心率監(jiān)測(cè)器之類的生物識(shí)別感測(cè)。帶動(dòng)這股趨勢(shì)的是，制造商在成長迅速的可穿戴裝置市場中尋求差異化，以及經(jīng)過教育的消費(fèi)者想要以更有效的訓(xùn)練來盡量提升能效與體能。

　　大多數(shù)可穿戴產(chǎn)品的功能正變得日趨復(fù)雜化，例如腕帶和臂帶產(chǎn)品主要是通過動(dòng)作跟蹤來采集健身或者健康方面的數(shù)據(jù)，包括步伐數(shù)、運(yùn)動(dòng)里程、能量消耗、心臟/脈搏速率、血氧飽和度等。

　　但還有另一項(xiàng)健康數(shù)據(jù)在之前的大多數(shù)產(chǎn)品中卻被忽視了，這就是紫外線(UV)指數(shù)檢測(cè)。鑒于過量的紫外線照射會(huì)侵害人的皮膚，甚至誘發(fā)皮膚癌，所以用戶對(duì)于可穿戴產(chǎn)品具有紫外線檢測(cè)功能的需求正在逐漸上升，那么將紫外線指數(shù)檢測(cè)加入智能手表、腕帶和臂帶設(shè)備等可穿戴產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)功能中就顯得越發(fā)必要了。

　　在上述趨勢(shì)的推動(dòng)下，現(xiàn)在有越來越多的可穿戴產(chǎn)品開發(fā)商開始重視在他們的產(chǎn)品中加入非入侵式光電監(jiān)測(cè)器和紫外線指數(shù)檢測(cè)功能，因?yàn)樗麄兿Ｍㄟ^提供這新功能來尋求可穿戴產(chǎn)品的差異化設(shè)計(jì)。

　　過去在穿戴式設(shè)計(jì)中加入心率傳感器需要比較大的空間，現(xiàn)在把比較小的高靈敏度光電二極管跟模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器整合起來，加上模擬濾波與LED驅(qū)動(dòng)器，這樣就能大大降低噪聲層，使用較少位數(shù)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，并且縮小體積。

　　能效和電池壽命是設(shè)計(jì)可穿戴產(chǎn)品時(shí)的兩個(gè)最重要的考量因素，這兩個(gè)因素是相互關(guān)聯(lián)的。成功的可穿戴計(jì)算產(chǎn)品必須有一個(gè)很長的電池壽命，因?yàn)橄M(fèi)者不希望每天都要摘下他們的可穿戴產(chǎn)品或每兩天充一次電。由用戶可自行更換的紐扣電池供電的可穿戴產(chǎn)品正變得越來越受歡迎，特別是如果更換間隔是4 - 6個(gè)月或更長時(shí)間。

ADI：高集成度、小體積、低功耗、低成本

　　目前已在市場上比較成熟的手表以及手環(huán)類產(chǎn)品已經(jīng)日趨成熟，除此以外，健康類可穿戴產(chǎn)品已經(jīng)在鞋、帽以及眼鏡的出現(xiàn)，除此以外，可穿戴的腦電產(chǎn)品也會(huì)快會(huì)在市場上出現(xiàn)，其可實(shí)現(xiàn)更加炫酷好玩的應(yīng)用體現(xiàn)，例如你的睡眠監(jiān)測(cè)將更加準(zhǔn)確科學(xué)，你對(duì)外界環(huán)境的變化的反應(yīng)將被監(jiān)測(cè)或量化，例如帶有腦電監(jiān)測(cè)的耳機(jī)，可以監(jiān)測(cè)你對(duì)哪類音樂的不同反應(yīng) 等，這些都可以用來開發(fā)非常有趣的應(yīng)用。配飾類的智能化產(chǎn)品也使得可穿戴家族的產(chǎn)品系類更加豐富。

　　除了新型的傳感器IC外，對(duì)于模擬調(diào)理及數(shù)字處理IC，其共性需求是類似類似的高集成度、小體積、低功耗以及低成本的傳感器硬件在將來的可穿戴設(shè)備開發(fā)中會(huì)成為越發(fā)關(guān)鍵的要素;后臺(tái)數(shù)據(jù)的分析處理及反饋到終端用戶將是維持用戶持續(xù)使用的必經(jīng)之路;但是我們要意識(shí)到，就目前的市場應(yīng)用情況及技術(shù)發(fā)展來看，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)及計(jì)量相對(duì)成熟，但是對(duì)于在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的相關(guān)生命體征信號(hào)快速及精確的監(jiān)測(cè)目前還有改進(jìn)的空間。所以相對(duì)應(yīng)的會(huì)催生和提升傳感器及信號(hào)處理方面的新技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，例如光電法測(cè)量體征信號(hào)如心率，血氧含量及其他健康指數(shù)等，這需要更新的光電傳感器技術(shù)以及相應(yīng)的系統(tǒng)級(jí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，其中包括日常運(yùn)動(dòng)情況下的持續(xù)準(zhǔn)確測(cè)量以及采集到數(shù)據(jù)的后臺(tái)融合及分析使用等。

　　對(duì)可穿戴設(shè)備來說，硬件層面最大的挑戰(zhàn)就是功耗和體積，自然半導(dǎo)體廠商會(huì)在如何降低功耗以及提高集成度方面大做文章，尤其是對(duì)于健康保健類功能所需要的傳感器以及混合信號(hào)產(chǎn)品方面的產(chǎn)品。 除此以外，半導(dǎo)體廠商還會(huì)在提供硬件支持的同時(shí)，推出并完善整體方案的服務(wù)包括相關(guān)軟件及數(shù)據(jù)處理等。

參考文獻(xiàn)：

　　[1]王瑩,孫俊杰,葉雷.可穿戴傳感器的特點(diǎn)與趨勢(shì)[J].電子產(chǎn)品世界,2014(10);11-13

　　[2]王瑩.FPGA對(duì)可穿戴及移動(dòng)具有天然優(yōu)勢(shì)[J].電子產(chǎn)品世界,2014(5);19-20

　　[3]運(yùn)動(dòng)健康類產(chǎn)品引領(lǐng)可穿戴設(shè)備市場發(fā)展[J].電子產(chǎn)品世界,2014(6);3-7

　　[4]整合芯片、軟件及平臺(tái)為一體的可穿戴式設(shè)計(jì)[J].電子產(chǎn)品世界,2014(8);27-30