简介：

可穿戴技术主要探索和创造能直接穿在身上、或是整合进用户的衣服或配件的设备的科学技术。

目的：

通过“内在连通性”实现快速的数据获取、通过超快的分享内容能力高效地保持社交联系。摆脱传统的手持设备而获得无缝的网络访问体验。

技术产品：

1.Google Glass

2012年6月28日，谷歌通过I/O产品发布会发布了这款穿戴式IT产品。谷歌眼镜结合了声控、导航、照相与视频聊天等功能，预示了未来世界可能的样貌。一块右眼侧上方的微缩显示屏，一个右眼外侧平行放置的720p画质摄像头，一个位于太阳穴上放的触摸板，以及喇叭、麦克风、陀螺仪传感器和可以支撑6小时电力的内置电池。Google在I/O大会上公开了研发多时的Google Glass，一个近似配戴眼镜方式的辅助信息系统。尽管谢尔盖·布林并未更多透露Google Glass的工程细节，但1500美元的2013年预订价格，暗示了Google Glass的试验性质，至少按照无线传输和电池系统之间的能耗关系，Google Glass还无法实现很多以往科幻小说中的诸多设想。

对于这款眼镜,谷歌方面自然十分重视,公司多次向公众传达这样一个理念:穿戴式计算将成为未来的趋势。谷歌公司创始人谢尔盖・布林称,这副眼镜改变了他的活动方式。他举了一个例子:将自己的儿子用双手反复抛向空中,谷歌眼镜可以拍照并记录这一时刻。布林说:“用智能手机或照相机根本无法做到。”谷歌产品经理史蒂夫・李则表示,打造这款眼镜的目标是提升人们的社交生活,不是炫耀技术。谷歌Project Glass团队主管巴巴卡・帕韦兹称,希望人们能把科技穿在身上――眼睛、耳朵和手。　《纽约时报》的专栏作者尼克・比尔顿,甚至将谷歌眼镜与历史上的印刷机和电影的发明相提并论,认为这一技术将改变世界.他说:“当这项技术成熟,我们就能获得解放.可穿戴计算机将使我们摆脱紧盯4英寸屏幕的生活.我们不再需要无时无刻看着设备,相反,这些可穿戴设备会回过来看着我们.”

2.个人3D影院

1989年，日本著名漫画家鸟山明在其推出的《龙珠Z》漫画中创造了一种“战斗力侦测器”，这是一种像眼镜一样戴在头上的东西，佩戴者可以通过目测，看出每一个人的战斗力数值。23年后，谷歌公司推出了一款谷歌眼镜。虽然这款眼镜看不出战斗力，但拥有主流智能手机的所有功能，通信、数据业务一应俱全。一百多年来，全球科技发展日新月异，科技产品从想像变为现实的例子比比皆是，而其中能大规模商用的比例并不高。谷歌眼镜会是其中之一吗？值得注意的是，尽管思路完全不同，老牌电子消费企业索尼也有自己的商用化头戴式产品，而苹果公司也在动类似的脑筋。“众星捧月”之下，解放双手的头戴式设备到底离我们有多远？其实一点都不远。

3.眼镜显示器

据悉，苹果的穿戴IT设备专利的摘要描述内容显示，该技术将使用一到两台显示器，以将图像投射到用户眼睛当中。通常情况下，此类显示器并不会向用户的外围视线播放图像，而苹果这项专利技术则采取了新方式，使显示器所播放图像不但会进入用户视线中，而且还能够“引导”用户视线。这也意味着苹果这项专利针对的是“淹没式”设备（完全占据用户的视线），而非谷歌智能眼镜的“走动式”设备（可同时看到周围景观）。苹果技术专利还谈到了将两个图像分别投射到用户两只眼睛的技术原理，称此举将有效解决用户戴上设备后引起的不适，并增加图像亮度和扩大视场。

4.苹果Iwatch

如今智能的设备已经不局限于手机和平板电脑，由谷歌研发的Google Glass“拓展现实”眼镜让我们眼前一亮，随着科技的进步，人类已经具备了之前很多科幻电影里面才会出现的设备，苹果为了叫板谷歌，也推出了一款智能设备，这就是由概念设计师Anders Kjellberg设计的智能手表—iWatch，这款手表内置了iOS系统，并且支持Facetime、WiFi、蓝牙、Airplay等功能，同时最令人惊喜的是，iWatch支持Retina触摸屏，这款手表看似和iPod nano一样，也具备16GB的存储空间，令人兴奋的是iWatch还具备8种个性化的表带，让你尽情挥洒个性。

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可穿戴技术助力老龄社会

在鞋里放上一副智能鞋垫，就可以根据步态分析，监测出老年人的健康状况，甚至对中风、癫痫、帕金森、老年痴呆症等老年病症进行预警，对一些手术后病人的恢复水平进行鉴定。

近日，2014中国计算机大会召开，可穿戴设备、远程医疗、计算机辅助医疗成为大会关键词。在此次大会上，西北工业大学计算机学院教授周兴社介绍了他的团队承担的国家重点基金项目：面向老年人健康的非干预感知与持续计算。原理是通过各种传感器感知步行过程中的一些运动学参数和动力学参数，比如足趾、足掌、足踵部位的压力变化等，判断老人的健康状况。

“目前国家急需养老服务的技术、产品和服务，解决重大民生问题。”北京科技大学教授肖文栋说，具体目标应包括：使得老年人都能得到人力或人工机器的照料，有尊严地快乐生活；节省人力，减轻子女负担；减轻养老服务人员负担；降低成本等。

李国 是天津一家高新技术公司的总经理，十多年前就开始从事移动及远程医疗检测设备的研发。以前他的产品推广并不太顺利，很多人对远程医疗没有概念。但是这一两年，他觉得远程医疗被很多人关注，不仅是医疗机构，政府也在大力推广。

目前，民政部智慧养老物联网示范项目在北京、山东、河南、辽宁等七地养老机构开展。主要做法是为老人配备电子服务装置，提供无线定位、健康监测、信息提醒和舒适家居等智慧养老服务，实现对老年人的健康、居家日常活动的连续监测。

“我国医疗资源短缺，600万医护人员要为超过2亿老人提供医护服务，同时存在着大量重复检查和医疗资源浪费。所以在这种国情下，更需要建立体系。”李国 介绍，这些平台包括，基于通信技术和云计算平台的可穿戴设备、个人健康终端，建设以个人家居-社区服务中心——定点医院为主链的老年人监测预警联运系统等。

不过，从现有养老信息服务的实践来看，还存在不少技术难点，比如如何制造出老人容易使用的可穿戴设备，比如检测技术的准确性，对健康大数据的挖掘，以及信息如何集中，避免碎片化等。

可穿戴技术带来的机会不可估量

对于可穿戴技术，腕部的需求最多，同时身体其他部位也可能有很多需求。 甚至是我们穿的衣服也正在成为下一大变革的一环；随着可穿戴技术的概念为大家所接受，技术正变得越来越移动化。 作为一个新兴行业，它依赖众多技术，但最离不开的莫过于集成电子元件。幸运的是，对开发人员来说，嵌入式电子元件已经是可穿戴技术无可争辩的最成熟领域，并因此为OEM 厂商提供了许多机会来影响这一新兴趋势。

可穿戴技术预期涵盖电子元件制造、生物、生化和可再生能源领域，正以一种前所未有方式发展着。它带来了无可估量的创新机会，必将在市场上活跃变化数十年，并会进一步延伸并融入现代生活的方方面面。这一进程我们已经走出试探性的第一步，可能会永久性的改变现代生活。

关键特性

简易怀表早在 16 世纪即已出现，直到第一次世界大战也没多大改变，主要变化就是为方便而移到手腕上。 这可以看成第一个曾经出现的“可穿戴技术”实例，在随后的一个完整世纪中，它基本只是一种计时手段。 当然，自从出现集成电子元件后，手表的基本功能已发了生巨大变化，因此它顺理成章地成为可穿戴设备第一批现代实例的改造目标。

市场分析杂志 IHS Electronics & Media 将这一类设备定义为因延长时间期间而穿戴，并因此用户体验大大提升，同时它们拥有先进的电路、无线连接和独立处理能力。 该杂志进一步定义了可穿戴技术类别：健身、医疗护理、工业、军事和娱乐。 大体来说，这五个类别均由不同形式的数据采集、处理和显示技术组成，重复本地处理能力需要。

当然，在一更技术性的层面，对于任何一个旨在为了延长各级别活动的时间期间而穿戴的设备，其关键属性将是尺寸和功耗，且两者都是越小越好。 这些都是集成器件制造商考察多年的要求，并受摩尔定律制约和制造和封装技术发展制约。 现在这项挑战就是如何将先进的半导体技术与纺织、传感器和能源领域新兴的“智能”解决方案集成在一起。 可穿戴技术的每一个方面都依赖最优的点解决方案组合。幸运的是，已经有多种微控制器可以批量供应，有效地解决了这一新兴行业的需要。

领先的解决方案

随着 ARM 与合作伙伴 Freescale Semiconductor 合作推出 Cortex-M0+ 内核，众多 IDM（集成器件制造商）已经在其超低功耗产品中采用这种内核。 Cortex-M0+ 将多种特性与低功耗运行组合到一起，完美契合多种应用需要，且当运用到最新的空间节省型封装中时，它就是能够实现可穿戴技术的解决方案代表。

例如 Kinetis KL02 就是来自 Freescale Semiconductor，采用 20 引脚 WLCSP（晶圆级芯片尺寸封装）封装选择，每侧尺寸仅为 2 mm，高度小于 0.6 mm。 除了是 ARM 提供的最小 MCU 外，KL02 还具有九个低功耗模式，每个器件均带有唯一的 80 位标识号。

独特的特性有助于根据通用处理器内核来区分器件，如 Cortex-M0+。例如，来自 NXP Semiconductor 的 LPC81XM 具有引脚中断/模式匹配引擎，允许在已定义的 I/O 上存在电平，以便使用预定义布林表达式获取，以生成中断。 对于需要处理器在睡眠模式花费更多周期的应用来说，这可能比较有用，因为可以节省电池电量。

Zero Gecko 系列则来自 Silicon Labs， 在外设反射系统中集成了类似的特性，但更复杂。外设能够彼此通信，同时内核仍保持低功耗睡眠模式。 Gecko 器件也采用低功耗传感器接口 (LESENSE) 技术，这种技术能够让设备控制多达十六个模拟传感器，而无需 CPU 干预。 它工作在 900 nA 睡眠模式，可与容性、感性和阻性传感器连接。 这可能与为健康监控或家庭护理开发的可穿戴技术特别相关，在这些应用中传感器将用于长期监控身体状况。

作为新兴市场，“典型”一词不能用于任何可穿戴技术，但是由于它明显只是在穿戴时才活动，因此预期任何器件大部分时间不活动是合理的。 但是由于任何使用者都希望当需要设备时就始终能“立即”运行，因此如果还要花时间重新给耗尽的电池充电是决不会被接受的。 出于这一原因，超低功耗模式对于确保设备能始终保持就绪状态是至关重要的，而 Cortex-M0+ 内核就是按这种低功耗要求设计，IDM 通常可以使用它们实现总体低功耗战略。 最后谈谈来自 STMicroelectronics 的 STM32L0 系列，该系列提供待机模式，当实时时钟 (RTC) 关闭时只消耗 0.27 μA 电流（如果 RTC 保持开，则消耗升至 0.65 μA（1.8 V 时））。 该器件只需 60 μS 即可从待机模式唤醒，但只保持留存在待机寄存器中的数据。

尽管只提供两个低功耗模式，Atmel 提供的这种基于 Cortex-M0+ 的 ATSAMD20 系列也实现了一种智能外设方法，能最大程度地降低内核活动。 事件系统允许外设直接发送和接收信号（事件），无需唤醒内核即可执行。 它同时工作在异步和同步两种模式，事件系统提供八个可配置通道，并组成五十九个事件“发生器”，和十四个事件“用户”。

能量收集

可穿戴技术中一个尚未全面解决的问题就是为设备提供所需要的能量（虽然很小）。 电池仍是主要解决方案，但电池相对较大，因此我们不可避免的要求或希望使用可持续的来源为较小的设备供电。 因此，能量收集概念迅速流行起来。

可穿戴技术正在快速发展中，预期在创新领域将有的巨大的增长潜力。 因此很有可能将永久性地改变我们的生活。

如何续航成为可穿戴技术难题

自从谷歌眼镜发布之后，可穿戴设备进入了大众视野，然后在网络和媒体的推波助澜下，发展异常迅速。到今年，人们谈论最多的莫过于可穿戴设备，只要是跟电子搭边的展会基本都有可穿戴的身影。但到目前为止，还没出现一个能够完全打动消费者的心的产品。最让消费者揪心的，其实莫过于可穿戴设备的电池续航能力，一般性能好一点，功能多一点的能使用三、五天就算不错了，大部分产品跟智能手机一样需要一天一充。

造成可穿戴设备的续航能力差的原因是多方面的，首先是可穿戴设备本身的尺寸就比较小，没办法配备大容量的电池，而电池的能量密度又有限；其次是可穿戴设备一般都会加上蓝牙、WiFi等无线通信模块，以方便人们跟其他设备相连，而无线通信一般是比较耗电的；还有就是可穿戴设备的有些功能需要长期开启。那么有没有什么办法可以延长可穿戴设备的续航能力呢？我想办法应该是有的，在目前电池材料技术还没取得明显进步的情况下，我们也可以通过其他一些办法来延长电池的续航能力的，比如说减少可穿戴设备的一些功能，像Misfit可以使用六个月，小米手环也宣称可以使用一个月，他们的功能也比较简单。曾听同事说他买过一个手环，直接用音频接口来充电和传输数据的，没有无线传输功能，这样也能节省不少电能消耗。

除此之外，还可以通过其他一些方法来进行优化。比如说在给可穿戴设备充电的时候把电池尽可能地充满，以充分利用电池的容量。德州仪器高性能模拟半导体产品部电池管理产品市场及应用经理文司华博士曾经提到过可穿戴设备电源设计面临的挑战。他指出，由于可穿戴设备的电容容量一般比较小，电池容量普遍为40mAh左右，有的甚至更小。这样的话，要想把电池充分充满并不容易，这样的话，很多时候可穿戴设备并不是以满容量的电池在给设备供电，因此，续航能力受到了很大的影响。还有就是电池的漏电流要小，就是可穿戴设备的待机电流要小。例如TI的Bq25100的漏电流就只有75nA。另外一个就是充电的电流和电压精度要高。因为只有高精度的电压和电流才有可能将电池尽可能充满，否则误差会比较大。他特别提到Bq25100可以对低至10mA或和达250mA快速充电电流进行准确控制，同时还可以实现低至1mA的充电终止。

充分利用电池的每一毫安时是一个延长可穿戴设备的使用时间的好方法，另外，还可以通过好的电源管理系统来合理利用电池的电力。文司华介绍了TI最新的MicroSiP电源模块TPS82740。他表示，这个电源模块有一个特点，它看起来像一个焊气球，直接焊接在板子上。因为太小了，必须用焊接的形式做，这个板子上面能够集成了无源元件和Buck，整体涂层小于7平方毫米。但它支持200mA输出电流、具有95%的转换效率、工作状态时的静态电流仅为360nA，待机电流为70nA。它非常适合可穿戴的应用。

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