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智能穿戴设备的发展现状和趋势探析

范文

时伟伟+赵野军

摘要：智能穿戴设备近几年来发展迅速，已经成为全球范围内增长快速的高科技市场之一，具有巨大的发展潜力。仔细研究智能穿戴设备的发展现状，并对未来的发展趋势进行探析具有重大的现实意义，本文先对智能穿戴设备的发展现状进行了研究和分析，并对规模、技术和特点的发展趋势进行了预测，给出了一定的建议。

关键词：智能穿戴设备；蓝牙技术；发展趋势

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）15-0196-03

1 概述

随着科技的高速发展，越来越多的智能穿戴设备被投放市场，在全球范围内快速增长，并逐渐进入大众的视野，智能穿戴设备得到科技龙头企业和创业团队的青睐和投资。从谷歌公司开发的智能眼镜到苹果公司生产的智能手表，再到华为公司、小米公司开发的佩戴式、头戴式的电子装置，全球可穿戴设备市场风生水起。面对琳琅满目的智能穿戴产品，本文仔细盘点了智能穿戴设备的发展现状，为智能穿戴设备的发展趋势提供预测依据。

2智能穿戴设备发展现状

2.1 智能穿戴设备的概念

智能穿戴设备是指综合运用各类识别、连接、传感和云服务等交互及储存技术，以代替手持设备或其他器械，实现用户互动交互、生活娱乐、人体监测等功能的新型日常穿戴移动智能终端。[1]根据穿戴部位的不同，可将智能穿戴设备分为智能手表类、智能手环类、智能眼镜头盔类、智能服装类和智能鞋类等。下图是一些常见的智能穿戴设备。

2.2 智能穿戴设备在国内外的发展

第一届国际可穿戴计算机学术会议在1997年举办，从此智能穿戴技术被世界各层广泛关注。2004年，欧盟委员会启动了历时五年的 [email protected]，这是迄今为止世界上最大的单项民用可穿戴计算研究项目[2]。美国、韩国、法国、加拿大和日本等国也专门为此设立了实验室，各国的科技龙头企业也纷纷试水，并取得了不俗的成绩。在美国，谷歌生产了智能眼镜、智能手表，苹果生产了智能手表、Health Book，英特尔生产了可穿戴的Quark处理器及二代的Edison处理器，Lively生产了老年人健康芯片，sproutling生产了婴儿智能脚环；韩国的三星生产了智能手表；法国Within生产了健康手环，加拿大的Recon生产了智能太阳镜，OMSignal生产了智能T-short；日本的Telepathy生产了智能眼镜等等数之不尽。

中国对于智能穿戴技术的研究始于上世纪 90年代，至今已与国际同步[3]。我国企业加大了对智能穿戴设备市场的资金投入，也取得了可喜的成绩。例如百度生产的咕咚手环、互爱科技的乐跑手环和小米公司的小米手环，百度还推出了Boom Band健康手环、MUMU血压仪和Latin智能体质测试仪；果壳电子生产了GEAK Watch，智器电子生产了Z-watch；映趣电子生产了in watch，乐嘉科技生产了Fashion Comm，华为公司生产了智能手表；宝宝树生产了B-Smart；奇虎360生产了儿童卫士。这些科技产品的出现大大缩小了我国与国际水平的差距，也在逐渐满足用户的个性化需求。

3 智能穿戴设备的发展趋势

3.1 市场接受度发展趋势

谷歌眼镜的出世大大刺激了智能穿戴设备市场的发展，根据2012年美国咨询机构BI Intelligence调查显示，当时仅仅有不到40%的消费者知道智能穿戴设备，其余消费者则不了解甚至从未听闻，而2013年，超过50%的消费者对健康监测和健身追踪类型的智能穿戴设备有浓厚兴趣，40%的消费者对智能医疗设备很感兴趣[4]。另外根据2014年4月赛迪智库的数据显示，IMS预测2016年智能穿戴设备在全球的销售额将达到60亿美元；Technalysis Research预测2018年智能穿戴设备的出货量将达到7050万部，创造营收117亿美元，IDC预测在2018年将达到1.119亿部，BI Intelligence预测是3亿部，销售额将超过120亿美元，ABI Research则预测是4.85亿台，销售额将达到190亿美金。这些研究机构的预测数据虽然参差不一，但充分说明了智能穿戴设备具有巨大的潜力，是一个有发展前景的市场。

3.2 科学技术发展趋势

众所周知，智能穿戴设备除了需要具有一定的检测功能、储蓄功能、传输数据功能和分析功能外，还要兼顾设备的体积大小、用户体验、穿戴舒适性以及功耗低等一系列问题，这些功能的实现需要用到传感器技术、无线数据通讯技术、电池技术、人机交互技术和人体工程学技术等多种复杂技术。

1）传感器技术现在市面上的传感器正在向体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、稳定性好等方向发展，种类也逐渐丰富，有环境感知类、运动感知类和生理参数监测类等多种传感器[5]。环境感知类主要用于感知周围环境的参数变化，比如常见的PH传感器，气压传感器、温湿度传感器、光感传感器和紫外线传感器等。运动感知类主要是通过加速度计和陀螺仪等来感知用户的运动状态和睡眠质量，并通过APP等显示出来从而警醒和提示用户。生理参数监测类主要用于医疗健康研究，监测用户的血糖、血氧饱和度、心率和血压等具有医疗价值的生理参数[6]。最常见的当属心率传感，苹果的Apple Watch、三星的Gear S等智能手表以及Nymi和Mio Fuse等智能手环，可以检测用户的心率状态。

2）无线数据通讯技术目前我们常用的数据传输技术主要有无线局域网技术、ZigBee技术和BLE技术。无线局域网是一种利用无线方式，提供无线对等（如 PC 对 PC、PC 对集线器或打印机对集线器）和点到点（如 LAN 到LAN）连接性的数据通信系统。[7]WIFI的最大优点就是传输速度高达11Mbps，有效距离长，可靠性高，但是功耗较大。ZigBee技术是一种近距离、低速率、低功耗、低复杂度、低成本的双向无线通讯技术，因为传输距离短，传输速率不高，适用范围受到一定限制。蓝牙是一种可以为便携通讯设备提供成本少、功耗低、体积小的嵌入式无线通讯方案的技术，将写入蓝牙程序的微芯片嵌入移动终端如移动电话、掌上电脑中，设备之间就可以进行无线连接[8]。“蓝牙”技术已取代现有的短距离无线通讯方式，成为性能最好、价格最低的一种新型短距离无线通讯方式，具有统一的全球标准，互操作性强，可以方便地实现快速、灵活、安全、低成本、低功耗的数据和语音通信，已成为实现智能穿戴设备数据链接的较好选择和主流方式。

3）电池技术电池技术一直是智能穿戴设备的硬伤，功耗大小直接影响用户体验。智能穿戴设备需要能够长时间待机，但是体积小质量轻以及便携性等特点限制了电池的容量和大小。小米公司最近生产的手环本身数据量不大，又采用低功耗蓝牙4.0芯片、美国ADI运动传感器，很好解决了功耗问题，一次完整充电后可以连续使用至少一个月，实现了30天超长续航。科学家们也在试图研究利用人体自身化学反应来给智能穿戴设备供电，这些研究都将推动智能穿戴设备的发展。

4）人机交互技术人机交互技术主要是为了提高用户对智能穿戴设备的操作能力，改善交互体验感受。以前常见的交互方式有显示屏、点触等等。新型的交互技术包括手势识别技术、语音识别技术、体感识别技术、眼球识别技术、脑机接口技术等[9]。随着这些技术的发展和完善，智能穿戴设备将会更加符合用户的需求。

5）人体工程学技术人体工程学技术是为了使产品的设计更加符合人体的要求，可以使产品更加舒适，穿戴性更强。人体工程学从人体出发，利用工业设计的方法达使产品与人更加统一、协调的发展，在涉及设备的舒适性、美观性和穿戴性时，这门技术发挥了重要作用。

3.3 产品特点发展趋势

随着科学技术的不断进步，智能穿戴设备的形态将会向时尚、质轻、便于携带等方向发展，功能将会向更加隐蔽、安全、快捷、方便的方向发展，互动性将更加完善，从而满足用户的特定需求，并在健康、运动、安全和时尚领域做出贡献，使得用户黏性度更高。

4 对于智能穿戴设备的发展建议

智能穿戴设备虽然紧跟国际潮流，满足用户的一些需求，但在实际使用中也暴露出不少问题。首先是产品外观有待改进。目前大多数智能穿戴设备的外观设计并不能满足消费者的要求，有些产品对于年轻人来是大而笨重的，轻便易携外观精美才是他们的追求；然后是电池续航时间短。三星的Galaxy Gear正常只能使用一天，Google glass在视频拍摄的模式下最多只能使用2小时，个别智能穿戴设备具有GPS定位功能，更是耗电量巨大。最后是产品安全性问题。产品越智能，信息的安全性就越不稳定，智能产品很容易暴露个人隐私，这是非常重要的一点。除此之外，智能穿戴设备也存在一些小问题，比如数据不精确，产品指标单一，客户粘性差，用户体验差，产品缺乏创意，价格昂贵等，都需要开发者去解决。智能穿戴设备具有巨大的发展潜力，是一个很有市场的项目，开发者需要掌握一定的科技知识，调查并了解消费者的需求，这样才能生产出具有国际竞争力的更优设备。

5 结束语

通过对智能穿戴设备的调查分析，本文为智能穿戴设备的研究提供了新的方向和依据，智能穿戴设备正在向小型化、智能化、网络化和大众化方向发展，这是一个拥有巨大潜力的新兴市场，未来将有更多的智能穿戴设备问世，这将大大的便利和改善我们的生活，未来的社会将会逐渐向智能化方向高速发展！

参考文献：

[1] 朱婧.国内外可穿戴行业发展动态与趋势[J].广州科技， 2015（14）：9-12.

[2] 马克尔·劳，辛幸，迈克尔·布赫鲁夫斯卡，等.可穿戴计算在欧洲——wear [email protected]项目.中国计算机学会通讯，2011.

[3] 曾惜.可穿戴技术的挑战和机遇[J].科技风.2014（4）：233-236.

[4] 耿怡，安晖，李扬，等.可穿戴设备发展现状和前景探析[J].电子科学技术.2014.9（1）：238-245.

[5] 谢凌钦，石萍，蔡文杰.可穿戴式智能设备关键技术及发展趋势[J].生物医学工程与临床.2015.11（6）：635-640.

[6] Saravanakumar B， Soyoon S， Kim SJ. Self-powered pH sensor based on a flexible organic-inorganic hybrid composite nanogenerator [J]. ACS Appl Mater Interfaces， 2014， 6 （16）： 13716 -13723.

[7] 王洪峰，贾志军，王曙光，等.蓝牙技术及其应用展望[J].电力自动化设备，2002，22（1）：75-77.

[8]Bluetooth SIG. Specification of the Bluetooth System-Core[S].Version1.1 http：//www.bluetooth.com Feb.2001.

[9]孙效华，冯泽西. 可穿戴设备交互设计研究[J]. 装饰，2014（2）：28-33.

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