工业和信息化部主管 中国电子报社主办
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3C数码

可穿戴设备如何“去伪存真”

2013年,对于可穿戴设备来说仅仅是一个好的开始,未来要走的路还很长,要做的事还很多。其中特别需要关注的是,要想从萌芽走向成熟,实现长久发展,就必须有一个大致统一的技术标准。这些技术标准应该符合可穿戴设备的共性,能够为使用者带来切实的好处,能够真正解决一些用户体验上的问题。

破除伪智能 标准要先行

2013年以来,可穿戴设备在全球开始升温,以眼镜、手表、手环为代表的可穿戴设备层出不穷,各家推出的产品在功能、价格、配置上也是五花八门。可是,这却带来了一定的困扰:究竟什么样的设备才算真正的可穿戴设备?业界并无明确共识。如此一来,市场上不免鱼龙混杂,不仅给消费者的选择带来难度,也不利于行业的长远发展。

对此,果壳电子CEO顾晓斌就曾多次炮轰国内的“智能手表”是“伪智能手表”。他表示,市场上披着“智能”马甲的手表,大多数是用功能手机改造而来的,其本质上就是一部功能手机,但是它在外观上长得像智能手表。

因此,可穿戴设备的发展急需营造健康的发展环境,需要一系列大致统一的技术标准,需要建立起有效的市场准入与认证机制。工业和信息化部中国电子技术标准化研究所副总工程师王立建也曾表示,国家有关部门正在进行制定可穿戴设备国家标准的准备工作,2014年将会启动。

制定标准 有所为有所不为

三流公司卖产品,二流公司卖服务,一流公司卖标准。抢占行业高点,保障消费者利益,需要标准的保障。公正公开地制定标准非常必要,但是如何制定,制定哪些标准,也需要仔细斟酌。

村田(中国)投资有限公司高级市场工程师何申靖表示,可穿戴设备大体分为两大类,通用型和专业型。通用型可穿戴设备应遵循大众消费品的标准,现有的标准体系已经足够应付,3C、无线等标准都可参考。但是如果离开大众市场,进入专业市场,就有可能在温湿度、可靠性、寿命等方面有更高、更特殊的要求。以医疗用可穿戴设备来说,对电磁辐射的要求是非常高的。在工业领域的应用,也有其特殊的温度要求、湿度要求、防水要求等。

安森美半导体应用产品部(医疗类)高级市场工程师席金苗则表示,制定统一的可穿戴设备无线通信标准能够提供多种优势,但并不容易。目前的可行途径就是兼容多种无线技术,但这又会带来能耗方面的挑战。

“一些领域已经有了自身的标准。可穿戴设备作为一种新型产品,进入某个领域就一定要遵循这个领域的标准。当然在适当的情况下,也可制定、修订一些标准作为补充。”何申靖表示。

推广标准 平台先行

推动可穿戴设备标准的统一,国际大厂的一些做法可以给我们启发。和三星GALAXY Gear以及那些不太成功的智能手表相比,高通Toq智能手表诞生的意义并不是卖产品那么简单。作为一家解决方案提供者、一家成熟的技术公司,高通并没有期待凭借销售Toq手表来获取什么既得利益,它的目标更高,眼光更远——通过设计平台的推进,促进自身技术标准的普及。Alljoyn是高通的近距离通信技术平台,它不受常规通信网络和GPS的限制,可以通过Wi-Fi和蓝牙将众多设备连接在一起,形成一个无形的、局域的通信网络,从而实现设备之间的数据交换、控制。高通希望这个技术平台可以成为未来物联网领域的通用标准,所有的物联网终端都可以通过Alljoyn来进行“对话”。

博通也在致力推广为可穿戴设备打造的WICED Direct平台。通过将Wi-Fi Direct集成到WICED平台中,帮助原始设备制造商快速开发可穿戴产品。而博通在Wi-Fi技术上有着相当优势。

近期,中国企业在平台化产品上也取得了突破,北京元心科技公司推出了面向可穿戴设备的产品平台。该平台采用北京君正公司面向物联网、可穿戴设备领域研制的CPU,操作系统则采用北京元心科技开发的“元心系统”。希望中国企业在推进产品平台建设的同时,也能在技术标准上有所建树。

博通公司无线连接组合芯片部市场副总裁Rahul Patel

可穿戴技术通向物联网

可穿戴技术在改善环境、促进健康和增进人与人之间的交流上,具有巨大的潜力。

一项大胆的预测表明,2014年可穿戴设备的出货量将达到1亿部以上,到2018年,这个数字将会是4.85亿部。由于科技的迅猛发展,如今的市场要比以往任何一个时期都充满了机遇和可能。

无线通信技术是推动物联网发展和应用的中坚力量。内置了传感器的设备能够将我们的个人数据传送到云端以便进行分析和存储,同时也能够连接到智能手机和平板电脑等,这些移动设备已经具有强大的处理能力,可为多个可穿戴设备进行数据处理。基于Wi-Fi、智能蓝牙、NFC和GPS这些成熟技术,高效的无线连接设计可以降低可穿戴设备在处理能力和耗电量等方面的要求。这种效率的提高将使得制造商能够设计、制造并推出消费者买得起的产品,从而鼓励大众消费。毫无疑问,智能蓝牙(又称为低功耗蓝牙)技术是这个竞技场上真正的变革者,它使得设备的耗电量如此之低,以至于仅使用一块小小的纽扣型电池便可维持设备运行达数月甚至数年。

这项令人惊叹的低功耗技术已经引起世界范围内的OS供应商的重视。基于对智能蓝牙技术在无线领域影响力的认知,苹果已在其几乎所有设备上加入了对智能蓝牙的支持。正是苹果对该技术的信心,促进了诸如Jawbone UP和Unikey Kevo等新配件的兴起。而且,这场可穿戴技术革命不仅仅限于已成立的公司,企业家们正在利用各种融资来推出诸如iDevices virtual closet、Lockitron和Pebble smart watch等新产品。

苹果不是唯一一个大力支持智能蓝牙技术的公司,微软、黑莓、安卓、谷歌和三星都位列其中。这为可穿戴设备的爆炸式发展提供了一个有力的平台。我们无法预测未来什么样的产品会出现在我们面前。此项技术能够实现无线智能手机或平板电脑与车载音频和显示系统的无缝同步连接,从而实现与行人、其他车辆甚至基础设施的通信,而且在未来还有可能实现身体内部的医疗传感器与车辆的连接。

智能蓝牙技术在医疗上的应用是无止境的,越来越多的公司正在试验将传感器直接植入人体内。Starkey利用Wi-Fi和降噪技术为听力受损者改善了各种环境中的声音清晰度。Sensortech Corporation公司推出了一款新型骨科膝关节稳定产品,使用了智能蓝牙技术,可以减少手术及恢复时间,促进伤口更快地愈合。

索尼移动通信大中华区副总裁兼市场部负责人郑书仁

兼容性易用性更好是方向

我们希望更多的可穿戴设备融入消费者的生活、娱乐和社交之中。

智能穿戴设备是智能手机的自然延展,因此更加注重便携性。在更加紧凑的产品体积下实现与智能手机等设备的无线连接,并具有更好的兼容性和易用性,进而实现更加出众的智能体验,是可穿戴设备未来的发展方向。

比如,我们的SW2智能手表体积小巧,可以与市场上主流的采用Android 4.0以上系统的智能手机兼容,这样就大大提高了智能配件的兼容性,便于消费者的使用。同时,强大的续航能力也是智能配件实用性的一个技术重点,在SW2智能手表上,我们采用了半透反射式屏幕,在日光下无需背光,使其续航时间长达7天。

再比如,我们刚刚发布的智能手环SWR10的核心部件叫做“Core”,它体积小巧且灵活多变。消费者可以将Core从智能手环中取下,挂在项链上,放在书包里,又或者绑在运动鞋上,享受个性化的智能穿戴方式。

在可穿戴设备的无线技术方面,蓝牙、Wi-Fi拥有各自的优势。我们会根据产品的设计来选择适用的无线技术。目前来看,索尼的大部分硬件基本都实现了内置NFC芯片,这样我们可以轻易地实现设备与设备之间的“一触连接”,不需要繁琐的配对过程,连接速度也很快,消费者使用起来更加方便。

目前,索尼移动的智能手表SW2、智能手环SWR10、颈戴式NFC蓝牙耳机SBH80等众多智能穿戴设备都具备NFC近场通信技术,可以实现与同样具有NFC功能的智能手机的快速无线互联。

索尼移动是最早涉及智能穿戴领域的厂商之一,我们以智能手机为核心,延伸出了丰富的智能可穿戴设备。我们希望人与智能设备的互动不再局限于屏幕,而是可以自然地延展到身体的各个部位。

德州仪器MSP430中国区业务拓展经理刁勇

超低功耗单片机可解决电源问题

我们对市场前景非常看好,未来几年可能是可穿戴设备的高速发展期。

目前,可穿戴设备以MCU或AP作为主控,外加传统蓝牙、低功耗蓝牙或NFC进行无线连接通信,通过各种传感器进行环境或人体体征指标的测量。从技术层面看,在系统实现上主要有两大技术难点:第一,可穿戴设备是用电池供电,用户需要长的待机和使用时间,怎样实现尽可能低的系统功耗是主要技术挑战。第二,在可穿戴设备上要实现体征数据(比如心跳)的测量,需要使用创新的算法和传感器,对电子设计工程师是新的挑战。

针对可穿戴设备设计上的两大挑战,TI的产品和方案具有以下两方面的优势:一是高集成度的低功耗硬件平台。TI的MSP430单片机是业界功耗最低的单片机系列,有400多个型号,超过25种封装模式(最小尺寸2mm×2mm),最大支持512KB Flash/64KB RAM,可满足大部分可穿戴设备对MCU的要求。二是完整的系统级方案。目前TI开发的穿戴式设备以及Health Hub产品可以实现测量心率、血氧、脂肪、计步、睡眠等功能,适用于保健、运动领域。

我们对市场前景非常看好,未来几年可能是可穿戴设备的高速发展期。我们认为推动可穿戴设备发展的主要市场因素有三个方面:一是基于互联网的健康咨询及监控服务。基于云端技术的可穿戴设备可以收集用户的体征数据,如睡眠状态、心率、血氧浓度、卡路里消耗、脂肪含量等。同时,在后端引入专业的运动和健康管理数据分析模型,提供适当的反馈与治疗建议。二是特定人群(比如老人与儿童)的安全服务。穿戴式设备可以具有信息跟踪、目标定位、防跌报警、安全区域偏离预警等功能;内置的GSM通话模块能建立单向的通话连接,家长可以随时拨通孩子身上的穿戴设备来了解孩子所处的环境。三是简化日常生活的管理。穿戴式设备诞生的一个重要原因,是可以帮助用户更方便地生活。穿戴式设备的发展必然是向智能化发展,最好可以实现自主学习模式,记忆用户的生活习惯,提供运动与购物指南。

村田(中国)投资有限公司高级市场工程师何申靖

模块化是目前最佳发展方式

要实现小型化、高效率、低功耗等性能,采用模块比采用分立器件更加高效便捷。

从短期来看,模块化是可穿戴设备最好的发展模式。如果希望实现小型化、高效率、低功耗等产品性能,采用模块比采用分立器件更加高效便捷。以实现无线传输功能为例,如果不使用模块而是使用独立的元件搭建,功能上可以实现,但是尺寸偏大。模块的意义在于它的加工工艺和封装技术。

可穿戴设备的模块单位与手机有些类似,包括MCU、MEMS/传感器、无线通信芯片、电源管理、显示模块及驱动芯片、无线充电芯片。村田尽力推动可穿戴设备的小型化、低功耗化,除被动元件外,已推出或即将推出的产品还有无线模块、超小型电源管理单元(如转换器)、无线充电模块等。

模块单元也将面临一系列挑战,我们认为最大的挑战来自于小型化:更低的高度,更小的面积。比如,如果能够推出更小型化的电感器,就可帮助把设备中的电源管理模块做得更好。

模块化的发展如何与创意设计相辅相成、互不偏废呢?我们认为无论创意设计如何变化,万变不离其宗,都要提升用户体验。前期愿意使用可穿戴设备的用户都是对使用体验要求最高的人群,所以,可穿戴设备对用户体验的要求可能更高,甚至比手机的要求还要高。如果一个模块可以使用户体验有所提升,必将很有前途。

可以预期,在模块的推动下,可穿戴设备的未来产业格局可能是这样的,一些高技术的大公司推出模块化的解决方案,再有一些以创意设计为主的中小型公司,做周边外观设计和功能设计,共同推进这个行业。这是一个比较健康的模式。

恩智浦半导体大中华区便携设备及计算产品部高级市场总监石敬岩

设备外形与功能同样重要

可穿戴电子设备成为“风潮、时尚”之要素的可能性非常大。

可穿戴电子设备并非新生事物,高级电子助听器和医疗设备多年前就已经可穿戴。目前正在发生的行业动态是,消费者根据设备的优势及其便利,选择性地穿戴这些设备。影响可穿戴设备市场发展的主要因素是令个人受益的应用案例。考虑到可穿戴设备的外形和电池等因素,电子集成技术将在激发市场活力方面起到关键作用。只要能够将电子设备做得更小、更便宜,市场之门就会大开。

模块化在PC、手机、LED、智能家居、照明等产业的快速发展中都发挥了重要作用,构建模块设计有助于已有的产品设计实现快速上市,并且在市场上保持一定的生存期。随着市场的发展,集成半导体解决方案也随之发展。可穿戴市场的某些成分最终会通过标准化来推动,但我们不认为功能标准化是扩大市场的必要方式。

业界领先的手机和消费设备制造公司已经证明,设备的外形与功能同样重要。可穿戴电子设备成为“风潮、时尚”之要素的可能性非常大。行业领头公司可能会与时尚公司联手,向市场推出激动人心的潮流产品。

因其高处理能力、低功耗和易用性,ARM内核的微控制器似乎是可穿戴革命的核心。对于无线连接,我们面临多个选择,包括BTLE、Zigbee或其他网络协议以及NFC。从低功耗通信和安全性方面看,我们认为NFC将在可穿戴设备中起到关键作用。

传感器将在可穿戴市场空间中继续发展。目前,对于MEM类动作和位置传感器的需求占据着主导地位。但我们认为环境传感器和生物传感器在这个市场关键增长领域中具有很大的发展潜力。

云连接对可穿戴设备市场有重大意义。基于对收集来的所有新数据进行分析,可向用户提供作为行动指导依据的信息。我们认为,当用户开始共享关于习惯、健康和活动的个人数据时,保证这些信息的安全是十分重要的。恩智浦具有这方面的安全元器件解决方案。

恩智浦解决方案可以支持多种可穿戴设备,包括腕戴式设备、运动跟踪设备、头戴式设备。我们提供的微处理器可用作系统处理器或传感器中枢。

责任编辑:张汝娟


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