可穿戴傳感器的類型及其重要性

從市場研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)來看，可穿戴市場2016年保持小幅增長，智能手表出貨下滑但智能手環(huán)繼續(xù)增長。有業(yè)內(nèi)人士表示可穿戴市場增長的關(guān)鍵之一就是傳感器，本文會介紹可穿戴設(shè)備中的傳感器類型，同時也會談一談可穿戴傳感器對可穿戴設(shè)備的重要性。

市場調(diào)查顯示，穿戴設(shè)備市場的規(guī)模將在2016年達(dá)到1.23億件，并在2020年達(dá)到4.11億件。在可穿戴設(shè)備市場，盡管市場初期的增長令人可喜，不過目前在世界范圍內(nèi)，與年出貨量達(dá)十幾億部的智能手機(jī)市場相比，可穿戴市場的整體規(guī)模仍相對較小。

國外市調(diào)機(jī)構(gòu)對2020年各類可穿戴設(shè)備市場的預(yù)測示意圖，資料圖

運(yùn)動型傳感器包括：陀螺儀、加速度計(jì)、壓力傳感器和磁力計(jì)。主要運(yùn)用在手環(huán)等設(shè)備中，它們總體的主要功能是在智能設(shè)備中完成運(yùn)動監(jiān)測、導(dǎo)航和人機(jī)交互。通過運(yùn)動型傳感器隨時隨地記錄和分析人體活動情況，用戶就可以知道自己跑步的步數(shù)、騎車的距離、睡眠時間和能量的消耗。

陀螺儀

這類傳感器能夠提升運(yùn)動和活動追蹤的準(zhǔn)確性，一般來說，陀螺儀的數(shù)量越多，效果越好。

加速度計(jì)

在可穿戴設(shè)備中，加速度計(jì)通?？梢杂脕泶_定你的步數(shù)和睡眠質(zhì)量。通過測量你的移動速度，加速度計(jì)就能夠“告訴”可穿戴設(shè)備你走了多遠(yuǎn)，如果你的手腕一直沒有動靜，它會認(rèn)為你已經(jīng)睡著了。

生物型傳感器包括血糖傳感器、血壓傳感器、心電傳感器、體溫傳感器、腦電波傳感器、肌電傳感器等。主要用于醫(yī)療電子設(shè)備中，例如康康血壓計(jì)等，利用生物傳感器采集的人體信號，經(jīng)過信號處理來完成健康預(yù)警和病情的監(jiān)控功能。借助這些醫(yī)療智能設(shè)備，醫(yī)生可以提高診斷水平，家人也可以與患者更好的進(jìn)行溝通。

光學(xué)心率監(jiān)測

這個裝置坐落在你的手腕上，通常使用一個紅色或者綠色的光點(diǎn)來檢測你的心率。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)存在了一段時間，但是它才被應(yīng)用到可穿戴設(shè)備上不久，主要針對的是運(yùn)動愛好者，它讓我們揮手告別笨重的胸帶式心率傳感器。

環(huán)境傳感器包括溫濕度傳感器、紫外線傳感器、顆粒物傳感器、氣體傳感器、pH傳感器、氣壓傳感器等，可用于PM2.5便攜式檢測儀、AirWaves口罩、便攜式個人綜合環(huán)境監(jiān)測終端等設(shè)備中，通過測試環(huán)境數(shù)據(jù)完成環(huán)境監(jiān)測、天氣預(yù)報(bào)和健康提醒。

事實(shí)上，我們經(jīng)常會處于一些對健康有危害的環(huán)境中，如空氣污染、水污染、光污染、極端氣候、電磁輻射等，更可怕的是我們常常處于這樣的環(huán)境中而不自知，沒有采取有效的防御措施，日久天長而引發(fā)各種慢性疾病，所以環(huán)境型傳感器有巨大的市場開發(fā)潛力和應(yīng)用價(jià)值。

氣壓計(jì)

這個方便的小裝置可以告訴你今天是下雨天還是晴天，這類傳感器通常被應(yīng)用于運(yùn)動類的可穿戴設(shè)備。

另類的傳感器主要指電子皮膚、智能隱形眼鏡和pH膠囊。電子皮膚是將傳感器嵌入到了厚度小于人體頭發(fā)直徑的薄膜里，然后放在聚酯襯墊中，主要監(jiān)控患者的心率、體溫、肌肉活動和腦電波等生命特征，還能釋放熱量幫助傷口愈合。

運(yùn)動、環(huán)境和生物傳感器的重要性

最早的可穿戴設(shè)備是基于三軸加速度傳感器的簡單計(jì)步器。隨后，市場上很快就出現(xiàn)了包括壓力傳感器和陀螺儀等傳感器件的復(fù)雜設(shè)備。這些器件使可穿戴設(shè)備能夠識別穿戴者正在參與的活動類型，如步行、跑步、爬山等，并跟蹤其睡眠周期。同時，溫度和濕度傳感器使得可穿戴設(shè)備能夠更準(zhǔn)確地測量諸如鍛煉時消耗的卡路里等參數(shù)。

可穿戴設(shè)備集成更多傳感器的這一趨勢未來幾年將會加快。特別是，我們將看到集成越來越多的運(yùn)動和環(huán)境傳感器，以及新興的生物傳感器。生物傳感器現(xiàn)已應(yīng)用于獨(dú)立的可穿戴醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)儀，而且許多消費(fèi)類設(shè)備現(xiàn)在都提供心率測量功能。但在接下來的幾年內(nèi)，消費(fèi)設(shè)備將集成更廣泛的生物傳感器，如測量血氧量、血壓和血糖水平的光譜傳感器，以及確定出汗水平和pH值的皮膚電阻感應(yīng)傳感器。

集成更多傳感器的優(yōu)勢

集成更多傳感器的明顯優(yōu)勢在于，能增加設(shè)備的功能，從而使其能夠測量更多參數(shù)。另外，還能提高所收集數(shù)據(jù)的精確性。

例如，使用來自其他傳感器的信息來確定穿戴者正在從事的活動類型，有助于選擇更合適的算法來處理來自加速度傳感器的輸入信息，使活動追蹤更加準(zhǔn)確。另外，結(jié)合來自眾多傳感器的數(shù)據(jù)，還能使設(shè)備提取到更多對用戶有用的信息，例如，使用心率、加速度傳感器數(shù)據(jù)和皮膚電阻感應(yīng)來測算人的壓力水平。

麥克風(fēng)元件的加入

除了上面提到的運(yùn)動、環(huán)境和生物傳感器之外，可穿戴設(shè)備還有可能增加麥克風(fēng)感測元件的使用。但目的不是向穿戴者提供更多信息，而是幫助設(shè)備感知其使用情境，以便確定哪些信息對穿戴者有用，以及如何以最佳的方式傳送這些信息。例如，如果設(shè)備聽到噴氣式發(fā)動機(jī)的轟鳴聲，它能推斷出穿戴者正在坐飛機(jī)，并監(jiān)測坐了多長時間，然后調(diào)整針對睡眠和鍛煉的建議，幫助穿戴者更有效地應(yīng)對疲勞、脫水和時差反應(yīng)。